NO338251B2

NO338251B2 - Vibrating compactor for the manufacture of molded bodies by compression

Info

Publication number: NO338251B2
Application number: NO20073498A
Authority: NO
Inventors: Hardy Nagel
Original assignee: Outotec Oyj
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2016-08-08
Also published as: NO20073498L; FR2879501B1; DE102004060824B4; EA200701295A1; CA2586983A1; CA2586983C; CN101090813B; FR2879501A1; ZA200704345B; NO338251B1; EA010850B1; DE102004060824C5; DE102004060824A1; AR051996A1; WO2006063814A1; CN101090813A

Description

Oppfinnelsen vedrører en vibrerende kompaktor for fremstillingen av tilformede legemer ved vibrerende kompaktering, her også kalt vibrerende sammenpressing, av kornete råmaterialer, i særdeleshet for fremstillingen av anoder og/eller katoder for den elektrolytiske smelteprosessen for aluminiumsfremstillingen ved bruken av et vibrerende bord, båret av fjærer for å tillate svingninger, på hvilket en støpeform med et presslokk kan bli spent fast, oversiden av hvilket er forbundet til en forspenningsinnretning med fjær. The invention relates to a vibrating compactor for the production of shaped bodies by vibrating compaction, here also called vibrating compression, of granular raw materials, in particular for the production of anodes and/or cathodes for the electrolytic melting process for aluminum production using a vibrating table, supported by springs to allow oscillations, on which a mold with a press cap can be clamped, the upper side of which is connected to a spring biasing device.

Metallisk aluminium blir utvunnet fra alumina ved hjelp av smeltefaseelektrolyse i elektrolytiske celler i hvilke anoder i formen av karbonblokker henges opp. Disse blokkene fremstilles vanligvis i anodefabrikker fra kalsinert petroleumskoks, og vanligvis ved bruk av bek som bindemiddel. Under dette arbeidet tilformes den varme blandingen av petroleumskoks og bek i en støpeform festet til bordet av en vibrerende kompaktor, ved hjelp av vibrerende sammenpressing til en anodeblokk, det vil si, til den såkalte grønne anode som etterpå blir varmebehandlet i en ovn. Tetthet og høyde av anodeblokken som skal tilformes må tilfredstille snevre toleranser. Metallic aluminum is extracted from alumina by means of molten phase electrolysis in electrolytic cells in which anodes in the form of carbon blocks are suspended. These blocks are usually produced in anode factories from calcined petroleum coke, and usually using pitch as a binder. During this work, the hot mixture of petroleum coke and pitch is formed in a mold attached to the table by a vibrating compactor, by means of vibrating compression into an anode block, that is, into the so-called green anode which is then heat treated in an oven. Density and height of the anode block to be shaped must meet tight tolerances.

Kjente vibrasjonskompaktorer er de hvor det etter at støpeformen er fylt med råmaterialer kan bringes inn et presslokk. Presslokkstangen stikker opp og er holdt oppe i en åpen ramme. Det er videre kjent fra DE-A-2041 520 og DE-A-37 24 199 å ha presslokket støttet på dets topp av i det minste én fjær for å øke dets slagfrekvens og slagstyrke. Imidlertid er fjæren utsatt for de varme utløpsgassene og dampene, som for eksempel bekdamper, som unnslipper fra de varme råmaterialene og som vil være en ulempe spesielt hvis det presslokkets trykkfjær er en trykkluftfjær laget av elastisk materiale. Dette er i hvert fall rett hvis det som kjent fra DE-A-19 23 767 har blitt plassert et solid lokk på støpeformen av den vibrerende kompaktoren og hvis trykkluftfjærene for å presse presslokket på massen har blitt tilgjengeliggjort innenfor dekselet. Bortsett fra problemet med en redusert driftslevetid for presslokkfjærene, forverrer dekselet tilgangen til disse fjærene. Known vibration compactors are those where, after the mold has been filled with raw materials, a press lid can be brought in. The press lid bar sticks up and is held up in an open frame. It is further known from DE-A-2041 520 and DE-A-37 24 199 to have the press cap supported on its top by at least one spring to increase its impact frequency and impact strength. However, the spring is exposed to the hot exhaust gases and vapors, such as pitch fumes, which escape from the hot raw materials and which will be a disadvantage especially if the pressure spring of the press cap is a compressed air spring made of elastic material. This is at least correct if, as known from DE-A-19 23 767, a solid lid has been placed on the mold of the vibrating compactor and if the compressed air springs for pressing the pressure lid on the mass have been made available within the lid. Apart from the problem of a reduced service life of the press cap springs, the cover impairs access to these springs.

Problemet som løses av oppfinnelsen er å skape en vibrerende kompaktor av den tidligere nevnte typen med støpeform, forspent presslokk og solid deksel med i det minste én presslokktrykkfjær, som har god tilgjengelighet og lang driftslevetid. The problem solved by the invention is to create a vibrating compactor of the previously mentioned type with a mold, a pre-tensioned press lid and a solid cover with at least one press lid pressure spring, which has good availability and a long service life.

Det problemet løses i følge oppfinnelsen ved at den tilveiebringer en vibrerende kompaktor som er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i patentkrav 1. That problem is solved according to the invention by providing a vibrating compactor which is characterized by the features stated in patent claim 1.

Trekk ved utførelser av oppfinnelsens vibrerende kompaktor ifølge patentkrav 1 er angitt i patentkravene 2 - 6. Features of embodiments of the invention's vibrating compactor according to patent claim 1 are stated in patent claims 2 - 6.

For vibrasjonskompaktoren som angitt i oppfinnelsen har presslokkforspenningsinnretningen med sin i det minste ene fjær blitt tilgjengeliggjort utenfor støpeformdekselet. Dette betyr at presslokkfjæren, som i grunn kan være en mekanisk fjær, men med bestemt fordel er en trykkluftfjær av elastisk materiale med variabel tilbaketrekningskraft ikke lenger vil være utsatt for eksempel for den kjemisk agressive atmosfæren inne i det svingningsstøttede systemet av støpeform/deksel som vil bidra til en forlengelse av driftslevetiden til presslokkforspenningsinnretningen. I tillegg forbedrer denne oppstillingen av presslokkforspenningsinnretningen tilgjengeligheten under installasjon og vedlikehold. For the vibration compactor as stated in the invention, the press lid biasing device with its at least one spring has been made available outside the mold cover. This means that the compression lid spring, which may basically be a mechanical spring, but with certain advantage is a compressed air spring of elastic material with variable retraction force will no longer be exposed, for example, to the chemically aggressive atmosphere inside the vibration-supported system of mold/cover which will contribute to an extension of the operating life of the pressure cap biasing device. In addition, this arrangement of the press cap biasing device improves accessibility during installation and maintenance.

Som angitt i et bestemt trekk ved oppfinnelsen har presslokkforspenningsinnretningen inkludert fjær, blitt oppstilt innenfor en stangstøtteinnretning som er festet til oversiden av dekselet og følgelig utenfor det samme. Dette betyr at i det minste én fjær er oppstilt mellom toppdekselet av stangstøtteinnretningen og toppenden av presslokkstangen som stikker gjennom støpeformdekselet og inn i stangstøtteinnretningen nedenfra. I tillegg virker et løfteåk på toppenden av presslokkstangen gjennom åpningene av stangstøtteinnretningen som under bevegelse oppover fjerner forbindelsen mellom støpeform/deksel og bærer delene presslokk, deksel og forspenningsinnretning som forbindende enhet. As indicated in a specific feature of the invention, the press lid biasing device including springs has been arranged within a rod support device which is attached to the upper side of the cover and consequently outside the same. This means that at least one spring is arranged between the top cover of the rod support device and the top end of the press cap rod which protrudes through the mold cover and into the rod support device from below. In addition, a lifting yoke acts on the top end of the press lid bar through the openings of the bar support device which, during upward movement, removes the connection between mould/cover and carries the parts press lid, cover and biasing device as a connecting unit.

Oppfinnelsen og dens videre trekk og fordeler er forklart mer i detalj ved utførelsen som er skjematisk vist i figurene. Figurene viser følgende: The invention and its further features and advantages are explained in more detail by the embodiment shown schematically in the figures. The figures show the following:

Figur 1: vertikalsnittet av vibrasjonskompaktoren som angitt i oppfinnelsen hvor vibrasjonsstøtten til vibrasjonsbordet og vibrasjonsdrivkraften er utelatt og Figure 1: the vertical section of the vibration compactor as indicated in the invention where the vibration support for the vibration table and the vibration driving force are omitted and

figur 2: vibrasjonskompaktoren av figur 1 etter en delvis oppadrettet bevegelse av løfteåket. figure 2: the vibration compactor of figure 1 after a partial upward movement of the lifting yoke.

Basert på en typisk utførelse av figurene 1 og 2, tjener vibrasjonskompaktoren for eksempel til å tilforme anodeblokker. Vibrasjonskompaktoren viser i formingsstasjonen et vibrasjonsbord 10 som er båret på en grunnramme på en vibrasjonvennlig måte ved hjelp av fjærelementer som ikke er vist, nærmere bestemt ved trykkluftfjærer, og som kan settes til å utføre vibrerende bevegelser ved hjelp av roterende eksenterdrivkraft som ikke er vist. I formingsstasjonen blir støpeformen 11 oftest av rektangulært tverrsnitt som skal fylles med de varme kornete råmaterialene spent på vibrasjonsbordet 10 som virker sammen med et presslokk 12. Dets midtstilte presslokkstang 13 blir ført aksielt i en forseglingsføringsbøssing 15 inne i en åpning i oversiden av et solid deksel 14 som lukker støpeformen 11 i toppen. Based on a typical embodiment of figures 1 and 2, the vibration compactor serves for example to shape anode blocks. The vibration compactor shows in the forming station a vibration table 10 which is carried on a base frame in a vibration-friendly manner by means of spring elements which are not shown, more specifically by means of compressed air springs, and which can be set to perform vibrating movements by means of rotating eccentric driving force which is not shown. In the forming station, the casting mold 11, most often of rectangular cross-section, to be filled with the hot granular raw materials, is clamped onto the vibrating table 10 which works together with a press lid 12. Its central press lid rod 13 is guided axially in a seal guide bushing 15 inside an opening in the upper side of a solid cover 14 which closes the mold 11 at the top.

Under arbeidet til vibrasjonskompaktoren, utsettes masse fylt inn i støpeformen 11 for vibrerende sammenpressing i rommet mellom toppen av det vibrerende bordet 10 og undersiden av presslokket 12 for å tilforme anodeblokken 16 som vist i figurene 1 og 2. Etter en definert vibrasjonsperiode, har anodeblokk 16 nådd sin definerte tetthet og høyde. Vibrasjonsprosessen blir så slått av. During the operation of the vibrating compactor, mass filled into the mold 11 is subjected to vibrating compression in the space between the top of the vibrating table 10 and the underside of the press lid 12 to form the anode block 16 as shown in figures 1 and 2. After a defined period of vibration, the anode block 16 has reached its defined density and height. The vibration process is then switched off.

Som kan bli sett i figur 2, løftes dekselet 14 med presslokk 12 og kanskje sammen med støpeform 11 bort oppover ved oppadrettet bevegelse av et løfteåk 17 påvirket av en repvinsj eller hydraulisk middel og den ferdigformede grønne anodeblokken 16 blir skjøvet av oversiden av vibrasjonsbordet 10 til siden og formingsstasjonen av vibrasjonskompaktoren er klargjort for mottak av en ny anodeblokk som skal bli sammenpresset ved vibrasjon. As can be seen in Figure 2, the cover 14 with press lid 12 and perhaps together with the mold 11 is lifted away upwards by the upward movement of a lifting yoke 17 affected by a rope winch or hydraulic means and the pre-formed green anode block 16 is pushed off the upper side of the vibration table 10 to the side and forming station of the vibration compactor is prepared to receive a new anode block to be compacted by vibration.

For å forbedre ensartet vibrasjonssammenpressing, for å legge et tilleggssammenpressingstrykk og for å korte ned vibreringstiden, har presslokk 12 blitt utstyrt med en forspenningsinnretning med i det minste én fjær 18, særlig i formen av en belg laget av elastisk materiale i hvilke trykkluft kan slippes inn, hvilket forhold tillater å endre den normale virkemåte av presselokk 12, mer bestemt dets slagfrekvens og slagstyrke under vibrasjonssammenpressing selv under vibrasjonskompaktorens arbeide. Figur 2 viser trykkluftbelgen 18 av figur 1 i sammentrykket tilstand med presslokk 12 flyttet oppover. In order to improve uniform vibration compression, to apply an additional compression pressure and to shorten the vibration time, the compression lid 12 has been equipped with a biasing device with at least one spring 18, in particular in the form of a bellows made of elastic material into which compressed air can be admitted , which condition allows changing the normal operation of press lid 12, more specifically its impact frequency and impact strength during vibration compression even during the operation of the vibration compactor. Figure 2 shows the compressed air bellows 18 of Figure 1 in the compressed state with the pressure cap 12 moved upwards.

Et karakteristisk trekk ved vibrasjonskompaktoren i henhold til oppfinnelsen er at presslokkforspenningsinnretningen med i det minste én fjær 18 er montert utenfor støpeformdeksel 14, det vil si oppstilt i en stangstøtteinnretning 19 festet til toppen av dekselet 14. Fjæren 18 er oppstilt og/eller spent fast mellom toppdeksel 20 av stangstøtteinnretningen 19 og den øvre enden av presslokkstangen 13 som stikker gjennom føringsbøssingen 15 i stangstøtteinnretningen 19 nedenfra. Trykkluftinntaket som senteråpningen i toppdeksel 20 for trykklufttilstrømning til fjæren 18 er identifisert med 21. Ikke i noe tilfelle vil fjær 18 komme i kontakt med den kjemisk aggresive atmosfæren inne i systemet av støpeform 11/deksel 14, særlig ikke hvis føringsbøssing 15 kan vise en tilleggsforseglingsfunksjon. A characteristic feature of the vibration compactor according to the invention is that the press lid biasing device with at least one spring 18 is mounted outside the mold cover 14, i.e. set up in a rod support device 19 attached to the top of the cover 14. The spring 18 is set up and/or clamped between top cover 20 of the rod support device 19 and the upper end of the press cap rod 13 which protrudes through the guide bushing 15 in the rod support device 19 from below. The compressed air intake as the center opening in the top cover 20 for compressed air inflow to the spring 18 is identified by 21. In no case will the spring 18 come into contact with the chemically aggressive atmosphere inside the mold 11/cover 14 system, especially if the guide bushing 15 can provide an additional sealing function .

De radielle armene av en nedre støtteplate 22 av løfteåket 17 er ført gjennom rommet mellom stengene fordelt over omkretsen av stangstøtteinnretningen 19. En støttering 23 er festet til den øvre enden av presslokkstangen 13 som støtter undersiden av fjæren 18. I tillegg kan støtteplaten 22 som med et sentralt hull omgir presslokkstangen 13 bli festet til støtteringen 23 nedenfra ved oppadgående bevegelse av løfteåket 17. Etter oppovergående bevegelse av løfteåket 17, kan dekselet 14 med eller uten støpeformen 11, men i alle fall med presslokket 12 og presslokkforspenningsinnretningen som forbindende enhet, bli løftet oppover og av vibrasjonsbordet 10. Denne operasjonen vil bli forenklet hvis stoppknastene 24 som virker sammen med oversiden av dekselet 12 er tilgjengeliggjort på innsiden av dekselet 14. The radial arms of a lower support plate 22 of the lifting yoke 17 are guided through the space between the rods distributed over the circumference of the rod support device 19. A support ring 23 is attached to the upper end of the press lid rod 13 which supports the underside of the spring 18. In addition, the support plate 22 as with a central hole surrounds the press lid rod 13 to be attached to the support ring 23 from below by upward movement of the lifting yoke 17. After upward movement of the lifting yoke 17, the cover 14 with or without the mold 11, but in any case with the press lid 12 and the press lid biasing device as a connecting unit, can be lifted upwards and off the vibration table 10. This operation will be simplified if the stop cams 24 which work together with the upper side of the cover 12 are made available on the inside of the cover 14.

Den vibrerende kompaktoren som angitt i oppfinnelsen er egnet til å sammenpresse alle mulige kornete materialer, som for eksempel granulat av syntetisk harpiks så vel som kornete primære og sekundære drivstoffer og så videre. The vibrating compactor disclosed in the invention is suitable for compacting all possible granular materials, such as synthetic resin granules as well as granular primary and secondary fuels and so on.

Claims

Patent claims

1.

Vibrating compactor for the manufacture of shaped bodies by compacting granular raw materials, in particular for the manufacture of anodes and/or cathodes for the electrolytic smelting process for the manufacture of aluminium, with a vibrating table (10) carried by springs to allow vibration, to which a mold (11) with mold cover (14) can be tensioned, with a press lid (12) which can be brought into the mold (11), the upper side of which is connected to a press lid biasing device with at least one spring (18), in which the press lid biasing device with at least one spring ( 18) is arranged outside the mold cover (14),

c h a r a c t e r i s t h a t the press lid biasing device including spring (18) is set up in a rod support device (19) which is attached to the upper side of the mold cover (14), and

that the press lid biasing device's spring (18) is arranged between the rod support device's (19) top cover (20) and the upper end of the press lid rod (13) which protrudes through the mold cover (14) and into the rod support device from below.

2.

Vibrating compactor as stated in claim 1, characterized in that the spring (18) of the pressure cap biasing device is a compressed air bellows whose interior is connected to a source of compressed air via an opening (21) in the top cover (20) of the rod support device (19).

3.

Vibrating compactor as stated in claim 2, characterized in that the radial arms of a lifting axle (17) support plate (22) are guided through the spaces between the rods of the bar support device (19) which is arranged along the circumference of the press lid biasing device with springs.

4. Vibrating compactor as stated in claim 3, characterized in that a support ring (23) is attached to the upper end of the press lid rod (13) and that the support plate (22) which with a central hole surrounds the press lid rod (13) can be attached to the support ring ( 23) from below during upward movement of the lifting yoke (17).

Vibrating compactor as specified in claim 4, characterized in that after upward movement of the lifting yoke (17), cover (14), possibly with mold (11), at least with press lid (12) and press lid biasing device as connecting unit, can be lifted off upwards.

6.

Vibrating compactor as stated in claim 5, characterized by stop cams (24) which work together with the upper side of the press lid (12) is arranged on the inside of the cover (14).