[发明专利]具有至少一个阳极夹具以及具有对阳极杆施加力或冲击的装置的维修保养模块

说明书

技术领域

本发明涉及利用霍尔-赫鲁特(Hall-Héroult)熔融电解法来生 产铝的工厂。尤其涉及一种搬运设备，其在所述工厂中用来当阳极在 电解池中被替换时搬运阳极。

背景技术

金属铝在工业上按照众所周知的霍尔-赫鲁特法通过熔融电解来 生产，即通过在熔融冰晶石熔池——被称为电解质熔池——中将氧化 铝溶液电解来生产。电解质熔池被容纳在一个被称为“电解槽”的槽 内，该槽包括一钢制容器——其在内侧覆盖有耐火材料和/或绝缘材 料，并且一阴极单元位于所述槽底部。阳极——通常由含碳材料制成， 被部分地浸于电解质熔池中。由电解槽、它的阳极以及电解质熔池所 形成的组件被称为电解池。

工厂在被称为电解车间的建筑物中包含大量电解池，这些电解池 被布置成行并且利用连接导体以串联的方式电连接，以最好地利用工 厂的地板面积。这些电解池通常被这样布置，使得能形成通过末端导 体互相电连接的两个或更多个平行的行。因此电解电流以级联的方式 从一个池流到另一个池。这些池包括一组阳极，每一个阳极为被连接 到金属杆(被称为阳极杆)的阳极块的形式。所述杆通常具有矩形截 面，以使得它的其中一个面可以牢固地保持与阳极框架接触，该阳极 框架延伸在所述池的整个长度并且传送电解电流。

当运行时，电解厂需要对电解池作业，具体地，用新阳极替换废 阳极、对池内的熔融金属采样以及电解质的采样或者加满。最现代化 的工厂装备有提升和搬运单元——该提升和搬运单元包括可以在电解 池上方沿着电解池移动的桥式吊车，以及一行车车架——在该行车车 架上固定有一维修保养模块，该维修保养模块包括一可被固定到所述 行车车架上的框架和一搬运和维护单元，该搬运和维护单元包括多个 工具，例如铲子、夹具和滑车。

设计用于搬运和移动诸如阳极等的负载的工具包括一可夹具住负 载的夹具，被称为“搬运夹具”或“阳极夹具”。在阳极搬运的操作 过程中，该夹具靠近所要夹具住的阳极杆而放置，然后在该杆上闭合， 以使得阳极可以被提起、移动，然后定位和下放到预期位置。

当替换在铝电解槽上的阳极时，通常观察到，阳极杆和阳极框架 之间的电接触是不令人满意的。但是非常重要的是，在此处的电接触 应该是良好的，即它必须产生尽可能低的、被称为“阳极降”的电压 降：15mV的阳极降导致所述槽的生产率的明显损失，因为实际上作 用于电解的那部分电功率减小了以及阳极需要更长的时间来达到运行 功率。最后，非常不良的接触会导致产生可能会损坏接触表面的电弧。

此外，在阳极和阳极框架之间的不充分的电接触只有在替换阳极 之后经过多个小时后才能觉察到，因为在电流到达其全容量之前需要 用许多小时来加热阳极组件。因此，在现在的情况下，在安装阳极超 过十个小时之后，通常是16个小时之后，操作者开始读取阳极框架和 阳极杆之间的电压差：如果此电压差高于临界值，则需要实施干预来 改变该杆和阳极框架之间的电接触。

出于提高安全性的目的，已经进行了研究来限制工作人员必须靠 近危险区域工作的原因。在这些原因中的一个是检查阳极降。因此， 已经试图消除这种工作，同时无论何时也不放弃检查在阳极框架和阳 极杆之间适当通过的电流。

发明内容