198532. lajstromszámú szabadalom • Felsőszerkezet Hall-Heroult alumíniumgyártó eljárásnál alkalmazott téglalapú fámházzal kialakított kádhoz
1 2 hatással lenne, aminek függvényében a létesítési költségek Változnának. A találmány szerinti megoldás egyik további kiviteli változatát ábrázoltuk a 3. ábrán, ahol a 11A és 11B gerendákat két egymástól független 20 A és 20 B portálemelőréssze támasztjuk alá, amelyeknek két 23A és 23B lába van, az egyik a 24A végződések részére a 11A gerendáknál. Ebben az esetben és abból a célból, hogy javítsuk a stabilitást, minden egyes 20A és 20B portálemelőrészt a 11 A, illetőleg a 11B gerendákhoz kell hegeszteni a 21A és a 21B alátámasztó szerkezeti részeknél, i Különböző szerkezeti kialakításoknál a 10 anódkeretszerkezet, illetve anódkeretszerkezetek részére 22 nyílások alakíthatók ki a közbenső portálemelőrész felső vízszintes részében. Ilyen 22 nyílások kialakítása nem szükséges akkor, ha a portálemelőrész a 10 anódkeretszerkezet alatt vagy felett van elrendezve. A 4. ábra a találmányunk szerinti megoldás egyik további kiviteli változatát szemlélteti. Ezen konkrét kiviteli változat jellegzetessége, hogy a közbenső portálemelőrész A betűre emlékeztető keresztmetszeti alakú, amint azt az ábrán a 25 hivatkozási jellel jelöltük. Itt látható, hogy a 11 gerendát az A-alakra jellemző 26 hivatkozási jelű keresztrúdja támasztja alá. Ezen konkrétan előnyös konstrukciós változat két A-alakú elemet tartalmaz, amelyek egymáshoz vannak csatlakoztatva, miáltal egy merev portálemelőrészt képeznek, amelynek két eleme egymáshoz képest olyan távközre van elrendezve, hogy közöttük a 29 árambevezető elem, amely a 10 anódkerctszerkezethez csatlakozik, elférjen. Bizonyos esetekben szükségessé válhat az anódokat kissé eltávolítani (lásd 8A hivatkozási jel), amely andódok az A-alakú 25 portálemelőrész megfelelő oldalain vannak, hogy lehetővé tegyük az elhasználódott anódok kicserélési műveleteit. A portálemelőrész pontos helyzet meghatározását úgy végezzük, hogy legalább az egyik 29 áramvezető elem, amely a sorában megelőző kádtól van átvezetve, teljes egészében illeszkedjék a portálemelő rész szerkezetével, amelynek kettő és négy lába lehet a 2. és 3. ábrán bemutatott változat szerint. ■ Végül az 5. ábrán a találmány szerinti megoldás egyik további kiviteli változatát mutattuk be, amely egy meglehetősen leegyszerűsített konstrukció, mivel egyetlen vízszintesen elrendezett 27 alátámasztó gerendából van kialakítva, amelynek két 28 lába van (a második láb nem látható az 5. ábrán). A vízszintesen elhelyezett 27 alátámasztó gerenda egy négyszögkeresztmetszetű csőszerű profilból van kialakítva, de ezenkívül bármilyen más hagyományos keresztmetszeti alakú profilból is kialakítható pl. I-keresztmetszetből, amelynek méretei a szerkezeti szilárdság számításra vonatkozó önmagában ismert képletek Sápján meghatározhatók. ' A szóban forgó kiviteli alaknál szintén célszerű a 29 árambevezető elem egyikét ellátni alátámasztó gerendával, közbenső 27 és 28 lábbal, azaz gyakorlatilag ugyanabban a függőleges síkban, mint amelyben az alátámasztás van, 30 rugalmas fóliákkal megoldani az elektromos érintkezést a 29 árambevezető elemhez és a 10 anódkeretszerkezetet olymódon csatlakoztatni a 31 felületen, hogy az elhasználódott 8 és 8A anódok kicserélési mozzanataihoz a legteljesebb műve;. leti teret biztosítsuk. Még konkrétabban és még pontosabban ez az elrendezés olymódon is leírható, illetve meghatározhatók, hogy ha azon keresztmetszeti képet vesszük, amely úgy állítható elő, ha az ábrán bemutatott függőleges keresztirányú P jelzésű síkkal metsszük a szerkezetet, amely P sík merőleges a kád A-A tengelyére. Ez a sík, amely átmetszi a 29 árambevezető elem X tengelyét, továbbá a P függőleges sík, amely áthalad a megfelelő közbenső portálémélőrész Y tengelyén egymáshoz képest párhuzamosan olyan távolságra helyezkednek el, hogy a lábak és az áramvezető minimális helyet foglaljanak el. Noha a találmányunk szerinti megoldás leírt kiviteli formája olyan konkrét helyzetet ismertet, ahol a 11 gerendák két egymástól független részre vannak osztva és egy központi portálemelőrészre fekszenek fel, nyilvánvaló a technika állásában járatos szakember számára, hogy nagyobb geometriai méretű és nagyobb teljesítményű kádaknál, amelyeknél a 11 gerendák több, mint két részre vannak felosztva, pl. három részre, amely részek azonosak vagy különbözőek lehetnek, úgy vannak alátámasztva, illetve úgy oldható meg alátámasztásuk, hogy két közbenső portálemelőrészt alkalmazunk, amelyet kettő vagy négy lábbal alakítottunk ki. Az ilyen kád felsőszerkezeteket modulszerűen is kialakíthatjuk és így szerkezeti hosszúságuk a továbbiakban nincs korlátozva akár a gerendák súlya miatt, akár a szállítással vagy a helyzetmeghatározásukkal, együttjáró gondok miatt, amelyek a gerendák behajlásából jelentkező problémákhoz adódnak. Megemlítjük továbbá végezetül, hogy a találmányunk szerinti megoldással lehetővé válik a gerendák hődilatációs jelenség miatti alakváltozásának kiküszöbölése, illetve annak figyelembevétele. A gyakorlatban a vízszintes elrendezésű támasztógerendák, mint pl. a 26 keresztrudak és 27 alátámasztó gerendák olyan hőingadozásoknak vannak kitéve, amelyek a timföldet fedő timföldkéreg hőmérséklete függvényében alakulnak. A legmagasabb hőmérséklet akkor alakul ki, amikor az anódot ezen gerenda közelében cserélik és ez a körülmény a megszilárdult elektrolitkéreg töréséhez vezet és mintegy 930-960 °C-os hőmérsékletű hősugárzás irányul a felsőszerke-. zetre. A felső rész és az alsó rész közötti termikus gradienstől függően alakul a gerenda meghajlása. Ha ez a hajlítóhatás nem vethető össze a kád szabályozásával, szükségessé válik a termikus grádiens csökkentése. A kiterjedés megfelelő szabályozása lehetővé teszi, hogy a portálemelőrész alátámasztási pontjait egyszerűsítsük a fémházon, ha a kiterjedési (diíatáviós) jelenség hasonló. . Ebből a célból különböző megoldásokat dolgoztunk ld, amelyek a meghajlást okozó tényezők (a gerenda meghajtását okozó tényezők) ellenében hatnak: a) az anyagban rejlő lehetőségek: a gerenda anyagául célszerűen nikkel ötvözésű acélanyagot választunk, amelynek hődilatációs mértéke csupán a fele a szokványos acélénak, b) megpróbáltuk a hőterjedést mérsékelni, vagy megszüntetni olymódon, hogy levegőt áramoltatunk (keringtetünk) a gerenda körül, vagy a gerendában (a keresztmetszeti kialakítástól függően), c) a hőt Caloduc-al próbáljuk eltávolítani, ez egy olyan megoldást jelent, ahol zárt csővezetékekben. 198.532 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
