專利名稱：用于通過火法電解生產(chǎn)鋁的電解池的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的制作方法
用于通過火法電解生產(chǎn)鋁的 電解池的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械本發(fā)明涉及通過霍爾-赫魯特(Hall-H6roult)火法電解生產(chǎn)鋁。它更具體地涉及鋁生產(chǎn)工廠中使用的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械。鋁在工業(yè)上使用眾所周知的霍爾-赫魯特法在電解池中通過火法電解進(jìn)行生產(chǎn)。 工廠中具有大量的電解池，這些電解池在稱為電解車間的建筑中成直線布置，并使用連接導(dǎo)體串聯(lián)地電連接，以便對工廠的房屋面積進(jìn)行最好的利用。這些池通常被布置為形成兩條或更多條平行線，這些線通過端部導(dǎo)體彼此電連接。在運(yùn)行時(shí)，電解工廠需要對電解池進(jìn)行操作，尤其是包括用新的陽極代替廢陽極、對池中生產(chǎn)的液態(tài)金屬進(jìn)行取樣以及對電解質(zhì)進(jìn)行取樣或加滿。為了進(jìn)行該工作，工廠通常配備有一個(gè)或多個(gè)服務(wù)單元，包括能夠在電解池上方沿著電解池系列平移的橋式吊車(pont mobile)；以及一個(gè)或多個(gè)服務(wù)模塊，其包括能夠在橋式吊車上移動(dòng)的車架 (chariot)，以及被稱為“工具”的操縱和作業(yè)設(shè)備，例如鏟、夾具、敲具和滑車。這些服務(wù)單元經(jīng)常被稱為“電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械(machines de service 6lectrolyse) ” 或 “MSE”( “PTA，， 或“電解槽養(yǎng)護(hù)組件(Pot Tending Assembly) ”或“PTM”或“電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械(Pot Tending Machine)，，)。電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械主要裝有更換陽極所需的工具(敲具、陽極夾具(也稱為“陽極扳手(cled' arrachage)”)、鏟斗(pelle agodet)等)，它們通常在固定于車架(稱為“工具車架”)上的轉(zhuǎn)動(dòng)架(tourelle)上組織在一起。它們通過吊車和工具車架的移動(dòng)到達(dá)槽上的工作區(qū)域，然后使用絞盤驅(qū)動(dòng)的纜繩或者使用液壓缸或氣壓缸驅(qū)動(dòng)的鉸接臂或伸縮桿下降到所述工作區(qū)域。這些工具本身通常為氣壓驅(qū)動(dòng)或者液壓驅(qū)動(dòng)的。常常，電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械也裝有用于提取槽中生產(chǎn)的鋁的設(shè)備。通過將通常由鑄鐵制成的中空金屬管的末端投入液態(tài)金屬層中而定期從槽中提取電解池中生產(chǎn)的金屬，該中空金屬管的末端在穿過電解浴的同時(shí)將所述液態(tài)金屬層連接至鋁包。該鋁包是密封的，通常由鋼制成并用耐火磚加襯里。在鋁包的內(nèi)部空間施加部分真空，該部分真空吸引槽中生產(chǎn)的液態(tài)金屬，該金屬通過該管流向?qū)⑵涫占匿X包。該部分真空是使用降壓設(shè)備在鋁包的氣氛中形成的，該降壓設(shè)備通常是通過壓縮空氣控制的真空噴射泵，其中壓縮空氣高速進(jìn)入并離開該泵，從而通過文丘里效應(yīng)在外部環(huán)繞空間中形成壓降。在放液操作過程中，鋁包中的部分真空的產(chǎn)生需要大量壓縮空氣。為進(jìn)行放液操作，可以使用獨(dú)立的設(shè)備，例如用于該任務(wù)的地上運(yùn)載工具，如專利 US 4 742 994中以及國際申請W003/014646的

圖1中所示的，或者裝有一特定種類的鋁包的特殊橋車，如W003/014646的圖7和8中所示的。但是，更有利地，可以使用現(xiàn)有的設(shè)備， 例如另外還用于特別是多種陽極更換操作的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械。將滑車(也稱為“放液絞盤”)或者安裝到固定于工具車架上的轉(zhuǎn)動(dòng)架上，或者安裝到在電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的橋式吊車上移動(dòng)的另一個(gè)移動(dòng)車架上，或者安裝到橋式吊車的特定部分上。該放液絞盤通常配備有用于抓握鋁包的提升鉤。有利的是將鋁包、放液管以及用于在鋁包中產(chǎn)生部分真空的降壓設(shè)備組織在一起。以此方式獲得的放液組件可以附接到吊桿(palormier)上，例如通過為所述吊桿提供提升吊耳，已配備了放液管和降壓設(shè)備的鋁包懸掛于該提升吊耳上。以這種方式，通過所述吊桿，放液組件可以由放液絞盤快速抓握，并且將電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的停工期降低為懸掛吊桿所需的時(shí)間以及為使放液組件正確運(yùn)行所需要進(jìn)行的多種電連接和氣動(dòng)連接所需的時(shí)間。在鋁包中形成部分真空所需的壓縮空氣可以通過在建筑中固定的空氣吸入而提供，通常是與進(jìn)行放液的池最接近的空氣吸入，但是它也可以通過電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的壓縮空氣源提供。在這兩種情況下，當(dāng)開始放液操作時(shí)，提供放液組件，其通常附接到吊桿上；它懸掛于放液絞盤上，并進(jìn)行氣動(dòng)連接和電連接以確保放液過程中所需的操作的進(jìn)行，通常通過使用控制電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的按鈕盒。鋁包被設(shè)計(jì)得使其可以從多個(gè)槽收集熔體。通常， 目前的鋁包可以收集來自三個(gè)槽的放液的液態(tài)鋁。由于這些槽不一定彼此接近，所以優(yōu)選的是，使用適合于MSE的穩(wěn)定且已知的空間構(gòu)造的短且輕的電纜和軟管僅一次將鋁包連接到電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的壓縮空氣源，而不是將鋁包連接到電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械以外的多個(gè)固定的源，每當(dāng)選擇與將要進(jìn)行放液的池最接近的源時(shí)，將要進(jìn)行的連接的不可預(yù)見性就要求使用長且重的電纜和軟管。然而，觀察到，適于后一種操作方式的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械具有消耗大量能量并且需要很多維護(hù)工作的缺點(diǎn)。因此，本申請人尋求開發(fā)這樣的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其在完美地適合于陽極更換和放液操作兩者的同時(shí)，又消耗盡可能少的能量并且需要盡可能低頻率的維護(hù)工作。 本發(fā)明的第一目標(biāo)是用于一系列電解池的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，該電解池用于通過火法電解生產(chǎn)鋁，所述電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械包括a)橋式吊車，其能在電解池上方平移，b)工具車架，其沿著所述橋式吊車移動(dòng)，并且其上固定有服務(wù)模塊，該服務(wù)模塊包括被稱為“工具”的操縱和作業(yè)部件，c)放液絞盤，其與所述橋式吊車聯(lián)結(jié)，用于在槽(cuve)附近抓握并定位放液組件，所述放液組件包括鋁包、放液管和用于在所述鋁包中形成部分真空的降壓設(shè)備，以通過所述放液管抽吸液態(tài)鋁并將其倒入所述鋁包中；d)能夠生成壓縮空氣的獨(dú)立設(shè)備，以驅(qū)動(dòng)所述工具和所述降壓設(shè)備。所述電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的特征在于，所述壓縮空氣生成設(shè)備包括第一壓縮機(jī)和至少一個(gè)第二壓縮機(jī)，所述第一壓縮機(jī)能夠提供至少等于所述電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械除了放液以外的各使用階段所需的最小空氣流量的壓縮空氣流量，該空氣被壓縮至需要的壓力P，所述至少一個(gè)第二壓縮機(jī)被安裝到所述電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的氣動(dòng)回路(circuit pneumatique)，使得當(dāng)所述至少一個(gè)第二壓縮機(jī)與所述第一壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，該組件提供至少等于放液過程中所需的最小空氣流量的壓縮空氣流量，空氣被壓縮至使得能在鋁包中形成期望的部分真空的壓力P’。申請人:由觀察得出，在用于獨(dú)立地確保陽極更換和放液操作兩者的電解池養(yǎng)護(hù)機(jī)械上，壓縮空氣制備單元是昂貴的并且需要大量維護(hù)，因?yàn)樗鼈冄b有高功率機(jī)載壓縮機(jī)。申請人認(rèn)識(shí)到，該高功率壓縮機(jī)是根據(jù)用于放液操作的壓縮空氣流需求而設(shè)計(jì)的，該需求實(shí)際上比大多數(shù)其它操作的空氣流需求(特別是陽極更換所對應(yīng)的需求，其中操縱和作業(yè)工具的驅(qū)動(dòng)消耗顯著更少的壓縮空氣)大得多。注意到“放液”功能僅占用電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的運(yùn)行時(shí)間的約四分之一，申請人得出如下結(jié)論為放液操作而設(shè)計(jì)的機(jī)載高功率壓縮機(jī)在其75%的使用時(shí)間中在遠(yuǎn)低于額定功率(performance)的情況下運(yùn)行。此外，以較低的輸出使用該壓縮機(jī)不僅會(huì)導(dǎo)致不必要的能量消耗，而且會(huì)不必要地?fù)p害潤滑油的性能，導(dǎo)致幾乎和在其100%的使用時(shí)間中滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一樣多的機(jī)械部件磨損。基于該觀察，申請人得到如下想法向電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械安裝至少兩個(gè)較低額定功率的壓縮機(jī)(用于除放液以外的其它操作的第一壓縮機(jī)，以及用于提供放液過程中所需的額外的壓縮空氣的至少一個(gè)第二壓縮機(jī))，來代替一個(gè)即使在低功率下也會(huì)消耗大量能量的大的、笨重的壓縮機(jī)。電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械最初用于進(jìn)行陽極更換所需的操作。具有與市場標(biāo)準(zhǔn)相容的常規(guī)額定功率的單一壓縮機(jī)足以實(shí)現(xiàn)這些操作相關(guān)的功能以及不消耗大量壓縮空氣的某些永久性功能。與陽極更換操作 有關(guān)的功能主要為a)驅(qū)動(dòng)敲具，以破壞待更換的廢陽極處的外殼，去除連接器；b)驅(qū)動(dòng)與連接器相連的緊固扳手(cl6de serrage)，它提供陽極桿和陽極框架之間的接觸(在去除廢陽極的過程中打開，在安裝新陽極的過程中關(guān)閉)；c)驅(qū)動(dòng)陽極夾具(也稱為“陽極扳手”)；d)驅(qū)動(dòng)外殼鏟斗，該鏟斗用于收集陽極孔處的浴中的固體殘余物。此外，為了使 MSE正確地運(yùn)行，必須使得能夠在任何時(shí)候執(zhí)行不使用大量壓縮空氣的某些功能，例如打開滾輪上的噴槍(soufflette)、在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中噴灑冷凝物、開啟駕駛室的向下運(yùn)動(dòng)等。也可以向MSE分配下面將稱為“輔助功能”的其它功能，特別是也涉及陽極更換但是也可以獨(dú)立進(jìn)行的功能·去除并重新安裝防護(hù)設(shè)備的罩，該罩使得能夠在來自電解池的流出物釋放到大氣中之前約束、收集并處理所述流出物；·進(jìn)行稱為“計(jì)量”的操作，其用于正確地使新陽極平齊。此外，作為這些輔助功能的一部分，可以向MSE分配消耗更多壓縮空氣的可選功能，特別是使進(jìn)料斗中的氧化鋁或氟化鋁流態(tài)化，或者驅(qū)動(dòng)陽極框架提升梁機(jī)構(gòu)。為了執(zhí)行分配給MSE的所有功能，由于輔助功能的數(shù)量因該種類型的設(shè)備的吸引力而不斷提高，可以在對壓縮空氣的需求一超過臨界閾值時(shí)就使用本發(fā)明推薦的第二壓縮機(jī)。但是，由于這些輔助功能需要的壓縮空氣比放液操作少，所以可以被證明有利的是，安裝多個(gè)“第二壓縮機(jī)”，使得它們僅為放液操作而一起運(yùn)行，較少的數(shù)量足以進(jìn)行這些輔助功能中的任何一個(gè)。此外，術(shù)語“放液操作”應(yīng)被理解為指使用MSE進(jìn)行的、需要最多壓縮空氣的操作。因此，在將來該術(shù)語可能指放液本身以外的操作。有利地，將鋁包、放液管和降壓設(shè)備組織在一起，并將以此方式形成的放液組件附接到用于通過放液絞盤抓握的吊桿上。有利地，將用于開啟放液用降壓設(shè)備的電纜、氣動(dòng)軟管、分配器、電操作閥和/或多種其它裝置與聯(lián)結(jié)至吊桿的放液組件組織在一起，并且將其布置為使得令放液組件具有操作性所需的電連接和氣動(dòng)連接是簡單且快速的。通常，用于操作工具的空氣被壓縮至通常的工業(yè)裝置壓力P，其通常在6至IObar 范圍內(nèi)，即0. 6至1. OMPa范圍內(nèi)。通常，第一壓縮機(jī)必須能夠在0. 6MPa的壓力下以通常在 4000標(biāo)準(zhǔn)升至7500標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘范圍內(nèi)(取決于待驅(qū)動(dòng)的MSE的工具的數(shù)量)的最小輸出提供壓縮空氣，并且(一個(gè)或多個(gè))第二壓縮機(jī)必須能夠在放液時(shí)提供差額(氣體的一標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘的輸出對應(yīng)于在標(biāo)準(zhǔn)壓力和溫度條件下每分鐘占據(jù)一升體積的氣體流量)。對于放液操作，壓縮空氣的流量和壓力P’必須被提供為使得通過文丘里效應(yīng)在噴射器處形成的負(fù)壓足夠高以使得液態(tài)鋁被吸入并輸送到鋁包中，并且足夠低以避免隨液態(tài)鋁一起帶走任何電解浴。通常，對于能夠容納約5噸液態(tài)鋁的鋁包，約0. 04MPa的部分真空需要的最小流量是在0. 6MPa的壓力下至少10000標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘的壓縮空氣。在放液過程中，壓縮空氣流量和壓力不應(yīng)當(dāng)保持恒定，因?yàn)樗鼈儽仨毊a(chǎn)生與放液操作已達(dá)到的階段相適應(yīng)的部分真空完全空的鋁包需要的壓縮空氣消耗量比已用前兩個(gè)池的熔體填充的鋁包大得多。申請人發(fā)現(xiàn)，可以選擇滿足所有這些要求的降壓設(shè)備，其中壓縮空氣在6至 IObar (即0. 6至1. OMPa，優(yōu)選地0. 6至0. 8MPa)的壓力ρ’下。優(yōu)選地，應(yīng)當(dāng)將第一壓縮機(jī)選擇為能夠提供以在0. 6MPa至0. SMPa的壓力范圍內(nèi)6500標(biāo)準(zhǔn)升的壓縮空氣為最小輸出的壓縮空氣，并將一個(gè)或多個(gè)第二壓縮機(jī)選擇為能夠在與第一壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)提供以在 0. 6MPa至1. OMPa、優(yōu)選地0. 6MPa至0. 8MPa的壓力范圍內(nèi)13000標(biāo)準(zhǔn)升為最小輸出的壓縮空氣。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案中，使第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)串聯(lián)運(yùn)行·或者它們彼此獨(dú)立地起作用，每個(gè)壓縮機(jī)都能夠提供在MSE的除放液以外的使用階段過程中的工作空氣流，·或者它們一起運(yùn)行，流量之和能夠滿足在放液過程中在所述鋁包中形成部分真空的需要。如果使用多個(gè)第二壓縮機(jī)，則其中的至少一個(gè)將與第一壓縮機(jī)串聯(lián)地起作用。在該優(yōu)選方案中，這兩個(gè)壓縮機(jī)是可互換的，并且有利的是它們是相同的。在此。 “相同”指的是“能夠在相同的壓力下提供相同的壓縮空氣最小流量”。因此，在正常使用階段，可以運(yùn)行這兩個(gè)壓縮機(jī)中的任意一個(gè)，優(yōu)選地兩者互換運(yùn)行，以在這兩個(gè)壓縮機(jī)之間基本均等地分配運(yùn)行時(shí)間，結(jié)果是，如果沒有放液，可以將兩次維護(hù)之間的時(shí)間顯著延長至幾乎兩倍。由于在放液階段過程中這兩個(gè)壓縮機(jī)均被使用，并且所有其它情況均被視為基本均等，結(jié)果是該壓縮機(jī)組件的兩次維護(hù)之間的時(shí)間比僅一個(gè)高功率壓縮機(jī)的兩次維護(hù)之間的時(shí)間長約60%。維護(hù)頻率的降低不僅導(dǎo)致了壓縮機(jī)須為有效運(yùn)行排空的次數(shù)的降低、油耗的降低以及人員停工期的節(jié)省，而且改善了電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的利用率，使得如果符合本發(fā)明的特征，電解車間對于給定的功能可以裝備較少量的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械。但是目前的趨勢更是保持相同的數(shù)量并向它們分配附加功能。在本發(fā)明的情況下使用的壓縮機(jī)與使用單個(gè)壓縮機(jī)的情況下所需要的相比較尺寸更小。由于本發(fā)明，可以使用對應(yīng)于市場標(biāo)準(zhǔn)并且由于大量生產(chǎn)而具有較低獲取成本的壓縮機(jī)。結(jié)果是，安裝多個(gè)壓縮機(jī)的成本絕不比安裝單個(gè)大尺寸壓縮機(jī)的成本高。此外，由于壓縮機(jī)選自市場標(biāo)準(zhǔn)，所以較容易獲取備件并因此非常有利于維護(hù)。結(jié)果是維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用較低，而投資性支出保持相仿。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，可以顯著改善電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械(MSE)對于除放液以外的操作的利用率如果壓縮機(jī)之一出現(xiàn)故障，可以使至少一個(gè)其它壓縮機(jī)運(yùn)行，特別是在陽極更換過程中。電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的橋式吊車在滾動(dòng)軌道上停留并運(yùn)轉(zhuǎn)，所述滾動(dòng)軌道彼此平行地并與車間的主軸(以及電解池的行)平行地布置。因此，橋式吊車可以沿著電解車間在電解池上方移動(dòng)，通常保持與池的長邊平行。裝有所述放液組件的吊桿固定在放液絞盤上，所述放液絞盤要么與MSE的工具轉(zhuǎn)動(dòng)架聯(lián)結(jié)，要么與在所述橋式吊車上運(yùn)行的另一個(gè)移動(dòng)車架聯(lián)結(jié)，要么固定于所述橋式吊車的一部分上。優(yōu)選地，放液絞盤與移動(dòng)車架聯(lián)結(jié)，以使得它可以處于最佳可能位置，使得鋁包可以自由地達(dá)到下述的位置在不阻礙工具車架的移動(dòng)的情況下，使得放液管可以在放液孔處投入液態(tài)鋁浴中，該放液孔通常位于電解池的一端。優(yōu) 選地，包括至少兩個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣生成設(shè)備與橋式吊車聯(lián)結(jié)并置于其上。 它通常直接固定到所述橋式吊車的主梁上，要么在其內(nèi)部要么在其上方，在移動(dòng)車架的工作區(qū)域之外。有利地，第一壓縮機(jī)和(一個(gè)或多個(gè))第二壓縮機(jī)安裝在橋式吊車的梁上，以獲得緊湊且低成本的安排，特別是通過追求在梁上的緊固件處最低可能的空間需求。優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)以一個(gè)在另一個(gè)上的方式疊置(或者以一些在另一些上的方式疊置)。優(yōu)選地，為所述壓縮機(jī)提供單獨(dú)的或公用的冷卻系統(tǒng)。與包含僅一個(gè)高功率壓縮機(jī)的裝置相比，當(dāng)以產(chǎn)生的空氣流的單位表示時(shí)，冷卻可能性(poSSilibilit6 de refroidissement)更大。這導(dǎo)致更有效的冷卻系統(tǒng)。還優(yōu)選地，為所述壓縮機(jī)提供單獨(dú)的或公用的過濾系統(tǒng)，以保持它們不含粉塵，特別是氧化鋁和碳的固體顆粒。有利地，所述壓縮機(jī)被安裝在單獨(dú)的或公用的隔音并裝有溫度控制系統(tǒng)的機(jī)載外殼中，以將所述壓縮機(jī)保持在從溫度角度來看符合有效運(yùn)行的環(huán)境中。電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械必須能夠在不利環(huán)境中、在根據(jù)鋁的生產(chǎn)場所可以很低(約-30°C)或很高(約70°C )的溫度下在電解池上方移動(dòng)。所述機(jī)載外殼可以例如是裝有可拆卸外部面板的結(jié)構(gòu)，該外部面板為該組件提供密封性和隔音性。具體實(shí)施方案(圖)該圖表示典型的電解車間的剖面圖，該電解車間用于鋁的生產(chǎn)，并且包含示意性地示出的根據(jù)本發(fā)明的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的一個(gè)具體實(shí)施方案。用于生產(chǎn)鋁的電解工廠包括含有一個(gè)或多個(gè)電解車間的液態(tài)鋁生產(chǎn)區(qū)域。圖中所示的電解車間(1)包括電解池(2)，電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械(3)在所述電解池上方運(yùn)轉(zhuǎn)。電解池 (2)通常布置成行或列，每行或每列通常包含超過一百個(gè)電解池。將電解池(2)布置為在電解車間(1)的整個(gè)長度上留出過道(31)。電解池(2)包括一系列陽極(21)，所述陽極裝有金屬桿(22)，用于固定所述陽極并將其電連接至金屬陽極框架(未示出)。電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械(3)用于在電解池(2)上進(jìn)行操作，例如更換陽極或者用碾碎的熔體和氟化鋁(A1F3)填充進(jìn)料斗。它也可以用于操縱多種載荷，例如槽部件、熔體包或陽極。本發(fā)明特別涉及用于陽極更換和熔體兩者的服務(wù)單元。電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械(3)包括·橋式吊車(4)，其能在電解池⑵上方平移，·移動(dòng)車架(6)，其被稱為“工具架”，能夠在橋式吊車(4)上移動(dòng)并且裝有多個(gè)操縱和作業(yè)部件(10)，例如工具(鏟、陽極扳手、敲具等)； 組裝在車架(11)上的放液絞盤(13)，其能夠在橋式吊車(4)上移動(dòng)并且其上附有吊桿(12)，該吊桿載有包括鋁包(40)、放液管(41)和降壓設(shè)備(未示出)的放液組件；·能夠生成壓縮空氣的獨(dú)立設(shè)備，在該實(shí)例中其包括兩個(gè)相同的壓縮機(jī)(50和 50’)，每個(gè)壓縮機(jī)能夠在7至IObar范圍內(nèi)的壓力下提供至少8000標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘的壓縮空氣流量，其對應(yīng)于足以使用電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械進(jìn)行除放液以外的操作的空氣流量，這兩個(gè)壓縮機(jī)的安裝使得當(dāng)它們共同運(yùn)行時(shí)，它們在7至IObar范圍內(nèi)的壓力下提供16000標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘的壓縮空氣流量，這對應(yīng)于進(jìn)行放液操作所需的最小流量。橋式吊車(4)在滾動(dòng)軌道(30，30’)上停留并運(yùn)轉(zhuǎn)，所述滾動(dòng)軌道彼此平行地并與車間的主軸(以及電解池的行)平行地布置。因此，橋式吊車(4)可以沿著電解車間(1) 移動(dòng)。工具車架(6)支承服務(wù)模塊，該服務(wù)模塊包括能夠固定到所述車架上的框架(未示出)以及安裝在該框架上以在工作時(shí)能夠圍繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)架。該轉(zhuǎn)動(dòng)架可以裝有挑臺(tái)或控制室——包括用于運(yùn)行所述服務(wù)模塊和所述工具的操縱裝置——以及控制站，操作者由該控制站可以驅(qū)動(dòng)所述操縱裝置。轉(zhuǎn)動(dòng)架裝有一組給定的工具(10)，即安裝在伸縮臂(9)上的敲具、安裝在伸縮臂上的鏟斗、也安裝在伸縮臂上的至少一個(gè)陽極操縱夾具，以及裝有可收起的導(dǎo)管的料斗。這些工具用于在車間中在電解池上進(jìn)行陽極更換操作?！で镁哂糜诖蜷_通常覆蓋電解池的陽極的氧化鋁殼和固化的熔體；·鏟斗用于在廢陽極已撤走后，通過去除存在的固體物質(zhì)(例如殼的碎片、碳和氧化鋁)而清理陽極的位置；· 一個(gè)或多個(gè)陽極操縱夾具用于通過陽極的桿抓握并操縱陽極，特別是為了從電解池中去除廢陽極以及在電解池中安裝新陽極；·可收起的導(dǎo)管用于將氧化鋁和/或碾碎的熔體引入電解池中，從而在安裝新陽極之后再形成覆蓋層。轉(zhuǎn)動(dòng)架也可以裝有附加的工具，例如滑車。所有這些工具使用來自所述壓縮機(jī) (50，50’ )之一的約6bar的壓縮空氣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過將放液管(41)的一端引入液態(tài)金屬層中，將在電解池(2)中生產(chǎn)的金屬—— 其最高液面通過虛線(60)表示——從槽中提取出。放液管——為中空金屬管——與鋁包 (40)連接。在鋁包的內(nèi)部空間中施加部分真空，該真空吸引槽中生產(chǎn)的液態(tài)金屬，該液態(tài)金屬通過該管流向?qū)⑵涫占匿X包。使用真空噴射泵在鋁包(40)的氣氛中形成部分真空，該真空噴射泵由來自在放液期間一起運(yùn)行的兩個(gè)壓縮機(jī)(50和50’)的約6bar的壓縮空氣提供動(dòng)力。這兩個(gè)壓縮機(jī)(50，50’ )以一個(gè)在另一個(gè)之上的方式安裝，以降低將它們固定在橋式吊車(4)的主梁上所需的空間。每個(gè)壓縮機(jī)裝有冷卻系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)。每個(gè)壓縮機(jī)裝有具有55kW的額定輸出的電機(jī)。為執(zhí)行與該MSE相同的功能，現(xiàn)有技術(shù)的MSE必須裝有具有IlOkW的額定功率水平的壓縮機(jī)。就從前的MSE而言，維護(hù)的頻率由單一壓縮機(jī)的排空決定。排空必須每1500 小時(shí)進(jìn)行一次。采用本發(fā)明的MSE，對于雙壓縮機(jī)，兩次維護(hù)之間的時(shí)間為約2400小時(shí)。假定MSE每天24小時(shí)、每周7天地全年運(yùn)轉(zhuǎn)，考慮到為了維護(hù)而 不可避免的停機(jī)， 該MSE必須每年原地運(yùn)轉(zhuǎn)約6400小時(shí)。因此，裝有單個(gè)壓縮機(jī)的MSE的維護(hù)頻率使其需要每年停止運(yùn)行4. 3次。與此相對，根據(jù)本發(fā)明，裝有雙壓縮機(jī)的MSE的兩次維護(hù)之間的時(shí)間要求該MSE每年停止運(yùn)行2. 7次。因此，根據(jù)本發(fā)明，裝有雙壓縮機(jī)的MSE使得可以每兩年節(jié)省3次維護(hù)，這顯著改善了其可利用時(shí)間，并且使得可以降低這種類型的工作(部件、勞動(dòng)力等)所產(chǎn)生的費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.用于一系列電解池(2)的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械(3)，該電解池用于通過火法電解生產(chǎn)鋁， 所述電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械包括a)橋式吊車(4)，其能在所述電解池上方平移，b)工具車架(6)，其沿著所述橋式吊車移動(dòng)，并且其上固定有服務(wù)模塊，該服務(wù)模塊包括被稱為“工具”(10)的操縱和作業(yè)部件，c)放液絞盤(13)，其與所述橋式吊車聯(lián)結(jié)，用于在池(2)附近抓握并定位放液組件，所述放液組件包括鋁包(40)、放液管(41)和用于在所述鋁包中形成部分真空的降壓設(shè)備，以通過所述放液管抽吸液態(tài)鋁并將其倒入所述鋁包中；d)能夠生成壓縮空氣的獨(dú)立設(shè)備(50，50’)，以驅(qū)動(dòng)所述工具和所述降壓設(shè)備； 其特征在于，所述壓縮空氣生成設(shè)備包括第一壓縮機(jī)(50)和至少一個(gè)第二壓縮機(jī)(50’)，所述第一壓縮機(jī)能夠提供至少等于所述電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械除了放液以外的各使用階段所需的最小空氣流量的壓縮空氣流量，空氣被壓縮至需要的壓力P，所述至少一個(gè)第二壓縮機(jī)被安裝到所述電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械的氣動(dòng)回路，使得當(dāng)所述至少一個(gè)第二壓縮機(jī)與所述第一壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，該組件提供至少等于放液過程中所需的最小空氣流量的壓縮空氣流量，空氣被壓縮至使得能夠在所述鋁包中形成期望的部分真空的壓力P’。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其特征在于，所述第一壓縮機(jī)(50)能夠在0.6MPa至1. OMPa范圍內(nèi)的壓力下以4000標(biāo)準(zhǔn)升、優(yōu)選地6500標(biāo)準(zhǔn)升的最小流量提供壓縮空氣，并且所述第二壓縮機(jī)(50’ )能夠在與所述第一壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)在0.6MPa至1.OMPa、優(yōu)選地0. 6MPa至0. 8MPa范圍內(nèi)的壓力下以10000標(biāo)準(zhǔn)升、優(yōu)選地13000標(biāo)準(zhǔn)升的最小流量提供壓縮空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其特征在于，所述壓縮空氣生成設(shè)備由第一壓縮機(jī)(50)以及與所述第一壓縮機(jī)串聯(lián)運(yùn)行的至少一個(gè)第二壓縮機(jī)(50’)組成，即所述第一壓縮機(jī)(50)和所述第二壓縮機(jī)(50’)要么彼此獨(dú)立地起作用，每個(gè)壓縮機(jī)都能夠提供在該MSE的除放液以外的使用階段過程中的工作空氣流，要么一起運(yùn)行，流量之和足以滿足在放液過程中在所述鋁包中形成部分真空的需要。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其特征在于，所述第一壓縮機(jī)(50)和所述第二壓縮機(jī)(50’ )相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其中所述放液絞盤與MSE工具轉(zhuǎn)動(dòng)架聯(lián)結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其中所述放液絞盤(13)與在所述橋式吊車(4)上運(yùn)轉(zhuǎn)的不同于所述工具車架(6)的移動(dòng)車架(11)聯(lián)結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其中所述壓縮空氣生成設(shè)備(50和 50’ )與所述橋式吊車(4)聯(lián)結(jié)并置于其上，通常直接固定到所述橋式吊車的主梁上，要么在其內(nèi)部要么在其上方，在所述移動(dòng)車架(6和11)的工作區(qū)域之外。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其中所述壓縮機(jī)(50，50’)以一個(gè)在另一個(gè)之上的方式疊置，或者以一些在另一些之上的方式疊置，以降低將它們固定在所述梁上所需的空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其中所述壓縮機(jī)裝有冷卻系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其中所述壓縮機(jī)裝有過濾系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械，其中所述壓縮機(jī)被安裝在單獨(dú)的或公用的隔音并裝有溫度控制系統(tǒng)的機(jī)載外殼中，以將所述壓縮機(jī)保持在從溫度角度來看符合有效運(yùn)行的環(huán)境中。
全文摘要
用于一系列電解池(2)的電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械(3)，該電解池用于通過火法電解生產(chǎn)鋁，所述電解槽養(yǎng)護(hù)機(jī)械包括a)橋式吊車(4)，其能在所述電解池上方平移，b)工具車架(6)，其上固定有服務(wù)模塊，該服務(wù)模塊包括工具(10)；c)放液絞盤(13)，其與所述橋式吊車聯(lián)結(jié)，用于在池(2)附近抓握并定位放液組件，所述放液組件包括鋁包(40)、放液管(41)和降壓設(shè)備；d)能夠生成壓縮空氣的獨(dú)立設(shè)備(50，50’)；其特征在于，所述壓縮空氣生成設(shè)備包括第一壓縮機(jī)(50)和至少一個(gè)第二壓縮機(jī)(50’)，所述第一壓縮機(jī)能夠提供至少等于除放液以外的操作所需的最小空氣流量的壓縮空氣流量，所述至少一個(gè)第二壓縮機(jī)的安裝方式使得當(dāng)所述至少一個(gè)第二壓縮機(jī)與所述第一壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，該組件提供至少等于放液過程中所需的最小空氣流量的壓縮空氣流量。
文檔編號(hào)C25C7/08GK102177280SQ200980140464
公開日2011年9月7日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者A·瓦特, S·大衛(wèi) 申請人:E·C·L·公司