專(zhuān)利名稱(chēng)：用于熔化金屬出液的方法、裝置和出液車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從鋁電解爐或諸如此類(lèi)的爐子中放出熔化金屬的方法。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)鋁的工廠(chǎng)在爐子車(chē)間內(nèi)包括有并排放置的大量的電解爐或電解槽。電解槽之間的間距保持在最小的距離，以節(jié)約空間。通過(guò)一出液管，從電解槽中抽取熔化的金屬到出液坩鍋中來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬的出液，借助于一運(yùn)輸裝置將坩鍋連續(xù)地送到電解爐之間的出液位置，一旦完成出液操作，運(yùn)輸裝置將坩鍋運(yùn)輸?shù)借T造廠(chǎng)或要求從坩鍋中倒出熔化金屬的其它的場(chǎng)所。運(yùn)輸裝置可以是吊車(chē)、卡車(chē)或諸如此類(lèi)的工具，但通常采用的是諸如NO132 774和WO 8604839中所述的目前特別設(shè)計(jì)的出液車(chē)。在所有的情形中，通常具有一圓形-圓柱形截面的出液坩鍋被支承在運(yùn)輸裝置中，使其縱向軸線(xiàn)保持垂直。坩鍋的上端壁呈一蓋的形式，它可移離坩鍋的下部，例如，為了捋刮溶渣，允許從出液車(chē)上提升起坩鍋的下部，溶渣通常借助于一特殊的銑刀從坩鍋壁上去除。
在現(xiàn)代制鋁工廠(chǎng)中，要求有較大出液容量的需求正穩(wěn)步地上升。這里所述的出液容量是指在坩鍋中的熔化金屬可達(dá)到的體積，也稱(chēng)之為有效出液體積。然而，在這樣的工廠(chǎng)內(nèi)擴(kuò)大容量的可能性非常有限。由于電解槽之間狹窄的間距，例如，坩鍋的寬度，以及由此的出液坩鍋的直徑是一限制性的因素。因此，在實(shí)踐中，坩鍋的外直徑不超過(guò)2米。
另一個(gè)限制因素是坩鍋內(nèi)的金屬柱的高度。借助于一約為0.3絕對(duì)巴的真空壓力將金屬抽取到坩鍋中，給出一約為3米的最大抽吸靜壓頭。由于這些限制因素，上述類(lèi)型的傳統(tǒng)的出液車(chē)/坩鍋結(jié)構(gòu)的坩鍋容量很難能提高到超過(guò)約3m3。在對(duì)于不同熔化工廠(chǎng)的傳統(tǒng)的出液車(chē)的設(shè)計(jì)中，坩鍋直徑和坩鍋高度必須適應(yīng)各個(gè)個(gè)別的工廠(chǎng)，在坩鍋、坩鍋蓋、坩鍋支承以及出液車(chē)本身的設(shè)計(jì)中，要求有對(duì)應(yīng)的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以一新穎的和驚人簡(jiǎn)單的方式解決上述的容量問(wèn)題，即，如在附后的定義本發(fā)明各個(gè)方面的專(zhuān)利權(quán)利要求書(shū)中所陳述的那樣，配以附件來(lái)修改圓柱形出液坩鍋，以使坩鍋的縱向軸線(xiàn)沿水平向延伸的方式將坩鍋支承在運(yùn)輸裝置中。出液車(chē)的長(zhǎng)度不是如高度和寬度那樣，是一關(guān)鍵的尺寸。因此，根據(jù)本發(fā)明的原理，坩鍋的長(zhǎng)度以及其由此的有效出液體積，可擴(kuò)大超過(guò)傳統(tǒng)出液車(chē)實(shí)際可行的長(zhǎng)度。通過(guò)采用根據(jù)本發(fā)明的解決方案，加倍坩鍋的最大容量成為現(xiàn)實(shí)的可能性。在對(duì)具有不同容量要求的熔化工廠(chǎng)制造出液車(chē)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)應(yīng)地縮放出液車(chē)和坩鍋的長(zhǎng)度，而無(wú)需對(duì)出液車(chē)的其余部分作特殊的修改，對(duì)應(yīng)的出液車(chē)即可容易地適應(yīng)這些要求。
較佳地，坩鍋沿徑向分成兩個(gè)部分，它們借助于一密封的法蘭連接可拆卸地進(jìn)行互連，在具有分離的坩鍋部件的拆卸的條件下，允許坩鍋使用與用于傳統(tǒng)坩鍋基本上相同的工具來(lái)去除溶渣。
本發(fā)明還包括一改進(jìn)的支承結(jié)構(gòu)，其中，坩鍋水平地被支承，其方式允許坩鍋連同出液管一起沿一斜坡平行于出液管的縱向軸線(xiàn)移動(dòng)，同時(shí)較佳地，還能作水平的位移。這允許出液車(chē)和出液管相對(duì)于電解爐快速地定位到出液位置中，較之使用傳統(tǒng)的技術(shù)時(shí)允許的定位更容易和更妥貼。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明從參照附圖的下列描述中，本發(fā)明的上述的和其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)顯現(xiàn)明白，為了清晰起見(jiàn)，附圖中的某些結(jié)構(gòu)部件已在對(duì)應(yīng)的附圖中略去，而某些其它的隱藏的或移置的部件僅用細(xì)的輪廓線(xiàn)表示，在諸附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的出液車(chē)的側(cè)視圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的坩鍋的局部剖視的立面圖，圖3是該坩鍋的端視圖，圖4是懸置在一支承結(jié)構(gòu)中的根據(jù)本發(fā)明的坩鍋的立面圖，圖5是該坩鍋的端視圖，圖6是出液車(chē)的后視圖，其中，坩鍋在操作過(guò)程中允許從一電解槽中出液，以及圖7和8是分別類(lèi)似于圖4和6的視圖，但坩鍋支承在一與吊車(chē)相連的修改的支承結(jié)構(gòu)上。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明意圖主要地與運(yùn)輸裝置連接在一起使用，其呈基本上與上述NO132 774和WO 8604839中所公開(kāi)的類(lèi)型相同的特殊構(gòu)造的出液車(chē)的形式，因此，將與此聯(lián)系地進(jìn)行描述。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明也與諸如下面將更為詳細(xì)地解釋的其它的運(yùn)輸裝置相關(guān)。
如圖1所示的出液車(chē)呈一機(jī)動(dòng)車(chē)輛的形式，一般地包括一帶有前輪4、后輪6、駕駛室8的主車(chē)架2，以及一具有大致圓形截面的出液坩鍋或鑄勺10，其支承在位于出液車(chē)的前輪和后輪之間剛性地連接到主車(chē)架2上的一支承結(jié)構(gòu)12上?？蓸修D(zhuǎn)地支承在出液車(chē)上的還有一出液管14，其適于連接到一大致呈鐘形的出液頭16。出液和排出操作借助于低壓(真空)和在坩鍋10中的過(guò)壓，以眾所周知的方式實(shí)施。用來(lái)操作出液和排出操作的裝置，連同用來(lái)控制出液車(chē)移動(dòng)的操作裝置通常位于駕駛室內(nèi)。至此，該出液車(chē)基本上是介紹性描述類(lèi)型的根據(jù)傳統(tǒng)出液車(chē)的構(gòu)造。
根據(jù)本發(fā)明的出液車(chē)與現(xiàn)有技術(shù)的出液車(chē)的主要區(qū)別在于，圓形-圓柱形坩鍋10的支承方式是其軸線(xiàn)沿出液車(chē)的縱向方向水平地延伸，而不是垂直地直立，這樣，導(dǎo)致有上述介紹的諸優(yōu)點(diǎn)。
一根據(jù)本發(fā)明的原理水平地支承的坩鍋10的較佳的實(shí)施例示于圖2和3中，圖2還包括一圈出的詳圖。
坩鍋10包括一瘦長(zhǎng)的、基本上呈圓形-圓柱形的側(cè)壁22，其具有較佳的基本上平的端壁24。根據(jù)本發(fā)明的一有利的特征，坩鍋10沿通過(guò)側(cè)壁22的徑向平面分成兩個(gè)部分10a、10b，其中，兩個(gè)坩鍋部分10a、10b密封地互連，較佳地，借助于一設(shè)置有密封件30、32的螺栓緊固的法蘭連接26、28進(jìn)行互連，一旦法蘭螺栓36擰緊，密封件30、32被壓緊在法蘭部分26、28和坩鍋的耐火爐襯34的相對(duì)的表面之間。密封件30、32一般可以是如用于傳統(tǒng)的鑄造結(jié)構(gòu)中的標(biāo)準(zhǔn)的耐熱型密封件。如果在這些密封件中發(fā)生破裂，則從坩鍋內(nèi)部到其外部的長(zhǎng)而曲折的泄漏通道，連同由巨大的鋼法蘭產(chǎn)生的冷卻效應(yīng)，將明顯地致使熔化金屬初始的滲漏冷卻并固化，因此，防止進(jìn)一步的滲漏。法蘭做得充分地巨大和剛性，以允許幾個(gè)(6-8)結(jié)實(shí)的螺栓36將坩鍋部分保持在一起。
坩鍋的一個(gè)部分，最好是最前面的一個(gè)(相對(duì)于出液車(chē)輛)10a具有一靠近圓柱形壁22的頂部的出液開(kāi)口或艙口38，其適于與出液頭16合作(下面將詳細(xì)地描述)。一附加的開(kāi)口40形成在坩鍋部分10a的端壁附近，以便安裝一與坩鍋內(nèi)的排出管(未示出)連通的插座18(圖1)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提供水平設(shè)置的坩鍋，盡管坩鍋直徑有上述討論的種種限制，但其有效的長(zhǎng)度能使設(shè)計(jì)者滿(mǎn)足即使非常高的容量要求。因此，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明理念，在2米坩鍋直徑的基礎(chǔ)上，能夠提供出液車(chē)的坩鍋容量的范圍約從3m3至6m3或更多。
在制造不同容量的坩鍋過(guò)程中，通常是帶有完整的圓柱形壁22的后坩鍋部分10b的長(zhǎng)度(或深度)來(lái)適應(yīng)要求的容量，如圖4中的箭頭所示，而帶有出液和排出開(kāi)口的前坩鍋部分10a最好具有基本上固定的或“標(biāo)準(zhǔn)的”長(zhǎng)度。該標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度可以是容量范圍的上界區(qū)域內(nèi)的坩鍋長(zhǎng)度的大約一半。例如，給出一坩鍋具有基本上等長(zhǎng)的兩個(gè)半部的坩鍋10a、10b。然而，在圖2中，后坩鍋部分10b顯示的長(zhǎng)度短于前坩鍋部分10a，這意味著該坩鍋部分用于屬于容量范圍下界區(qū)域的坩鍋。
為了支承出液車(chē)中的坩鍋10，其各個(gè)端壁24設(shè)置有一對(duì)突出的、朝向下的軸頸44，其適于被接納在坩鍋10的支承結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)的軸頸座46內(nèi)(圖5)。此外，端壁24形成有多個(gè)在端壁上分布支承力的支撐肋48。較佳地，軸頸44定位在端壁的上部，如圖3所示，相等地水平向和垂直向間隔。
一坩鍋支承結(jié)構(gòu)12的較佳的實(shí)施例示于圖4中。這里，用于坩鍋10各端內(nèi)的軸頸44的軸頸座設(shè)置在對(duì)應(yīng)的懸置件50內(nèi)，其間隔根據(jù)坩鍋端壁24內(nèi)的軸頸對(duì)之間的間距，并水平地?cái)R置，通過(guò)輪子52在對(duì)應(yīng)的支承件54上可位移，支承件54又可滑動(dòng)地支承在兩個(gè)平行導(dǎo)軌58中對(duì)應(yīng)的一個(gè)上，導(dǎo)軌在其頂端和底端處固定到出液車(chē)的主車(chē)架2上。懸置件50的水平運(yùn)動(dòng)通過(guò)對(duì)應(yīng)的致動(dòng)撞錘59得以實(shí)現(xiàn)，而支承件54沿導(dǎo)軌58的運(yùn)動(dòng)借助于對(duì)應(yīng)的致動(dòng)撞錘61(圖6)得以實(shí)現(xiàn)。
諸如稱(chēng)重單元60的加載傳感裝置可如傳統(tǒng)的方法設(shè)置，連接到坩鍋懸置件上，以便于確定出液的熔化金屬的重量。
如上所述，坩鍋出液開(kāi)口38適于與出液頭16合作。出液頭16具有一適應(yīng)于出液開(kāi)口38的形狀的稍微有點(diǎn)瘦長(zhǎng)的形狀，并在靠近其一端部的61處連接到沿坩鍋10的縱向水平地延伸的上覆的橋架62，而靠近在其各端處，連接到一旋轉(zhuǎn)臂64的上端，懸置臂64在其下端可樞轉(zhuǎn)地連接到支承結(jié)構(gòu)12的懸置件50的上端。橋架62在其各個(gè)外端處也連接到一致動(dòng)撞錘66的活塞桿上，致動(dòng)撞錘在其下端可樞轉(zhuǎn)地支承在一對(duì)應(yīng)的支承件50上。借助于撞錘66，帶有出液頭16的橋架62可從一出液位置擺動(dòng)到一如圖5中的細(xì)輪廓線(xiàn)所示的提升的位置，在出液位置，迫使出液頭的輪緣緊密地與出液開(kāi)口38的輪緣接合，而在提升位置，坩鍋10自由地被拆開(kāi)以便更換，例如，與去除溶渣相關(guān)。
出液管14適于轉(zhuǎn)位，如圖4中的箭頭B所示，從其如圖1中所示的平行于其縱向軸線(xiàn)擱置在坩鍋10上的位置，移位到如圖6所示的出液車(chē)的側(cè)邊的向下和向外傾斜的位置，其方式基本上如根據(jù)先前所述的NO 132774的出液車(chē)的出液管。因此，出液管14通過(guò)一搖架70以軸頸方式支承在與出液頭固定的支架69上的傾斜的樞軸68上。支架69也攜帶一傾斜的致動(dòng)撞錘71(在圖4中僅示出其中心線(xiàn))，以便樞轉(zhuǎn)出液管。出液頭16在其與連接到橋架62的端部連接件61相對(duì)的端壁68處，具有一被一環(huán)形座包圍的開(kāi)口，當(dāng)出液管向下擺動(dòng)到其出液位置時(shí)，該環(huán)形座緊密地與出液管14的一對(duì)應(yīng)形狀的端部合作。出液管和出液頭之間連接的這些細(xì)節(jié)未在這里完全地示出和描述，因?yàn)樗鼈兦宄爻霈F(xiàn)在NO 132 774一文中。
在圖6中，根據(jù)本發(fā)明的出液車(chē)顯示為在一電解槽80旁邊的一位置，其出液管14轉(zhuǎn)位到出液的位置。從圖中可見(jiàn)，為了相對(duì)于電解爐方便地和快速地定位出液管14，通過(guò)懸置件50在支承件54上橫向于出液車(chē)水平地移位，坩鍋10可如箭頭C所示地在兩個(gè)極端位置之間水平地操縱，而支承件可沿平行于出液管的縱向軸線(xiàn)(如箭頭C所示)的傾斜的導(dǎo)軌上下地滑動(dòng)。在圖中，帶有附件的坩鍋10示于其上方、“后”(即，遠(yuǎn)離電解爐)的極端位置，而坩鍋10和出液管14的其它的極端位置分別地用輪廓線(xiàn)表示。當(dāng)坩鍋位于其上方、縮回的位置時(shí)，較之帶有延伸的出液管的傳統(tǒng)的出液車(chē)可能的情況，可致使出液車(chē)更靠近電解槽約1米。通過(guò)允許帶有其出液管的坩鍋平行于出液管的縱向軸線(xiàn)下降，這種解決方案對(duì)于有效地減小電解槽之間的間距提供可能性，并便于將出液管定位到電解爐中。
當(dāng)坩鍋準(zhǔn)備從其在運(yùn)輸裝置內(nèi)的支承結(jié)構(gòu)中移出時(shí)，通過(guò)借助于支承結(jié)構(gòu)橋架62和撞錘66，從其與坩鍋出液開(kāi)口38連接的位置向上擺動(dòng)出液管和頭，可容易地從出液頭和出液管中釋放出來(lái)，由此，坩鍋可脫離支承結(jié)構(gòu)而被提升。
盡管支承結(jié)構(gòu)12結(jié)合呈出液車(chē)形式的運(yùn)輸裝置進(jìn)行了展示和描述，但其可容易地適用于呈其它合適運(yùn)輸裝置的形式。圖7-8示出一修改的支承結(jié)構(gòu)112，其結(jié)合作為運(yùn)輸裝置的吊車(chē)使用。支承結(jié)構(gòu)112呈帶有連接到一鉤形下懸置部分150上的支承臂154的軛狀物的形式，下懸置部分150設(shè)置有用于坩鍋10的軸頸44的軸頸座146。在所示的實(shí)施例中，軛狀物112通過(guò)一可伸縮的、長(zhǎng)度可調(diào)整的連接件113和轉(zhuǎn)動(dòng)輪緣115連接到由線(xiàn)117表示的下面的運(yùn)輸裝置，例如，行車(chē)的車(chē)架。然而，如果要求的話(huà)，軛狀物112可容易地適用于吊車(chē)鉤等的懸置件。
類(lèi)似于上述的支承結(jié)構(gòu)12，根據(jù)圖7-8的支承結(jié)構(gòu)或軛狀物112設(shè)置有一連接到橋架62上的出液頭16，連接到軛狀物懸置部分150的旋轉(zhuǎn)臂64和撞錘66。然而，支承結(jié)構(gòu)112不設(shè)置有諸如在支承結(jié)構(gòu)12中的導(dǎo)軌58之類(lèi)的、用來(lái)定位熔化爐內(nèi)的出液管的裝置，因?yàn)樗蟮亩ㄎ贿\(yùn)動(dòng)已通過(guò)吊車(chē)和可能的伸縮連接件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一用來(lái)從鋁電解爐或諸如此類(lèi)的爐子中放出熔化金屬到一具有大致圓形-圓柱形截面的出液坩鍋中的方法，在出液過(guò)程中，所述坩鍋(10)支承在一運(yùn)輸裝置內(nèi)，其特征在于，出液坩鍋(10)以其軸線(xiàn)(20)基本上水平的方式支承在運(yùn)輸裝置中。
2.一用來(lái)通過(guò)出液管(14)和出液頭(16)從鋁電解爐或諸如此類(lèi)的爐子中放出熔化金屬到一坩鍋(10)中的坩鍋，坩鍋支承在運(yùn)輸裝置(12；112)中，所述坩鍋包括一帶有出液開(kāi)口(38)和端壁(24)的基本上呈圓形-圓柱形的側(cè)壁(22)，其特征在于，坩鍋(10)適于以其軸線(xiàn)(20)基本上水平的方式支承在運(yùn)輸裝置中。
3.如權(quán)利要求2所述的坩鍋，其特征在于，坩鍋的端壁(24)設(shè)置有用來(lái)通過(guò)一支承結(jié)構(gòu)(12；112)懸置運(yùn)輸裝置中的坩鍋的裝置(44)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的坩鍋，其特征在于，坩鍋(10)沿一徑向平面分成兩個(gè)部分(10a、10b)，它們借助于一法蘭連接(26、28)用密封件(30、32)緊密地互連。
5.一支承結(jié)構(gòu)，其用來(lái)支承具有基本上呈圓形-圓柱形的側(cè)壁(22)和端壁(24)的出液坩鍋(10)，以用來(lái)借助于一出液管(14)從鋁電解爐或諸如此類(lèi)的爐子中放出熔化金屬到一坩鍋中，在出液操作過(guò)程中，出液管(14)通過(guò)一出液頭(16)與坩鍋(10)的側(cè)壁(22)中的出液開(kāi)口(38)連通，其特征在于，支承結(jié)構(gòu)適于以坩鍋的軸線(xiàn)(20)基本上水平的方式支承坩鍋(10)，并且，出液管(14)和出液頭(16)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在支承結(jié)構(gòu)上，以便在坩鍋上方的一提升的位置和一出液位置之間移位，在提升位置中，出液管和頭不與坩鍋的出液開(kāi)口(38)連通，而在出液位置中，出液管與出液頭連通，出液頭與坩鍋的出液開(kāi)口(38)連通。
6.如權(quán)利要求5所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括形成有座裝置(46；146)的懸置件(50；150)，座裝置適于與坩鍋(10)的各端壁(24)內(nèi)的對(duì)應(yīng)的軸承裝置(44)合作。
7.如權(quán)利要求6所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，出液管(14)和出液頭(16)與擺動(dòng)地連接到懸置件(50；150)上的橋架(62)相連。
8.如權(quán)利要求5所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括兩個(gè)適于安裝在坩鍋運(yùn)輸裝置上的平行的間隔的導(dǎo)軌(58)，在一出液操作過(guò)程中，可沿一具有基本上等于出液管(14)的角度的斜坡移動(dòng)，以及兩個(gè)可移位地容納在兩個(gè)導(dǎo)軌中對(duì)應(yīng)的一個(gè)上的坩鍋支承件(54)。
9.如權(quán)利要求6-8所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，懸置件(50)可水平移位地設(shè)置在支承件(54)上。
10.如權(quán)利要求7所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，其呈帶有連接到懸置件(150)上的支承臂(154)的軛狀物(112)的形式。
11.一用來(lái)從鋁電解爐或諸如此類(lèi)的爐子中放出熔化金屬的出液車(chē)，其特征在于，其包括一如權(quán)利要求2-4定義的坩鍋(10)，以其軸線(xiàn)基本上水平的方式支承在一如權(quán)利要求5-9定義的支承結(jié)構(gòu)上。
全文摘要
熔化金屬?gòu)匿X電解爐中出液到一具有大致圓形截面的坩鍋(10)中，坩鍋(10)以其軸線(xiàn)(20)基本上水平的方式支承在一運(yùn)輸裝置中。坩鍋(10)具有端壁(24)，其設(shè)置有用來(lái)通過(guò)支承結(jié)構(gòu)(12)將坩鍋水平地懸置在運(yùn)輸裝置內(nèi)的裝置(44)，支承結(jié)構(gòu)(12)包括兩個(gè)安裝在運(yùn)輸裝置上的平行的間隔的導(dǎo)軌(58)，可沿一斜坡移動(dòng)，以及兩個(gè)可移位地容納在兩個(gè)導(dǎo)軌中對(duì)應(yīng)的一個(gè)上的坩鍋支承件(54)。一用于從鋁電解爐中出液熔化的金屬的出液車(chē)包括一坩鍋(10)以及如上所述的一支承結(jié)構(gòu)(12)。
文檔編號(hào)F27B3/10GK1541325SQ02815736
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月10日
發(fā)明者佩爾-阿爾內(nèi)·克林根貝格, 佩爾-阿爾內(nèi) 克林根貝格 申請(qǐng)人:Hmr海代克股份有限公司