RU2699600C2 - System for performing operations associated with use of electrolytic cells in apparatus for producing aluminium by electrolysis - Google Patents
System for performing operations associated with use of electrolytic cells in apparatus for producing aluminium by electrolysis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699600C2 RU2699600C2 RU2016135644A RU2016135644A RU2699600C2 RU 2699600 C2 RU2699600 C2 RU 2699600C2 RU 2016135644 A RU2016135644 A RU 2016135644A RU 2016135644 A RU2016135644 A RU 2016135644A RU 2699600 C2 RU2699600 C2 RU 2699600C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cap
- caps
- manipulator
- storage device
- support
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/22—Collecting emitted gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к системе для выполнения операций, связанных с использованием электролизеров в установке для производства алюминия посредством огневого электролиза.The present invention relates to a system for performing operations associated with the use of electrolyzers in a plant for the production of aluminum by flame electrolysis.
Изобретение также относится к модулю для эксплуатации электролизеров такой установки, при этом модуль содержит подобную систему, и к установке для производства алюминия посредством огневого электролиза.The invention also relates to a module for operating electrolyzers of such a plant, the module comprising a similar system, and to a plant for producing aluminum by means of fire electrolysis.
Изобретение также относится к способу воздействия на электролизер такой установки.The invention also relates to a method for exposing an electrolyzer to such a plant.
Алюминий производят промышленным способом посредством огневого электролиза в электролизерах в соответствии с хорошо известным процессом Холла-Эру. В заявке на патент Франции FR 2 806 742 (соответствующей американскому патенту US 6 409 894) описаны установки электролизного цеха по производству алюминия, предназначенного для производства алюминия.Aluminum is produced industrially by firing electrolysis in electrolysis cells in accordance with the well-known Hall-Heroult process. French
Электролитические реакции, вторичные реакции и высокие рабочие температуры приводят к получению газообразных выходящих потоков, которые содержат в основном диоксид углерода и фторированные продукты. Выделение данных выходящих потоков в атмосферу строго контролируется и регулируется с учетом не только окружающей атмосферы электролизного цеха по соображениям, связанным с условиями работы персонала, работающего рядом с электролизерами, но также с учетом загрязнения атмосферы. Нормативные акты ряда стран по охране окружающей среды накладывают ограничения на количества выбросов, выделяемых в атмосферу.Electrolytic reactions, secondary reactions, and high operating temperatures result in gaseous effluents that contain mainly carbon dioxide and fluorinated products. The allocation of these effluents to the atmosphere is strictly controlled and regulated taking into account not only the surrounding atmosphere of the electrolysis shop for reasons related to the working conditions of personnel working near electrolysis cells, but also taking into account atmospheric pollution. Regulatory acts of a number of countries on environmental protection impose restrictions on the amount of emissions emitted into the atmosphere.
В настоящее время существуют решения, которые обеспечивают возможность надежного и успешного отвода, улавливания и обработки данных выходящих потоков. Широко распространенное решение состоит в оснащении электролизеров устройством для улавливания выходящих потоков. Данное устройство закрывает электролизные ванны подобно колпаку и содержит средства удерживания, которые, в частности, включают в себя закрывающее газоотводное средство и средства всасывания и химической обработки выходящих потоков.Currently, there are solutions that provide the ability to reliably and successfully retrieve, capture, and process data from outgoing streams. A widespread solution is to equip the electrolysers with a device for trapping the effluent. This device closes the electrolysis baths like a cap and contains retention means, which, in particular, include a closing venting means and means for suction and chemical treatment of the effluent.
Закрывающее газоотводное средство содержит съемные колпаки, которые обеспечивают доступ внутрь электролизера, в частности, при замене отработанного анода новым анодом. Доступ к внутреннему пространству электролизера также может быть необходимым во время других воздействий, таких как удаление жидкого металла, закрытие ванны или различные операции по техническому обслуживанию и текущему ремонту.The closing gas venting means includes removable caps that provide access to the inside of the cell, in particular when replacing the spent anode with a new anode. Access to the interior of the cell may also be necessary during other activities, such as removing molten metal, closing the bath, or various maintenance and repair operations.
В соответствии с первым известным способом оператор, стоящий на земле, снимает колпаки с электролизера и заменяет их вручную по одному. При этом оператор подвергается рискам, связанным с близостью электролизера и наличием манипуляционного оборудования. В частности, положение, необходимое для подъема и опускания колпаков, требует, чтобы оператор наклонялся по направлению к электролизеру. Поскольку колпаки опираются на узкие поверхности, установка колпака в неправильном положении может привести к тому, что он будет плохо опираться на электролизер, что вызывает нарушение равновесия оператора и его возможное падение в электролизную ванну. С другой стороны, снятие колпаков приводит к снижению эффективности улавливающего устройства и подверганию оператора воздействию потоков, выходящих из электролизера, что требует ношения защитных масок.According to the first known method, an operator standing on the ground removes the caps from the electrolyzer and replaces them manually one at a time. In this case, the operator is exposed to risks associated with the proximity of the cell and the presence of handling equipment. In particular, the position required to raise and lower the hoods requires the operator to tilt towards the electrolyzer. Since the caps rest on narrow surfaces, installing the cap in the wrong position can cause it to lean poorly on the cell, causing the operator to become unbalanced and possibly fall into the cell. On the other hand, the removal of the caps leads to a decrease in the efficiency of the catching device and exposes the operator to the effects of the streams leaving the cell, which requires wearing protective masks.
Во втором известном процессе, который описан, например, в патенте Франции 2 879 582 (соответствующем патенту США № 8 273 223), колпаки снимают с электролизера и заменяют посредством системы, которая содержит:In a second known process, which is described, for example, in French Patent 2,879,582 (corresponding to US Pat. No. 8,273,223), the caps are removed from the cell and replaced by a system that contains:
- опору, предназначенную для ее монтажа на подвижном модуле установки так, чтобы она могла перемещаться над электролизерами;- a support intended for its installation on a movable installation module so that it can move over the electrolyzers;
- и первую шарнирно-сочлененную руку, смонтированную на опоре и снабженную устройством для захвата, по меньшей мере, одного колпака.- and a first articulated arm mounted on a support and equipped with a device for gripping at least one cap.
Перед размещением колпака на электролизере поверхность электролизеров, на которую колпак будет опираться, должна быть очищена. Куски затвердевшего расплава могли упасть на данную поверхность впроцессе замены анода, и наличие данных кусков помешает надлежащему размещению колпака в заданном положении. Для выполнения данной операции очистки система по документу FR 2 879 582 содержит вторую шарнирно-сочлененную руку, смонтированную на опоре и предусмотренную с инструментом для очистки, таким как щетка. Таким образом, колпак, находящийся в заданном положении на электролизере, снимают первой рукой, снабженной захватным устройством, затем вторая рука, снабженная инструментом для очистки, выполняет операцию очистки, пока колпак остается присоединенным к первой руке, и затем первая рука устанавливает колпак обратно на электролизер.Before placing the cap on the cell, the surface of the cells on which the cap will rest must be cleaned. Pieces of solidified melt could fall to a given surface during the anode replacement process, and the presence of these pieces would prevent the cap from being properly placed in a predetermined position. To perform this cleaning operation, the system of
Такая система в целом является удовлетворительной. Однако она имеет ряд недостатков. В частности, она имеет довольно сложную и громоздкую конструкцию, которая может приводить к отрицательным последствиям при ее реализации и техническом обслуживании. Кроме того, данная система является относительно фиксированной, вследствие чего ее трудно адаптировать к различным видам колпаков и электролизеров и усовершенствовать ее так, чтобы она могла выполнять другие операции на электролизерах.Such a system is generally satisfactory. However, it has several disadvantages. In particular, it has a rather complex and cumbersome design, which can lead to negative consequences during its implementation and maintenance. In addition, this system is relatively fixed, which makes it difficult to adapt to various types of caps and electrolyzers and improve it so that it can perform other operations on electrolyzers.
Задачей настоящего изобретения является преодоление недостатков предшествующего уровня техники, упомянутых выше.The present invention is to overcome the disadvantages of the prior art mentioned above.
Для этого и в соответствии с первым аспектом изобретение относится к системе для выполнения операций, связанных с эксплуатацией электролизеров установки для производства алюминия посредством огневого электролиза, включая операции манипулирования колпаками электролизеров, при этом система предназначена для ее монтажа на подвижном модуле установки так, чтобы она могла перемещаться над электролизерами, при этом система содержит:For this and in accordance with the first aspect, the invention relates to a system for performing operations associated with the operation of electrolytic cells of an aluminum production plant by means of fire electrolysis, including the operation of manipulating the caps of electrolytic cells, the system being designed for its installation on a movable module of the installation so that it can move over the electrolysers, while the system contains:
- опору, предназначенную для ее монтажа на модуле;- a support intended for its installation on the module;
- шарнирно-сочлененную руку, смонтированную на опоре;- articulated arm mounted on a support;
- устройство для захвата, по меньшей мере, одного колпака, выполненное с возможностью присоединения к первому концу руки;- a device for gripping at least one cap, made with the possibility of attaching to the first end of the hand;
- и, помимо этого, устройство для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака, при этом указанное устройство для хранения, смонтированное на опоре, выполнено с возможностью приема, по меньшей мере, одного колпака, перемещенного рукой, снабженной захватным устройством, и приспособлено для обеспечения возможности извлечения, по меньшей мере, одного колпака, ранее размещенного в устройстве для хранения, указанной рукой, снабженной захватным устройством.- and, in addition, a device for temporary storage of at least one cap, wherein said storage device mounted on a support is configured to receive at least one cap moved by a hand provided with a gripping device, and is adapted to enable extraction of at least one cap previously housed in a storage device indicated by a hand provided with a gripper.
Благодаря наличию устройства для хранения, смонтированного на опоре, не требуется, чтобы шарнирно-сочлененная рука постоянно удерживала колпаки во время выполнения операций, требующих снятия колпаков, (в частности, замены одного или более анодов) и операций перед установкой колпаков обратно на место (в частности, очистки определенных зон электролизера). Следовательно, шарнирно-сочлененная рука, свободная от колпаков, может быть использована для выполнения других операций и затем может извлекать колпаки, размещенные в устройстве для хранения, для установки их обратно на электролизере.Due to the presence of a storage device mounted on a support, it is not necessary for the articulated arm to constantly hold the caps during operations requiring removal of the caps (in particular, replacing one or more anodes) and operations before putting the caps back in place (in in particular, cleaning certain areas of the cell). Consequently, an articulated arm free of caps can be used to perform other operations and then can remove caps placed in the storage device to place them back on the cell.
Таким образом, поскольку данная рука может выполнять различные операции, система может быть более компактной и менее дорогой в изготовлении и эксплуатации.Thus, since this hand can perform various operations, the system can be more compact and less expensive to manufacture and operate.
В частности, в соответствии с одним возможным вариантом осуществления может быть предусмотрено, что система будет содержать единственную шарнирно-сочлененную руку, смонтированную на опоре. Таким образом, достигается еще больший выигрыш с точки зрения компактности.In particular, in accordance with one possible embodiment, it may be provided that the system comprises a single articulated arm mounted on a support. Thus, an even greater gain is achieved in terms of compactness.
Рука может быть специально предназначена для операций манипулирования колпаками и для очистки зон электролизера, на которых размещают колпаки. Кроме того, она может быть предназначена для выполнения других операций, в результате чего повышается эксплуатационная гибкость системы при сохранении по существу неизменной компактности.The hand may be specially designed for the operations of manipulating the caps and for cleaning the areas of the cell where the caps are placed. In addition, it can be designed to perform other operations, resulting in increased operational flexibility of the system while maintaining essentially unchanged compactness.
В качестве альтернативы также может быть предусмотрено, что система будет включать в себя дополнительную руку для операций, отличных от вышеупомянутых манипулирования колпаками и очистки, в частности, если данные другие операции требуют особых функциональных возможностей или конструкции руки, выполняющей их.Alternatively, it can also be provided that the system will include an additional arm for operations other than the aforementioned handling of caps and cleaning, in particular if these other operations require special functionality or the design of the arm performing them.
В соответствии с одним возможным вариантом осуществления система дополнительно содержит устройство для хранения инструментов, включая, по меньшей мере, захватное устройство и инструмент для очистки, при этом устройство для хранения, смонтированное на опоре, выполнено с возможностью приема, по меньшей мере, одного инструмента, подаваемого рукой, и с возможностью захвата одного из инструментов, размещенных в устройстве для хранения, указанной рукой.In accordance with one possible embodiment, the system further comprises a device for storing tools, including at least a gripping device and a cleaning tool, the storage device mounted on a support configured to receive at least one tool, supplied by hand, and with the ability to capture one of the tools placed in the storage device specified by the hand.
При данной конструкции рука может быть снабжена только инструментом, необходимым для выполнения текущей операции, в то время как остальные инструменты в течение этого времени будут размещены в устройстве для хранения. В частности, очистка может выполняться рукой, не несущей захватного устройства, что делает ее более практически целесообразной и эффективной во время операции очистки.With this design, the hand can only be equipped with the tool necessary to carry out the current operation, while the remaining tools during this time will be placed in the storage device. In particular, the cleaning can be carried out by hand, not bearing the gripping device, which makes it more practical and effective during the cleaning operation.
Кроме того, наличие устройства для хранения обеспечивает эксплуатационную гибкость системы при очень хороших условиях работы. Действительно, инструменты остаются в системе и не размещаются, например, на полу установки, в результате чего обеспечивают экономию пространства пола и избегают нежелательного перемещения инструмента и трудностей в определении его местоположения с тем, чтобы рука могла его извлечь.In addition, the availability of a storage device provides operational flexibility of the system under very good working conditions. Indeed, the tools remain in the system and are not located, for example, on the installation floor, as a result of which they save floor space and avoid unwanted movement of the tool and difficulties in determining its location so that the hand can remove it.
Опора может содержать основание, на котором неподвижно смонтировано следующее: рука, устройство для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака и устройство для хранения инструментов в случае его наличия. Таким образом, рука и оба устройства для хранения размещаются в одном и том же «репозитории», так что отсутствует необходимость в выполнении устройства обнаружения с тем, чтобы рука могла правильно захватывать - или находить/извлекать - один или более хранящихся колпаков или хранящийся инструмент.The support may comprise a base on which the following is fixedly mounted: a hand, a device for temporary storage of at least one hood and a device for storing tools, if any. Thus, the hand and both storage devices are located in the same “repository”, so that there is no need for the detection device to be able to correctly capture - or find / retrieve - one or more stored caps or a stored tool.
Может быть предусмотрено, что первый конец руки будет снабжен первыми соединительными средствами и что захватное устройство или любой другой инструмент, который может быть присоединен к первому концу руки, будет снабжено/снабжен вторыми соединительными средствами, выполненными с возможностью взаимодействия с первыми соединительными средствами с возможностью разъединения. В частности, вторые соединительные средства могут быть идентичными на всех инструментах, так что получают «универсальную» систему соединения. Соединение обеспечивает удерживание инструмента на руке в плане обеспечения механического соединения, но также в плане обеспечения электрического и/или пневматического или гидравлического соединения для передачи энергии и команд по приведению в действие.It may be provided that the first end of the arm will be provided with first connecting means and that the gripping device or any other tool that may be attached to the first end of the arm will be provided / equipped with second connecting means configured to interact with the first connecting means with the possibility of separation . In particular, the second connecting means may be identical on all instruments, so that a “universal” connection system is obtained. The connection provides holding the tool on the hand in terms of providing a mechanical connection, but also in terms of providing an electrical and / or pneumatic or hydraulic connection for transmitting energy and actuating commands.
Вторые соединительные средства предпочтительно доступны, когда инструмент размещен в устройстве для хранения, так что первый конец руки может приблизиться к ним, и вторые соединительные средства могут взаимодействовать с первыми соединительными средствами.The second connecting means is preferably accessible when the tool is placed in the storage device, so that the first end of the hand can approach them, and the second connecting means can interact with the first connecting means.
Устройство для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака может быть выполнено с возможностью приема множества колпаков, размещаемых по существу в одной и той же вертикальной плоскости при их по существу горизонтальных боковых краях, при этом колпаки будут расположены друг над другом по существу непрерывно в вертикальном направлении. Это создает возможность того, что любой зазор, который мог существовать между колпаками перед их снятием с электролизера, будет устранен под действием силы тяжести. Следовательно, габаритный размер всего комплекта колпаков будет меньше, чем пространство, в котором данный комплект должен быть размещен обратно, что облегчает установку колпаков обратно на место.A device for temporarily storing at least one cap can be configured to receive a plurality of caps placed substantially in the same vertical plane with their substantially horizontal side edges, with the caps being arranged substantially continuously above each other in vertical direction. This creates the possibility that any gap that could exist between the caps before they are removed from the cell will be eliminated by gravity. Therefore, the overall size of the entire set of caps will be smaller than the space in which this set must be placed back, which facilitates the installation of caps back into place.
В одном возможном варианте осуществления устройство для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака содержит элемент, выполненный с возможностью перемещения между открытым положением, обеспечивающим возможность ввода, по меньшей мере, одного колпака в указанное устройство для хранения или удаления, по меньшей мере, одного колпака из указанного устройства для хранения, и закрытым положением, в котором колпак (-и) удерживается (-ются) в указанном устройстве для хранения.In one possible embodiment, a device for temporarily storing at least one cap comprises an element configured to move between an open position, allowing at least one cap to be inserted into said device for storing or removing at least one a cap from said storage device, and a closed position in which the cap (s) is held (s) in said storage device.
Система может дополнительно содержать устройство обнаружения, выполненное с возможностью определения точного положения колпака на электролизере перед его захватом рукой и выполненное с возможностью обнаружения элемента рядом с местом электролизера, в котором колпак должен быть повторно установлен рукой в заданном положении, для обеспечения возможности надлежащей повторной установки указанного колпака в заданном положении. Эти две функции могут выполняться одним и тем же устройством обнаружения или двумя отдельными элементами устройства обнаружения. Например, устройство обнаружения может включать в себя, по меньшей мере, телеметрическую систему, такую как лазерное устройство для измерения расстояний.The system may further comprise a detection device configured to determine the exact position of the cap on the cell prior to hand grip and configured to detect an element near the location of the cell in which the cap must be reinstalled by hand in a predetermined position to allow proper reinstallation of the indicated cap in the set position. These two functions can be performed by the same detection device or by two separate elements of the detection device. For example, the detection device may include at least a telemetry system, such as a laser device for measuring distances.
Опора может содержать, по меньшей мере, один компонент, который выполнен с возможностью перемещения по существу в вертикальном направлении при эксплуатации и на котором смонтирована рука. Данный компонент, подвижный по отношению к модулю, на котором смонтирована опора, как правило, может представлять собой основание. Рука зафиксирована, например, посредством ее второго конца на нижней части опоры.The support may contain at least one component that is configured to move in a substantially vertical direction during operation and on which the arm is mounted. This component, movable with respect to the module on which the support is mounted, as a rule, can be a base. The arm is fixed, for example, by means of its second end on the lower part of the support.
Таким образом, указанный подвижный компонент опоры может быть поднят так, что система и, в частности, рука не будут мешать остальным операциям, которые должны быть выполнены на электролизере, и/или так, что они не будут касаться компонента электролизера (анодного/«положительного» стояка, верхней части конструкции и т.д.), когда модуль должен быть перемещен.Thus, the indicated movable component of the support can be raised so that the system and, in particular, the hand will not interfere with other operations that must be performed on the cell, and / or so that they will not touch the cell component (anode / positive »Riser, top of the structure, etc.) when the module must be moved.
В соответствии со вторым аспектом изобретение относится к модулю для эксплуатации электролизеров установки для производства алюминия посредством огневого электролиза, при этом модуль содержит:In accordance with a second aspect, the invention relates to a module for operating electrolyzers of a plant for producing aluminum by flame electrolysis, the module comprising:
- передвижной кран, который содержит две балки, проходящие в поперечном направлении, и который выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении над электролизерами;- a mobile crane, which contains two beams extending in the transverse direction, and which is configured to move in the longitudinal direction above the electrolysers;
- каретку, смонтированную с возможностью перемещения в поперечном направлении на двух балках передвижного крана;- a carriage mounted to move in the transverse direction on two beams of a mobile crane;
- и систему, подобную описанной выше, при этом опора системы смонтирована на каретке.- and a system similar to that described above, while the support of the system is mounted on the carriage.
В соответствии с третьим аспектом изобретение относится к установке для производства алюминия посредством огневого электролиза, содержащей:In accordance with a third aspect, the invention relates to a plant for the production of aluminum by flame electrolysis, comprising:
- сооружение, в котором размещено множество электролизеров, при этом каждый электролизер проходит в поперечном направлении, при этом электролизеры расположены рядом друг с другом в продольном направлении;- a structure in which a plurality of electrolyzers are placed, wherein each electrolyzer extends in the transverse direction, wherein the electrolyzers are located next to each other in the longitudinal direction;
- модуль, подобный описанному выше, при этом передвижной кран смонтирован с возможностью перемещения в продольном направлении на продольных направляющих, предусмотренных вблизи двух поперечных торцевых стен сооружения.- a module similar to that described above, while the mobile crane is mounted with the possibility of moving in the longitudinal direction on the longitudinal rails provided near two transverse end walls of the structure.
В соответствии с четвертым аспектом изобретение относится к способу воздействия на электролизер установки для производства алюминия посредством огневого электролиза, включающему - в данном порядке - следующие этапы:In accordance with a fourth aspect, the invention relates to a method for exposing a cell to an aluminum production plant by means of fire electrolysis, comprising, in this order, the following steps:
а) захватить, по меньшей мере, один колпак, имеющийся на электролизере, используя шарнирно-сочлененную руку, смонтированную на опоре и снабженную устройством для захвата, по меньшей мере, одного колпака;a) to capture at least one cap available on the electrolyzer using an articulated arm mounted on a support and equipped with a device for gripping at least one cap;
b) используя указанную руку, разместить колпак (-и) в устройстве для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака, смонтированном на опоре, затем разъединить захватное устройство и колпак (-и) для освобождения руки;b) using the specified hand, place the cap (s) in the device for temporary storage of at least one cap mounted on a support, then disconnect the gripper and cap (s) to release the hand;
с) посредством указанной руки извлечь, по меньшей мере, один колпак, ранее размещенный в устройстве для хранения;c) by means of said hand, remove at least one cap previously placed in the storage device;
d) разместить указанный (-е) колпак (-и) обратно на электролизере посредством указанной руки.d) place the indicated (s) cap (s) back on the electrolyzer using the indicated hand.
Таким образом, после этапа b) рука будет свободна от колпаков и может выполнять другие операции.Thus, after step b), the hand will be free of caps and may perform other operations.
Способ может дополнительно включать между этапами b) и с) и - в данном порядке - следующие этапы:The method may further include between steps b) and c) and, in this order, the following steps:
- используя указанную руку, то есть руку, которая выполняет операции а)-d) манипулирования колпаками, разместить захватное устройство в устройстве для хранения инструментов, смонтированном на опоре;- using the specified hand, that is, the hand that performs operations a) -d) manipulating the caps, place the gripper in the tool storage device mounted on the support;
- присоединить к указанной руке инструмент, отличный от захватного устройства, имеющийся в устройстве для хранения;- attach to the specified hand a tool other than a gripping device available in the storage device;
- выполнить операцию указанным инструментом;- perform the operation with the specified tool;
- разместить указанный инструмент обратно в устройстве для хранения;- place the specified tool back in the storage device;
- присоединить захватное устройства обратно к указанной руке.- attach the gripper back to the specified hand.
Как правило, указанный инструмент, отличный от захватного устройства, может представлять собой инструмент для очистки, такой как щетка, при этом операция, выполняемая указанным инструментом, следовательно, представляет собой операцию очистки, по меньшей мере, одной зоны электролизера.Typically, the specified tool, other than the gripping device, may be a cleaning tool, such as a brush, while the operation performed by the specified tool, therefore, is a cleaning operation of at least one area of the cell.
В дальнейшем вариант осуществления изобретения будет описан в качестве неограничивающего примера со ссылкой на приложенные чертежиб на которых:Hereinafter, an embodiment of the invention will be described as a non-limiting example with reference to the attached drawings in which:
фиг.1 представляет собой схематический вид в разрезе установки для производства алюминия, в которой используется электролиз расплава и которая содержит систему в соответствии с изобретением;figure 1 is a schematic view in section of a plant for the production of aluminum, which uses electrolysis of the melt and which contains a system in accordance with the invention;
фиг.2 представляет собой схематический вид в разрезе электролизера установки;figure 2 is a schematic view in section of an electrolyzer installation;
фиг.3 показывает на виде в изометрии часть электролизера по фиг.2;figure 3 shows in isometric view part of the electrolyzer of figure 2;
фиг.4 представляет собой вид в изометрии системы в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;4 is an isometric view of a system in accordance with one embodiment of the invention;
фиг.5 и 6 представляют собой изображения устройства для временного хранения колпаков электролизеров, принадлежащего системе по фиг.4, соответственно на виде в изометрии и виде сверху, при этом устройство для хранения является пустым;5 and 6 are images of a device for temporarily storing the caps of electrolyzers belonging to the system of FIG. 4, respectively, in a perspective view and a top view, wherein the storage device is empty;
фиг.7 и 8 представляют собой виды, аналогичные фиг.5, при этом устройство для хранения принимает соответственно один колпак и три колпака;FIGS. 7 and 8 are views similar to FIG. 5, wherein the storage device receives one cap and three caps, respectively;
фиг.9-16 иллюстрируют следующие друг за другом этапы процесса воздействия на электролизер в соответствии с изобретением при использовании системы, показанной на фиг.4.Figures 9-16 illustrate successive steps of a process for exposing an electrolytic cell in accordance with the invention using the system shown in Figure 4.
Фиг.1 показывает установку 1 для производства алюминия, в которой используется электролиз расплава, и, в частности, электролизный цех такой установки 1.Figure 1 shows the installation 1 for the production of aluminum, which uses electrolysis of the melt, and, in particular, the electrolysis shop of such a installation 1.
Установка 1 содержит сооружение 2, в котором размещено множество электролизеров 3. Каждый электролизер 3 проходит в поперечном направлении Y, и электролизеры 3 расположены рядом друг с другом в продольном направлении Х.The installation 1 comprises a
Как проиллюстрировано на фиг.2 и 3, каждый электролизер 3 содержит электролизную ванну 20, опорную конструкцию 30, называемую «верхней частью конструкции», и множество анодов 40, 40'.As illustrated in FIGS. 2 and 3, each
Электролизная ванна 20 содержит стальной кожух 21, внутреннюю футеровку 22, которая, как правило, образована блоками, выполненными из огнеупорных материалов, и катодный комплект, который содержит блоки, выполненные из углеродистого материала, называемые «катодными блоками» 23, и металлические соединительные шины 24, к котором прикреплены проводники 45, 46, 47 для подвода тока электролиза.The
Каждый анод 40 снабжен металлической штангой 41, которая, как правило, прикреплена к аноду 40 посредством мультипода 42. Аноды 40 прикреплены с возможностью съема к подвижной металлической раме 25, называемой «анодной рамой», посредством подвижного соединителя 26. Анодная рама 25 опирается на верхнюю часть 30 конструкции и присоединена к проводникам 47, называемым «анодными/«положительными» стояками», используемым для подвода тока электролиза.Each
В сущности говоря, более ста электролизеров 3 расположены рядом друг с другом в виде рядов или линий в направлении Х. Электролизеры 3 одного ряда электрически соединены последовательно посредством использования соединительных проводников 45, 46, 47. Электролизеры 3 расположены так, чтобы оставить проход 48 для циркуляции вдоль установки 1 и пространство 49 для доступа между электролизерами 3.In fact, more than one hundred
Каждый электролизер 3 снабжен системой колпаков. Система содержит ряд съемных колпаков 33, которые, как правило, выполнены из металла и в более типичном случае выполнены из алюминиевого сплава. Система колпаков удерживает выходящие потоки во внутреннем пространстве 29 электролизера 3 и соединена с средствами (непоказанными) для выпуска выходящих потоков и направления их в центр обработки.Each
Колпаки 33, как правило, вставлены в направляющую канавку 35, расположенную вдоль электролизера 3 (в направлении Y), и переведены в положение, в котором они опираются на фланец 31 верхней части 30 конструкции. Колпаки 33 расположены рядом друг с другом в направлении Y на электролизере 3. Между боковыми краями 36 двух соседних колпаков 33 может иметься зазор, составляющий порядка приблизительно 2-5 мм. С другой стороны, колпаки могут быть расположены с угловым дефектом, составляющим несколько градусов относительно осей Х и Y. Например, размеры колпака 33 могут быть следующими: ширина (вдоль оси Y) составляет 685 мм и высота составляет 1535 мм. Колпаки 33 могут быть по существу плоскими или изогнутыми. Колпаки 33 удерживаются в заданном положении под действием их собственного веса без фиксирующего устройства. Например, вес колпака 33 может составлять порядка 12 кг. Колпаки 33, как правило, снабжены ручкой 34, чтобы операторы могли манипулировать ими.
Штанга 41 анодов 40, как правило, выступает из системы колпаков через отверстия 32, выполненные для этого в системе колпаков.The
В соответствии с наиболее распространенной технологией аноды 40 выполнены из предварительно спеченного углеродистого материала. Постепенное расходование анодов 40 во время реакций электролитического восстановления алюминия требует выполнения работы на электролизерах 3, которая включает, в частности, замену отработанных анодов 40' новыми анодами 40.In accordance with the most common technology, the
Установка 1 содержит модуль 4, так называемый «узел для обслуживания электролизеров», предназначенный для эксплуатации электролизеров 3, то есть для выполнения операций на электролизерах 3, таких как замены анодов или воронок электролизеров 3, предназначенных для подачи дробленого электролита и AlF3. Модуль 4 также может быть использован для выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных операций с различными грузами, такими как элементы электролизных ванн, ковши с жидким металлом или аноды.Installation 1 contains a module 4, the so-called "site for maintenance of electrolytic cells", designed to operate
Как проиллюстрировано на фиг.1, модуль 4 содержит передвижной кран 5, который имеет две балки 6, проходящие в поперечном направлении, и который выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении Х над электролизерами 3. В частности, передвижной кран 5 смонтирован с возможностью его перемещения в продольном направлении на продольных направляющих 7 или путях, которые могут быть предусмотрены вблизи двух поперечных торцевых стен 8 сооружения 2.As illustrated in FIG. 1, module 4 comprises a
Модуль 4 дополнительно содержит каретку 9, смонтированную с возможностью перемещения в поперечном направлении на двух балках 6 передвижного крана 5. Каретка 9 представляет собой компонент машины 10 для обслуживания электролизеров, которая также включает в себя модуль 11 для обслуживания электролизеров, снабженный множеством манипуляционных и обслуживающих устройств 12. Машина 10 для обслуживания электролизеров может также включать в себя кабину управления.The module 4 further comprises a carriage 9 mounted for transverse movement on two
На машинах 10, предназначенных для обслуживания электролизеров и используемых для операций замены анодов, данные манипуляционные и обслуживающие устройства 12 включают в себя инструменты, а именно, как правило, инструмент для разрушения поверхностной корки, ковшеобразную лопату, устройство для захвата анодов (называемое «зажимом для анодов») и воронку, снабженную выдвижной трубой. Инструмент для разрушения поверхностной корки используется для разрушения корки из оксида алюминия и затвердевшего расплава, которая, как правило, покрывает все или часть анодов 40 электролизера 3; ковшеобразная лопата используется для очистки места расположения анода 40 -после извлечения использованного анода - путем удаления твердого вещества, находящегося там, (такого как куски корки и оксида алюминия); зажим для анодов используется для захвата анодов 40 и манипулирования анодами 40 посредством их штанги 41, в частности, для удаления отработанных анодов из электролизера 3 и размещения новых анодов 40 в электролизере 3; выдвижная труба используется для ввода оксида алюминия и/или дробленого электролита в электролизер 3 для образования слоя покрытия после установки нового анода в заданном положении. Инструмент для разрушения поверхностной корки, ковшеобразная лопата и зажим для анодов, как правило, прикреплены к нижнему концу направляющего элемента, такого как стойка или телескопическая рука.On
Кроме того, модуль 4 включает в себя систему 50 для выполнения операций, связанных с эксплуатацией электролизеров 3 установки 1, в частности, операций по манипулированию колпаками 33 электролизеров 3 и очистке, по меньшей мере, одной зоны электролизера 3.In addition, the module 4 includes a
Как проиллюстрировано на фиг.4, система 50 содержит опору 51, которая смонтирована на модуле 4 и, более точно, на каретке 9 так, что она может быть перемещена над электролизерами 3. Система 50 дополнительно содержит шарнирно-сочлененную руку 52, смонтированную на опоре 51. Например, рука 52 содержит первый свободный конец 53 и второй конец 54, закрепленный на нижней части опоры 51. Рука может представлять собой шестикоординатный антропоморфный робот. Рука 52 может представлять собой единственную шарнирно-сочлененную руку, смонтированную на опоре 51.As illustrated in FIG. 4, the
В сущности говоря, опора 51 может быть выполнена с такой конструкцией, что рука 52 может перемещаться по существу вертикально во время работы. Это обеспечивает возможность перевода руки 52 в зону рядом с электролизером 3, когда операция должна быть выполнена на электролизере 3, и удерживания руки 52 в поднятом положении в течение остального времени так, что она не будет мешать другим операциям обслуживания, или так, что любому перемещению модуля 4, несущего систему 50, не будет препятствовать то, что рука 52 может войти в контакт с частью электролизера 3, такой как анодный/«положительный» стояк 47 или опорная конструкция 30. Для этого может быть предусмотрено то, что опора 51 будет содержать телескопическую стойку, проходящую по существу в вертикальном направлении Z.Essentially speaking, the
Система 50 дополнительно содержит устройство 55 для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака 33, смонтированное на опоре 51, и в показанном варианте осуществления устройство 56 для хранения инструментов, также смонтированное на опоре 51.The
В варианте осуществления, показанном на фиг.4, опора 51 содержит основание 57, на котором с обеспечением фиксации смонтировано следующее: рука 52, устройство 55 для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака и устройство 56 для хранения инструментов. В частности, основание 57 может быть смонтировано на нижней части опоры 51 и может быть выполнено с возможностью перемещения в вертикальном направлении относительно верхней части опоры 51, при этом данное вертикальное перемещение осуществляется посредством силового цилиндра 58. Кроме того, основание 57 может включать в себя крыло 65, на котором смонтировано устройство 55 для хранения, и крыло 66, на котором смонтировано устройство 56 для хранения инструментов.In the embodiment shown in FIG. 4, the
В устройстве 56 для хранения инструментов можно обнаружить различные инструменты, которыми может манипулировать рука 52, и, в частности:In the
- устройство 60 для захвата, по меньшей мере, одного колпака 33, например, содержащее корпус, предусмотренный с ответвлениями, несущими захватные приспособления 59, такие как чашечные присосы, приводимые в действие, например, посредством пневматической системы;- a
- и инструмент 63 для очистки, такой как щетка, скребок или сдувающее средство.and a
Устройство 56 для хранения инструментов выполнено с возможностью приема, по меньшей мере, одного инструмента 60, 63, подаваемого рукой 52, и с возможностью захвата одного из инструментов 60, 63, размещенных в устройстве 56 для хранения, указанной рукой 52. Помимо захватного устройства 60 и инструмента 63 для очистки устройство 56 для хранения может принимать, например, измерительный датчик, измерительные инструменты, средства для очистки щетками, предназначенные для других частей электролизера (анодной рамы, анодных штанг), инструменты для удаления расплава и т.д.The
Для этого первый конец 53 руки 52 может быть снабжен первыми соединительными средствами 61, в то время как каждый из инструментов, выполненный с возможностью присоединения к первому концу 53 руки 52, в частности, захватное устройство 60 и инструмент 63 для очистки, может быть снабжен вторыми соединительными средствами 62, выполненными с возможностью взаимодействия с первыми соединительными средствами 61 с возможностью разъединения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения вторые соединительные средства 62 являются идентичными для всех из указанных инструментов, в результате чего создается универсальная система соединения.For this, the
Соединительные средства 61, 62 предназначены для обеспечения разъемного соединения между первым концом 53 руки 52 и инструментами, в частности, захватным устройством 60 и инструментом 63 для очистки, и для обеспечения автоматического соединения между рукой 52 и инструментами для подвода пневматической и электрической энергии. В случае универсальной системы соединения соединительные средства 61, 62 предпочтительно должны иметь достаточные соединения для каждого инструмента, подлежащего соединению с рукой 52. Кроме того, соединительные средства 61, 62 предпочтительно выполнены с возможностью гарантирования того, что инструменты будут удерживаться на месте в случае прекращения подачи питания.The connecting means 61, 62 are designed to provide a detachable connection between the
Функциональное назначение устройства 56 для хранения инструментов состоит в том, чтобы обеспечить возможность хранения инструментов, которые не используются в заданный момент времени. Данные неиспользуемые инструменты предпочтительно зафиксированы на устройстве 56 для хранения, например, посредством силовых цилиндров. Устройство 56 для хранения может содержать несколько элементов 64, составляющих одно целое с крылом 66, присоединенным к основанию 57, при этом каждый из данных элементов 64 служит в качестве основания, на котором неиспользуемый инструмент может быть размещен или зафиксирован.The functional purpose of the
Устройство 55 для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака выполнено с возможностью приема, по меньшей мере, одного колпака 33, переносимого рукой 52, снабженной захватным устройством 60, и предназначено для обеспечения возможности извлечения, по меньшей мере, одного колпака 33, ранее размещенного в устройстве 55 для хранения, указанной рукой 52, снабженной захватным устройством 60.The
Устройство 55 для хранения далее будет описано более конкретно со ссылкой на фиг.5-8.A
В показанном варианте осуществления устройство 55 для хранения содержит по существу горизонтальное основание 70, первую боковую стойку 71 и вторую боковую стойку 73, по существу вертикальные и зафиксированные относительно основания 70. Первая и вторая боковые стойки 71, 73 могут быть соединены посредством крыла 65, соединяющего устройство 55 для хранения с основанием 57 опоры 51.In the shown embodiment, the
Кроме того, по существу вертикальный затвор 72 предусмотрен вблизи второй боковой стойки 73. Затвор 72 выполнен с возможностью перемещения относительно второй боковой стойки 73 между открытым положением, обеспечивающим возможность размещения, по меньшей мере, одного колпака 33 в указанном устройстве 55 для хранения или удаления, по меньшей мере, одного колпака 33 из указанного устройства 55 для хранения, и закрытым положением, в котором колпак (-и) 33 удерживается/удерживаются в указанном устройстве 55 для хранения в положении хранения. В непроиллюстрированном варианте также может быть предусмотрен подвижный затвор вблизи первой боковой стойки 71.In addition, a substantially
Устройство 55 для хранения предпочтительно не имеет передней панели для обеспечения возможности ввода одного или более колпаков 33 спереди, а также их удаления посредством руки 52. Кроме того, устройство 55 для хранения может не иметь верхней поперечины: другими словами, оно открыто сверху. Кроме того, устройство 55 для хранения может не иметь сплошной задней панели, при этом крыло 65 образует единственный элемент с задней стороны устройства 55 для хранения.The
Затвор 72 может быть смещен от второй боковой стойки 73 или приближен ко второй боковой стойке 73 так, что один или более колпаков 33 могут быть захвачены между второй боковой стойкой 73 и затвором 72, в частности, свободным концом затвора 72. В данном положении хранения колпаки 33 удерживаются таким образом между двумя стойками 71, 73 посредством затвора 72.The
Таким образом, когда затвор 72 находится в положении вдали от второй стойки 73, то есть когда он находится в открытом положении (фиг.5-8), можно разместить, по меньшей мере, один колпак 33 в устройстве 55 для хранения или удалить, по меньшей мере, один колпак 33 из устройства 55 для хранения. Напротив, когда затвор 72 переведен в положение, в котором он находится ближе ко второй стойке 73, то есть когда он находится в закрытом положении (фиг.4), колпак (-и) 33 удерживается/удерживаются в устройстве 33 для хранения.Thus, when the
В показанном варианте осуществления устройство 55 для хранения содержит приводной элемент, выполненный с возможностью обеспечения перемещения подвижного элемента - а именно затвора 72 - между его открытым и закрытым положениями. Как проиллюстрировано на фиг.6, данный приводной элемент выполнен в виде, по меньшей мере, одного силового цилиндра 75. Силовой цилиндр 75 может быть присоединен к проушине 76, образующей одно целое с затвором 72 и шарнирно присоединенной вокруг по существу вертикальной оси 77 и зафиксированной относительно второй стойки 73. Таким образом, перемещение затвора 72 между его открытым и закрытым положениями включает поворот затвора 72 вокруг оси 77. На силовом цилиндре 75 также может быть предусмотрен концевой выключатель.In the shown embodiment, the
Кроме того, первая стойка 71 - и, возможно, вторая стойка 73 и/или затвор 72 - может/могут иметь по существу вертикальную канавку 74, которая открыта по направлению ко второй стойке 73 - или в более общем смысле по направлению к противоположной стойке и в которую должен входить один край, по меньшей мере, одного колпака 33. Как правило, в данные одну или более канавок 74 вставляются верхний и/или нижний края колпака 33, при этом термины «верхний» и «нижний» относятся к положению, занимаемому колпаком 33 на электролизере 3. На практике данная стойка 71 может иметь V-образное поперечное сечение, как показано на фиг.6. Данная конструкция повышает качество позиционирования и удерживания колпаков 33 в устройстве 55 для хранения.In addition, the
Когда только один колпак 33 находится в положении хранения в устройстве 55 для хранения, он опирается на основание 70 и удерживается между двумя стойками 71, 73 благодаря затвору 72, как проиллюстрировано на фиг.7, при этом его боковые края 36 являются по существу горизонтальными.When only one
Когда несколько колпаков 33 (до трех в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.8) находятся в положении хранения в устройстве 55 для хранения, нижний колпак 33 опирается на основание 70. Кроме того, колпаки 33 расположены по существу в одной и той же вертикальной плоскости и расположены друг над другом по существу непрерывно вдоль вертикального направления Z. Кроме того, когда колпаки 33 размещены на электролизере 3, их боковые края 36 расположены по существу в плоскости (Х, Z), как показано на фиг.3. Напротив, в положении хранения, подобном показанному на фиг.7 и 8, боковые края 36 колпаков 33 по существу горизонтальны, то есть они были повернуты на 90° относительно положения, которые они занимают, будучи размещенными на электролизере 3.When several caps 33 (up to three in the embodiment illustrated in FIG. 8) are in the storage position in the
Кроме того, система 50 может содержать средства для обнаружения наличия, по меньшей мере, одного колпака 33 в устройстве 55 для хранения. Как видно, в частности, на фиг.5, данные средства обнаружения могут содержать один или более пальцеобразных выступов 78, расположенных на основании 70 устройства 55 для хранения, при этом данные пальцеобразные выступы 78 выступают вверх и прижимаются под весом одного или более колпаков 33, размещенных в устройстве 55 для хранения.In addition, the
Устройство 55 для временного хранения, по меньшей мере, одного колпака 33 предпочтительно является надежным, то есть выполнено с возможностью гарантирования того, что колпаки 33 будут удерживаться на месте даже в случае прекращения подачи питания, что предотвращает их случайное падение.The
Рука 52 может быть снабжена цепью 80, обеспечивающей опору для кабелей, (см., в частности, фиг.9), в которой будут смонтированы все кабели и шланги, необходимые для функционирования системы 50. Кроме того, система 50 содержит один или более коробчатых элементов 79, содержащих различные компьютерные и/или пневматические управляющие системы, в частности, для управления системой фиксации колпаков 33 в устройстве 55 для хранения (за счет перемещения затвора 72 в его закрытое положение и удерживания его в данном положении) и фиксацией инструментов 60, 63 в устройстве 56 для хранения инструментов. Системы, размещенные в коробчатом элементе 79, также могут обеспечивать возможность поддержания связи с программируемым контроллером машины 10, предназначенной для обслуживания электролизеров, для приема команд и ретрансляции информации.The
Фиг.9-16 иллюстрируют следующие друг за другом этапы способа воздействия на электролизер 3 установки 1, требующий снятия и последующей повторной установки колпаков 33 электролизера 3. В частности, при замене отработанного анода 40' новым анодом 40 колпаки 33, расположенные перед отработанным анодом 40', должны быть удалены и затем повторно установлены после фиксации нового анода 40.Figures 9-16 illustrate successive steps of the method of acting on the
Как показано на фиг.9, опора 51, которую несет модуль 4, перемещается близко к электролизеру 3, для которого должно осуществляться воздействие, посредством передвижного крана 5 и каретки 9. После этого рука 52 перемещается вниз посредством силового цилиндра 58 телескопической опоры 51 в показанном варианте осуществления до тех пор, пока первый конец 53 руки 52 не окажется расположенным рядом с колпаками 33, подлежащими снятию. Захватное устройство 60 присоединено к данному первому концу 53. Устройство 56 для хранения инструментов содержит, по меньшей мере, инструмент 63 для очистки в очереди.As shown in FIG. 9, the
Рука 52, снабженная захватным устройством 60, захватывает, по меньшей мере, один колпак 33, имеющийся на электролизере 3, как показано на фиг.10. В частности, захватное устройство 60 может быть выполнено с возможностью одновременного захвата трех колпаков или двух колпаков и половины колпака (половины колпаков могут быть расположены, например, на поперечных концах электролизеров 3). В сущности говоря, могут быть предусмотрены три или четыре захватных приспособления 59 на один колпак 33.A
Для выполнения этого система может включать в себя датчик, выполненный с возможностью определения точного положения колпака 33 на электролизере 3 перед его захватом рукой 52. Действительно, как указано выше, колпаки 33 могут быть расположены с изменяющимся зазором между ними и/или с угловым дефектом, составляющим несколько градусов относительно осей Х и Y. Определение фактического положения колпака 33 гарантирует отличное позиционирование захватных элементов 59 на колпаке 33 и, следовательно, надежный захват без риска падения.To accomplish this, the system may include a sensor configured to determine the exact position of the
Точное положение колпака 33 может быть определено, например, путем обнаружения ручки 34 колпака 33 посредством устройства обнаружения.The exact position of the
Рука 52, несущая колпаки 33 посредством захватного устройства 60, затем обеспечивает размещение всех данных колпаков 33 в устройстве 55 для хранения, как проиллюстрировано на фиг.11. Для этого колпаки 33 - в данном случае их число равно трем, причем это представляет собой только один пример, - поворачиваются на 90° относительно их положения на электролизере 3, при этом боковые края 36, таким образом, будут по существу горизонтальными, и размещаются рукой 52 в устройстве 55 для хранения через его открытую переднюю часть.A
Колпаки 33 размещаются в устройстве 55 для хранения между двумя стойками 71, 73, при этом затвор 72 находится в открытом положении для обеспечения возможности ввода колпаков 33 (фиг.11).
Затем затвор 72 перемещается в его закрытое положение, так что колпаки 33 будут удерживаться между стойками 71, 73 и затвором 72 (фиг.12). После этого захватное устройство 60 может быть отсоединено от колпаков 33 без риска их падения.Then, the
Когда колпаки 33 будут сняты с электролизера 3, машина 10 для обслуживания электролизеров может воздействовать на электролизер 3 для выполнения различных операций, в частности, но не исключительно, для замены анода. Во время данных воздействий колпаки 33 удерживаются в отведенном положении и, следовательно, не препятствуют данным воздействиям. В более общем смысле руки 52 и вся система 50 расположены так, чтобы они не препятствовали данным воздействиям. Более конкретно, система 50 может быть поднята (посредством телескопической опоры 51 в описываемом варианте осуществления), и она впоследствии будет опущена, когда снова потребуется ее использование для выполнения других операций.When the
Рука 52, которая не должна поддерживать колпаки 33, может быть использована для выполнения других операций, как правило, посредством других инструментов. Таким образом, сначала рука 52 освобождается от захватного устройства 60 путем его размещения в устройстве 56 для хранения, как правило, на соответствующем элементе 64.A
Затем рука 52 соединяется с инструментом - отличным от захватного устройства 60 - имеющимся в устройстве 56 для хранения посредством взаимодействия между первыми соединительными средствами 61, предусмотренными на первом конце 53 руки 52, и вторыми соединительными средствами 62, предусмотренными на инструменте. После этого рука 52 может использовать данный инструмент для выполнения операции, связанной с эксплуатацией электролизера 3, но отличной от манипулирования колпаками 33.Then, the
В варианте осуществления, показанном на фиг.13, данный инструмент представляет собой инструмент 63 для очистки, который используется для очистки, по меньшей мере, одной зоны электролизера 3, как показано на фиг.14.In the embodiment shown in FIG. 13, the tool is a
Конкретно, после замены анода и перед установкой колпаков 33 обратно в их заданное положение на электролизере 3 направляющая канавка 35 должна быть очищена вдоль всей длины, не закрытой, когда колпаки 33 сняты, для удаления всех кусков - то есть твердого расплава и обломков дробленого электролита, которые могли упасть во время операции замены анода 40. Для очистки направляющей канавки 35 инструмент 63 для очистки, как правило, может размещать данные куски внутри электролизной ванны 20. Рука 52 предпочтительно должна быть выполнена с конструкцией, обеспечивающей возможность очистки под правым и левым анодными/«положительными» стояками 47 без поворота назад.Specifically, after replacing the anode and before installing the
Как только операция очистки будет завершена, инструмент 63 для очистки может быть размещен обратно в устройстве 56 для хранения на соответствующем элементе 64, и после этого рука 52 может быть отсоединена от инструмента 63 для очистки.Once the cleaning operation is completed, the
Затем рука 52 может быть соединена с еще одним инструментом, имеющимся в устройстве 56 для хранения, для выполнения еще одной операции.Then, the
Как проиллюстрировано на фиг.15, рука 52 может извлекать захватное устройство 60, которое она ранее разместила в устройстве 56 для временного хранения, посредством взаимодействия между первыми соединительными средствами 61, предусмотренными на первом конце 53 руки 52, и вторыми соединительными средствами 62, предусмотренными на захватном устройстве 60.As illustrated in FIG. 15, the
Рука 52, снабженная таким образом захватным устройством 60, может затем извлекать один или более колпаков 33, ранее размещенных в устройстве 55 для хранения. Данная операция не требует устройства, выполненного с возможностью определения точного положения колпаков 33, поскольку они остались в том же базовом положении, в каком находится рука 52, с момента их размещения в устройстве 55 для хранения. Это обеспечивает экономию времени и повышение надежности.A
Как только захватные элементы 59 будут соответствующим образом соединены с колпаками 33, затвор 72 устройства 55 для хранения может быть перемещен в его открытое положение для обеспечения возможности удаления колпаков 33 из устройства 55 для хранения.Once the
Затем, как проиллюстрировано на фиг.16, рука 52 перемещается так, что она может повторно установить колпак (-и) 33, которые она удерживает на электролизере 3. Для обеспечения возможности соответствующей повторной установки колпаков 33 в заданном положении система 50 может содержать устройство обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения элемента, соседнего с местом электролизера 3, в котором колпаки 33 должны быть повторно установлены в заданном положении рукой 52. Данным соседним элементом может быть, например, соседний колпак 33, уже установленный в заданном положении на электролизере 3, или торцевая стенка электролизера 3 в том случае, когда колпаки, подлежащие повторной установке в заданном положении, представляют собой колпаки, размещаемые на поперечном конце электролизера 3.Then, as illustrated in FIG. 16, the
Рука 52 вставляет колпаки 33 в направляющую канавку 35, которая была очищена ранее, и размещает их на крае 31 верхней части 30 конструкции.
Поскольку колпаки 33 удерживались, будучи расположенными друг на друге в направлении оси Z, при их по существу горизонтальных боковых краях 36, любой зазор, который может существовать между двумя соседними колпаками 33 перед их снятием с электролизера 3, был скорректирован под действие силы тяжести. Таким образом, габаритный размер - вдоль оси Y - всех колпаков 33, подлежащих размещению обратно на электролизере 3, будет меньше габаритных размеров данного комплекта колпаков 33 перед их снятием с электролизера 3. Другими словами, место на электролизере 3, доступное для повторной установки колпаков 33, будет больше по размеру по сравнению с размером данного комплекта колпаков 33 вдоль оси Y. Повторная установка колпаков 33 на электролизере значительно облегчается.Since the
Процесс, описанный выше, может выполняться автоматически, при этом система 50 будет работать независимо после того, как машина 10 для обслуживания электролизеров, расположенная над электролизером 3, выдаст команду инициирования цикла.The process described above can be performed automatically, while the
Альтернативно, в особенности для выполнения регулировок может быть предусмотрена ручная операция, при этом операция выполняется оператором, воздействующим на органы управления, имеющиеся в кабине машины 10 для обслуживания электролизеров.Alternatively, in particular, a manual operation may be provided for making adjustments, the operation being performed by an operator acting on the controls available in the cab of the
Таким образом, система в соответствии с изобретением обеспечивает возможность манипулирования колпаками и выполнения других операций (очистки и т.д.) в очень «заполненной» среде, окружающей электролизеры, и с требуемой точностью.Thus, the system in accordance with the invention provides the ability to manipulate the caps and perform other operations (cleaning, etc.) in a very "filled" environment surrounding the cells, and with the required accuracy.
Благодаря ее модульности время цикла работы системы может быть значительно уменьшено, например, может составлять менее 100 секунд (захват колпаков, очистка и повторная установка колпаков).Due to its modularity, the cycle time of the system can be significantly reduced, for example, it can be less than 100 seconds (grabbing caps, cleaning and reinstalling the caps).
Поскольку система является компактной, она может выполнять определенные операции в качестве фоновой задачи при условии, что они не создают риска столкновения с элементом машины для обслуживания электролизеров. Это, в частности, справедливо для замены инструментов при замене захватного устройства на инструмент для очистки и наоборот, которая может быть выполнена, пока машина 10 для обслуживания электролизеров воздействует на электролизер 3 для разрушения поверхностной корки расплава, удаления отработанного анода или установки нового анода.Since the system is compact, it can perform certain operations as a background task, provided that they do not pose a risk of collision with an element of the machine for servicing electrolyzers. This, in particular, is true for replacing tools when replacing a gripping device with a cleaning tool and vice versa, which can be performed while the
Помимо влияния на финансы, уменьшение длительности цикла предпочтительно с точки зрения безопасности и окружающей среды, поскольку время, в течение которого колпаки будут сняты с электролизеров, уменьшается.In addition to the effect on finances, reducing the cycle time is preferable from the point of view of safety and the environment, since the time during which the caps will be removed from the electrolysis cells is reduced.
Совершенно очевидно, что изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше в качестве примера, но включает в себя все технические эквиваленты и варианты описанных средств и их комбинаций.It is obvious that the invention is not limited to the embodiment described above by way of example, but includes all technical equivalents and variations of the described means and their combinations.
Claims (38)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1400540A FR3018283B1 (en) | 2014-03-05 | 2014-03-05 | SYSTEM FOR CARRYING OUT OPERATIONS RELATING TO THE OPERATION OF CELLS OF AN ALUMINUM PRODUCTION FACILITY BY ELECTROLYSIS |
FR1400540 | 2014-03-05 | ||
PCT/FR2015/000034 WO2015132479A2 (en) | 2014-03-05 | 2015-02-16 | System for carrying out operations linked to the use of cells of a facility for producing aluminium by means of electrolysis |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016135644A RU2016135644A (en) | 2018-04-25 |
RU2016135644A3 RU2016135644A3 (en) | 2018-10-25 |
RU2699600C2 true RU2699600C2 (en) | 2019-09-06 |
Family
ID=50829032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135644A RU2699600C2 (en) | 2014-03-05 | 2015-02-16 | System for performing operations associated with use of electrolytic cells in apparatus for producing aluminium by electrolysis |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3114257B1 (en) |
CN (1) | CN106460209B (en) |
AR (1) | AR099617A1 (en) |
AU (1) | AU2015226002B2 (en) |
CA (1) | CA2938716C (en) |
FR (1) | FR3018283B1 (en) |
RU (1) | RU2699600C2 (en) |
WO (1) | WO2015132479A2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2606991A (en) | 2021-03-31 | 2022-11-30 | Alumatlq As | Electrolytic cell lid handling system and method of use |
EP4174216A1 (en) | 2021-10-27 | 2023-05-03 | Dubai Aluminium PJSC | Protection device for anodes of an electrolytic cell, comprising movable panels, and its implementation method |
EP4293141A1 (en) | 2022-06-13 | 2023-12-20 | Dubai Aluminium PJSC | Anode servicing assembly for an aluminium electrolysis plant, and methods for operating the same |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3935090A (en) * | 1974-03-15 | 1976-01-27 | Dmitry Pavlovich Petrusenko | Covering of an aluminum-producing electrolysis cell |
US4136003A (en) * | 1975-03-10 | 1979-01-23 | Swiss Aluminum Ltd. | Cell for fused-salt electrolysis with gas collecting means |
SU1623569A3 (en) * | 1987-07-09 | 1991-01-23 | Текмо Кар С.П.А. (Фирма) | Arrangement for mechanized replacement of anodes in aluminium electrolyzer |
EP0618313A2 (en) * | 1993-02-25 | 1994-10-05 | TECHMO Car S.p.A. | Automatized equipment for the replacement of the anodes in the electrolytic cells for aluminium production |
US6153066A (en) * | 1999-02-12 | 2000-11-28 | Reel Sa | Tool holding device for the extraction and transfer of anodes in the center of an aluminum factory and equipment for operating such |
EP1101726A1 (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-23 | Reel S.A. | Lifting and load handling device for an aluminium production installation |
US8273223B2 (en) * | 2004-12-21 | 2012-09-25 | E.C.L. | Handling device for hoods of a cell for electrolytic aluminium production |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2806742B1 (en) | 2000-03-24 | 2002-05-03 | Pechiney Aluminium | INSTALLATION OF FACILITIES OF AN ELECTROLYSIS PLANT FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM |
NO328467B1 (en) * | 2005-12-09 | 2010-02-22 | Norsk Hydro As | Method and apparatus for encapsulating an electrolysis cell |
US9050726B2 (en) * | 2012-05-16 | 2015-06-09 | Gi 2 Technologies, Llc | Activation control device for robotic auxiliary devices |
-
2014
- 2014-03-05 FR FR1400540A patent/FR3018283B1/en active Active
-
2015
- 2015-02-16 RU RU2016135644A patent/RU2699600C2/en active
- 2015-02-16 CA CA2938716A patent/CA2938716C/en active Active
- 2015-02-16 AU AU2015226002A patent/AU2015226002B2/en active Active
- 2015-02-16 WO PCT/FR2015/000034 patent/WO2015132479A2/en active Application Filing
- 2015-02-16 CN CN201580011921.0A patent/CN106460209B/en active Active
- 2015-02-16 EP EP15709216.4A patent/EP3114257B1/en active Active
- 2015-03-03 AR ARP150100632A patent/AR099617A1/en unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3935090A (en) * | 1974-03-15 | 1976-01-27 | Dmitry Pavlovich Petrusenko | Covering of an aluminum-producing electrolysis cell |
US4136003A (en) * | 1975-03-10 | 1979-01-23 | Swiss Aluminum Ltd. | Cell for fused-salt electrolysis with gas collecting means |
SU1623569A3 (en) * | 1987-07-09 | 1991-01-23 | Текмо Кар С.П.А. (Фирма) | Arrangement for mechanized replacement of anodes in aluminium electrolyzer |
EP0618313A2 (en) * | 1993-02-25 | 1994-10-05 | TECHMO Car S.p.A. | Automatized equipment for the replacement of the anodes in the electrolytic cells for aluminium production |
RU94006777A (en) * | 1993-02-25 | 1996-04-10 | ТЕХМО КАР С.п.А (IT) | Automatic device for replacement of anodes in electrolytic cells at production of aluminium |
US6153066A (en) * | 1999-02-12 | 2000-11-28 | Reel Sa | Tool holding device for the extraction and transfer of anodes in the center of an aluminum factory and equipment for operating such |
EP1101726A1 (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-23 | Reel S.A. | Lifting and load handling device for an aluminium production installation |
US8273223B2 (en) * | 2004-12-21 | 2012-09-25 | E.C.L. | Handling device for hoods of a cell for electrolytic aluminium production |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2938716A1 (en) | 2015-09-11 |
EP3114257B1 (en) | 2018-08-22 |
AU2015226002A1 (en) | 2016-09-01 |
RU2016135644A3 (en) | 2018-10-25 |
WO2015132479A3 (en) | 2016-03-24 |
CN106460209A (en) | 2017-02-22 |
CN106460209B (en) | 2018-11-13 |
EP3114257A2 (en) | 2017-01-11 |
CA2938716C (en) | 2021-11-09 |
AU2015226002B2 (en) | 2019-04-04 |
WO2015132479A2 (en) | 2015-09-11 |
AR099617A1 (en) | 2016-08-03 |
FR3018283B1 (en) | 2017-12-22 |
RU2016135644A (en) | 2018-04-25 |
FR3018283A1 (en) | 2015-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ITMI930365A1 (en) | AUTOMATED EQUIPMENT FOR THE CHANGE OF ELECTROLYTIC CELL ANODES FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM | |
RU2699600C2 (en) | System for performing operations associated with use of electrolytic cells in apparatus for producing aluminium by electrolysis | |
US8066856B2 (en) | Service module with at least one anode clamp and means for applying a force or a shock on the anode rod | |
RU2526353C2 (en) | Device to displace and store liquid metal teeming plant ladle pipe | |
CN101103142B (en) | The loading and unloading device of the cover of the electrolytic aluminum cell | |
US7780823B2 (en) | Compact service module for use in electrolytic aluminum production plants | |
CN102421943A (en) | Device for collecting the solid debris present in the bath and the liquid metal of an electrolysis cell intended for aluminium production, by scraping the bottom of said cell | |
JP2016191599A (en) | Collection method of in-furnace debris and collection device | |
US20140231268A1 (en) | Compact service module and use thereof in a plant for producing aluminum by electrolysis | |
FR3032456B1 (en) | SERVICE MACHINE FOR OPERATING AN ALUMINUM PRODUCTION FACILITY | |
US20240175158A1 (en) | Anode handling system and method of use | |
CN114007780A (en) | Device for operating a preferably cast tube in a replacement installation at a pouring opening of a metallurgical vessel | |
JP2017015491A (en) | Installation device and installation method for conveyance rail | |
US20240175160A1 (en) | Electrolytic cell lid handling system and method of use | |
JPH0573000B2 (en) |