190845. lajstromszámú szabadalom • Eltávolítható berendezés alumíniumoxid pontos betáplálására elektrolit fürdőbe alumínium előállítása céljából
1 190 845 2 A találmány tárgya eltávolítható berendezés alumíniumoxid pontos betáplálására elektrolit fürdőbe Hall-Héroult-eljárással történő alumínium gyártása céljából. Az utóbbi évek folyamán fokozatosai, automatizálták az alumíniumgyártó kádak működését, ré-zben azért, hogy az energetikai mérleget és a működés pontosságát javítsák, részben, hogy csökkentsék az emberi beavatkozást és növeljék a kiáramló fluor tartalmú anyagok csapolási hozamát-Egy lényeges tényező ahhoz, hogy az olvadt kriolitban oldott alumíniumoxid elektrolízise útján alumíniumot gyártó kád üzemének szabályosságát biztosítsuk az, hogy milyen üzemben vezetjük be az alumíniumoxidot az elektrolit fürdőbe. Mind a mai napig az alumíniumoxid betáplálása úgy történt, hogy az alumíniumoxidot ráhelyezték a megdermedt elektrolit kérgére, amely befedte a kádat és ezt a kérget pikírozók segítségével szakaszosan megtörték, ami az aluminiumoxidot nagy mennyiségben és rosszul ellenőrizhetően vitte be a fürdőbe. Ilyen eljárásokat ismertet pl. a Pechiney cég 1 245 598 sz., 1 526 766 sz. és 2 036 896 sz. francia szabadalma. Jelenleg arra törekszenek, hogy az alumíniumoxid betáplálását szabályozott és pontos módon végezzék, hogy ily módon az elektrolit fürdő alumíniumoxid koncentráltságát állandóan egy előre meghatározott tartományban tartsák annak érdekében, hogy jobb teljesítményt érjenek el. Ebből a célból az alumíniumoxidot ellenőrzött súlyú, egymást követő adagokban vezetik be egy vagy több állandóan nyitva tartott nyíláson keresztül az elektrolit kérgébe. Ezt a rendszert pontszerű betáplálásnak nevezzük. Ilyen rendszereket ismertet a 2 099 434 sz. francia, 2 264 098 sz. francia, 3 400 062 sz., 3 689 229 sz. USA, 2 465 016 és 2 483 964 és 2 483 965 sz., továbbá a 2 487 286 sz. francia szabadalmi leírás. Ezek a berendezések általában egy tárolóeszközből és egy elosztóeszközből állnak, amely az alumíniumoxidot egy vagy több ponton a kádakban osztja el és ez az elosztóeszköz gyakran kombinálva van az elektrolit megdermedt kérgét átszúró eszközökkel. A tárolóeszköz központosítva lehet és az elosztást az egyes kádak felé csúszdákkal, pneumatikus szállítókkal vagy fluidizációval lehet megoldani, vagy helyi tároló lehet kádanként egy vagy több tölcsérrel, amit szakaszosan táplálnak. Ezeknek a rendszereknek a hiányossága - különösen, ha a tölcsér rövid - hogy a kérget átszúró eszközök nehezen közelíthetők meg és az alumíniumoxid elosztása és adagolása bonyolult. Mivel az alumíniumoxid erősen koptató közeg, ezért ezeket gyakran kell karbantartani és ezt a munkát közvetlenül a kádon kell elvégezni, nagyon nehéz körülmények között, tekintettel a hőre, a fluortartalmú gázok kibocsátására, a felépítmény elektromos potenciáljára és a n.agy mágneses mezőkre, ami a szerszámok vonzását okozza és a műveletek elvégzését megnehezíti. Ezeknek a problémáknak a kiküszöbölésére azt javasolták, hogy a tölcsért, vagy a tölcsérből és az átszúróból és az adagolóból álló egységet a felépítménnyel összeépített sínen mozgathatóvá vagy elwolíthatóvá kell tenni. Az eltávolítható adagoló-tölcséres rendszernek azonban számos hátránya van. Nagyon költséges a megvalósítása, mivel nagyméretű darabok cserélhetőségét kell biztosítani, ahol a gyártási tűrések nagyon kicsik. Azonkívül meg kell valósítani - a kádakon kívül - a cseretölcsérek tárolását és a javítás alatt álló tölcsérek elhelyezését, ami megfelelő hordozóeszközt tesz szükségessé és az épületben sok helyet foglal el. Azonkívül az adagoló tölcsér acélszerkezete nem javítja a kádak felépítményének szilárdságát, sem pedig a gázok elszívó kürtőinek megvalósítását. Az eltávolítható adagoló tölcsérek befogadóképessége nagyon lecsökken (30%-ig) a cseréhez szükséges játék miatt. Az adagolótölcsérek töltési művelete tehát nagyon gyakorivá vált és a működési biztonság csökkent. Amikor a használaton kívüli adagolótölcsért ki kell cserélni vagy le kell szerelni, hogy az átszúró és adagolóeszközöket meg lehessen közelíteni, le kell üríteni az alumíniumoxidot, majd meg kell tölteni vele a helyére tett adagolótölcsért, hogy ismét üzembe lehessen helyezni. Az alumíniumoxid ilyen átöntései annak káros megszökését okozzák, ami a kád mechanizmusának jó működését és az üzemi viszonyokat hátrányosan befolyásolja. Azonkívül növeli a beavatkozás időtartamát, aminek következtében a kád alumíniumoxiddal történő ellátása akadozik. Ezen túlmenően az eltávolítható adagolótölcsér és a kád felépítménye közötti kapcsolatnak olyan tömitettnek kell lennie, amilyen tömített csak lehet, hogy a kádból a gázok ne tudjanak megszökni és a csapolás teljesítménye javuljon. Ezt a tömítettséget ilyen hatalmas méretű darabokon nagyon nehéz megvalósítani. Végül az eltávolítható adagolótölcsér következménye elkerülhetetlenül az, hogy a karbantartó műhelyben alumíniumoxid van jelen, mert a tölcsérek tökéletes kiürítése nem valósítható meg. Ezért tehát különleges óvintézkedéseket kell foganatosítani, hogy a szerszámok, gépek és egyéb alkatrészek szennyeződését az alumíniumoxiddal, amely nagyon koptató hatású, megakadályozzák. A találmány ezeket a hiányosságokat kívánja kiküszöbölni. A találmány feladata olyan berendezés létesítése alumíniumoxid pontos betáplálására egy kádba, olvadt kriolitban oldott alumíniumoxid elektrolízise útján történő alumínium előállítása céljából, amelynek rögzített, fémből készült tartálya van és ez a kádból kilépő gázokkal szemben tömített kapcsolattal a kád felépítményéhez van erősítve, továbbá amelynek az elektrolit - normál üzemben a kád felületét befedő - megdermedt kérgébe nyílást áttörő eszköze, és a nyílásba meghatározott adagú alumíniumoxidot betápláló eszköze van. Ezt a berendezést az jellemzi, hogy a rögzített tartály az alumíniumoxid kibocsátására egy alsó nyílással van ellátva és tömített, fémből készült burkolata van, amelynek felső része nyitott és legalább a tartály felső részének szintjéig ér és amelynek alsó része két párhuzamos ágra van osztva, az első ág a tartályon kívül végződik és a második ág 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
