УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ЧАСТИ САМООБЖИГАЮЩЕГОСЯ АНОДА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, а именно к устройствам для обслуживанию самообжигающихся анодов, применяемых в электролизерах для производства алюминия.
Известно устройство для прорезки периферии самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, содержащее самоходную тележку, выполненный в виде ножа рабочий орган, закрепленный с помощью рычага на стреле, которая установлена на платформе и выполнена с возможностью шарнирного подъема, опускания и выдвижения перпендикулярно ходу тележки. При этом рабочий орган имеет механизм разворота вокруг своей оси, а платформа - возможность перемещения по оси, параллельной ходу устройства [RU 2167959, С25С 3/10, 2001, опубликовано 27.05.2001].
К основным недостаткам данного устройства относятся низкое качество прорезки боковой поверхности анода, высокие значения усилия резания и действующих на нож рабочих нагрузок, невозможность прорезки периферии анода в торце анодного кожуха. Отсутствие уплотняющего и дегазирующего воздействия на анодную массу.
Известно близкое по технической сущности устройство для прорезки периферии самообжигающегося анода алюминиевого электролизера. Устройство содержит самоходную тележку и установленный на тележке манипулятор, состоящий из выдвижной и горизонтальной стрел, рычага и закрепленного на рычаге исполнительного механизма с рабочим инструментом в виде вертикально расположенного ножа, выполненный с возможностью обеспечения подъема, опускания, выдвижения и наклона исполнительного механизма в плоскости поворота выдвижной стрелы, перпендикулярной ходу тележки. [RU 2237751, С25С 3/10, 2004, опубликовано 10.10.2004].
К основным недостаткам данного устройства относятся низкое качество прорезки боковой поверхности анода, уплотнение только поверхностного слоя анода и отсутствие дегазирующего воздействия на анодную массу.
Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего провести качественную подрезку периферий анода, сформировать более плотную, механически прочную рабочую поверхность анода.
Поставленная задача решается путем применения устройства для формирования рабочей части самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, содержащее самоходную тележку и установленный на тележке манипулятор, состоящий из выдвижной и горизонтальной стрел, рычага и закрепленного на рычаге исполнительного механизма с рабочим инструментом в виде вертикально расположенного ножа, выполненного с возможностью обеспечения подъема, опускания, выдвижения и наклона исполнительного механизма в плоскости поворота выдвижной стрелы, перпендикулярной ходу тележки, нож снабжен, установленным в его верхней части, пьезоэлектрическим излучателем ультразвуковых колебаний, соединенным через сетевой кабель с генератором ультразвуковых колебаний. Нож снабжен газоотводящими каналами и прорезью для ограничения хода движения. Генератор ультразвуковых колебаний установлен в кабине самоходной тележки с возможностью управления частотами, оператором.
Положительные результаты предложенных технических решений:
1. Конструкция исполнительного механизма по сравнению с прототипом обеспечивает более качественную подрезку периферии анода и его уплотнение, позволяет уменьшить значения усилия резания и действующих на исполнительный механизм нагрузок благодаря вибрационным и ультразвуковым колебаниям ножа.
2. Применение ультразвукового механизма дегазации позволяет удалить из глубинной части анода пузырьки воздуха и газов коксования, тем самым обеспечивает формирование более плотного, механически прочного рабочего тела анода коксовой части анода.
Технический результат - механически прочный сформированный анод, уменьшение удельного расхода анодной массы, съема угольной пены, снижение энергопотребления, за счет формирования однородной структуры анода в процессе коксования.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид устройства для прорезки периферии анода;
на фиг.2 изображен общий вид ножа;
на фиг.3 изображен разрез по А-А по на фиг.2.
Заявляемое устройство содержит самоходную тележку 1 с гидроприводом, на которой установлен манипулятор 15 состоящий из выдвижной стрелы 2, горизонтальной стрелы 3, которая выполнена сочлененной посредством вертикально и продольно расположенных шарниров А и В из входной 4, промежуточной 5 и выходной 6 секций, рычага 7 и исполнительного механизма 8, который состоит из направляющей рамы 5, установленной на ней каретки 6, закрепленного на каретке гидромолота 11, рабочим инструментом которого является нож 12, пропущенный через прямоугольное отверстие в направляющей опоре 14, присоединенной к нижней части рамы 9. Возвратно-поступательное движение каретки 10 осуществляется гидромоторм посредством цепной передачи 16. Шарнирный поворот выдвижной стрелы 2 относительно тележки 1 в плоскости, перпендикулярной ходу тележки, производится гидроцилиндром 17, а секции 4 относительно стрелы 2 - гидроцилиндром 18. Поворот промежуточной секции 5 относительно входной 4, в горизонтальной плоскости стрелы 3, осуществляется гидроцилиндром 19, а поворот выходной секции 6 относительно промежуточной 5, в поперечной плоскости их сечения, производится гидроцилиндром 20. Гидроцилиндром 21 обеспечивается продольный наклон рычага 7 относительно выходной секции 6. Поворот исполнительного механизма 8 относительно закрепленного на рычаге 7 шарнира С, ось которого параллельна направляющим рамы 9, выполняется поворотным гидромотором 23. Самоходная тележка 1 снабжена выдвижными упорами. Нож 12 снабжен газоотводящими каналами 24 и прорезью для ограничения хода движения 25. К ножу присоединен пьезоэлектрический излучатель ультразвуковых колебаний 13, получающий сигнал через сетевой 22 кабель от ультразвукового генератора. Генератор устройства расположен в кабине оператора машины.
Устройство работает следующим образом.
Для выполнения технологических операций самоходную тележку 1 устанавливают параллельно продольной стороне электролизера. Осуществляют фиксацию рамы самоходной тележки 1 относительно балки ведомой оси вдоль продольной оси машины 1. Исполнительный механизм 8, находящийся в транспортном положении, переводят в рабочую зону манипуляциями в следующей последовательности. Гидроцилиндрами 17 и 18 производят шарнирный подъем и выдвижение горизонтальной стрелы 3 и выдвижной стрелы 2, гидроцилиндром 19 осуществляют разворот промежуточной секции 5 и соответственно перемещение исполнительного механизма 8 в рабочую зону. Поворачивают нож 12 гидроцилиндром 21 и поворотным гидромотором 23 таким образом, что нижняя заостренная часть ножа 12 устанавливается вдоль борта внутри анодного кожуха с наклоном к аноду. Гидромотором 23 посредством цепной передачи 16 перемещают вниз каретку 10 с гидромолотом 11, создавая давление на нож 12, который прорезает периферию анода до конуса его спекания. Ограничение хода ножа осуществляется наличием прорези 25 для ограничения хода движения на ноже. Реверсивным включением гидромотора 23 нож 12 перемещают вверх и цикл прорезки периферии анода повторяется. При повышенном усилии резания включают ультразвуковой генератор (установленным в кабине самоходной тележке, на фиг.1 не показан). Передаваемый от генератора ультразвуковых колебаний, через сетевой кабель 22, сигнал преобразуется пьезоэлектрическим излучателем, и передается в виде колебаний ножу 12. За счет энергии колебаний нож 12 обеспечивает прорубание особо прочных мест периферии анода.
Осуществляя наклон ножа 12 с помощью гидроцилиндра 20 в плоскости резания, производят прорезку боковой поверхности анода под контрфорсами. Перед прорезкой анода в углах и торцах анодного кожуха исполнительный механизм 8 с ножом 12 гидромотором 23 поворачивают на нужный угол относительно вертикально расположенного на рычаге 7 шарнира С. При этом, для прорезки торцевой поверхности анода гидроцилиндром 20 поворота выходной секции 6 горизонтальной стрелы 3 устанавливают нож 12 под острым углом к поверхности кожуха анода. Манипулируя гидроцилиндром 21 поворота рычага 7, выполняют обработку всей поверхности в торцах анодного кожуха, в том числе под рамой анода. Расположенная в нижней части рамы 9 направляющая опора 14 с отверстием способствует более устойчивому поступательному перемещению ножа 12 при выполнении операции по прорезке поверхности анода.
После подрезки периферийной части анода нож 12 вводятся в анод для дегазации. Включают генератор ультразвуковых колебаний. Пьезоэлектрический излучатель ультразвуковых колебаний 13, получающий сигнал через сетевой кабель 22 от ультразвукового генератора, передает ультразвуковые колебания ножу 12. Ультразвуковые колебания, распространяясь по телу анода приводят к слиянию мелких пузырьков воздуха и газов коксования. В результате чего, более крупные пузырьки воздуха и газов коксования поднимаются на поверхность анода по специально выполненным газопроводящим каналам 24 ножа в газосборный колокол. Реверсивным включением гидромотора 23 нож 12 перемещают вверх и цикл дегазации анода повторяется.