用于熔化金属出液的方法、装置和出液车 【技术领域】
本发明涉及从铝电解炉或诸如此类的炉子中放出熔化金属的方法。
背景技术
生产铝的工厂在炉子车间内包括有并排放置的大量的电解炉或电解槽。电解槽之间的间距保持在最小的距离，以节约空间。通过一出液管，从电解槽中抽取熔化的金属到出液坩锅中来实现金属的出液，借助于一运输装置将坩锅连续地送到电解炉之间的出液位置，一旦完成出液操作，运输装置将坩锅运输到铸造厂或要求从坩锅中倒出熔化金属的其它地场所。运输装置可以是吊车、卡车或诸如此类的工具，但通常采用的是诸如NO132 774和WO 8604839中所述的目前特别设计的出液车。在所有的情形中，通常具有一圆形-圆柱形截面的出液坩锅被支承在运输装置中，使其纵向轴线保持垂直。坩锅的上端壁呈一盖的形式，它可移离坩锅的下部，例如，为了捋刮溶渣，允许从出液车上提升起坩锅的下部，溶渣通常借助于一特殊的铣刀从坩锅壁上去除。
在现代制铝工厂中，要求有较大出液容量的需求正稳步地上升。这里所述的出液容量是指在坩锅中的熔化金属可达到的体积，也称之为有效出液体积。然而，在这样的工厂内扩大容量的可能性非常有限。由于电解槽之间狭窄的间距，例如，坩锅的宽度，以及由此的出液坩锅的直径是一限制性的因素。因此，在实践中，坩锅的外直径不超过2米。
另一个限制因素是坩锅内的金属柱的高度。借助于一约为0.3绝对巴的真空压力将金属抽取到坩锅中，给出一约为3米的最大抽吸静压头。由于这些限制因素，上述类型的传统的出液车/坩锅结构的坩锅容量很难能提高到超过约3m3。在对于不同熔化工厂的传统的出液车的设计中，坩锅直径和坩锅高度必须适应各个个别的工厂，在坩锅、坩锅盖、坩锅支承以及出液车本身的设计中，要求有对应的变化。
【发明内容】
本发明以一新颖的和惊人简单的方式解决上述的容量问题，即，如在附后的定义本发明各个方面的专利权利要求书中所陈述的那样，配以附件来修改圆柱形出液坩锅，以使坩锅的纵向轴线沿水平向延伸的方式将坩锅支承在运输装置中。出液车的长度不是如高度和宽度那样，是一关键的尺寸。因此，根据本发明的原理，坩锅的长度以及其由此的有效出液体积，可扩大超过传统出液车实际可行的长度。通过采用根据本发明的解决方案，加倍坩锅的最大容量成为现实的可能性。在对具有不同容量要求的熔化工厂制造出液车的过程中，通过对应地缩放出液车和坩锅的长度，而无需对出液车的其余部分作特殊的修改，对应的出液车即可容易地适应这些要求。
较佳地，坩锅沿径向分成两个部分，它们借助于一密封的法兰连接可拆卸地进行互连，在具有分离的坩锅部件的拆卸的条件下，允许坩锅使用与用于传统坩锅基本上相同的工具来去除溶渣。
本发明还包括一改进的支承结构，其中，坩锅水平地被支承，其方式允许坩锅连同出液管一起沿一斜坡平行于出液管的纵向轴线移动，同时较佳地，还能作水平的位移。这允许出液车和出液管相对于电解炉快速地定位到出液位置中，较之使用传统的技术时允许的定位更容易和更妥贴。
附图的简要说明
从参照附图的下列描述中，本发明的上述的和其它的特征和优点将会显现明白，为了清晰起见，附图中的某些结构部件已在对应的附图中略去，而某些其它的隐藏的或移置的部件仅用细的轮廓线表示，在诸附图中：
图1是根据本发明的出液车的侧视图，
图2是根据本发明的坩锅的局部剖视的立面图，
图3是该坩锅的端视图，
图4是悬置在一支承结构中的根据本发明的坩锅的立面图，
图5是该坩锅的端视图，
图6是出液车的后视图，其中，坩锅在操作过程中允许从一电解槽中出液，以及
图7和8是分别类似于图4和6的视图，但坩锅支承在一与吊车相连的修改的支承结构上。
【具体实施方式】
本发明意图主要地与运输装置连接在一起使用，其呈基本上与上述NO132 774和WO 8604839中所公开的类型相同的特殊构造的出液车的形式，因此，将与此联系地进行描述。然而，应该认识到，本发明也与诸如下面将更为详细地解释的其它的运输装置相关。
如图1所示的出液车呈一机动车辆的形式，一般地包括一带有前轮4、后轮6、驾驶室8的主车架2，以及一具有大致圆形截面的出液坩锅或铸勺10，其支承在位于出液车的前轮和后轮之间刚性地连接到主车架2上的一支承结构12上。可枢转地支承在出液车上的还有一出液管14，其适于连接到一大致呈钟形的出液头16。出液和排出操作借助于低压(真空)和在坩锅10中的过压，以众所周知的方式实施。用来操作出液和排出操作的装置，连同用来控制出液车移动的操作装置通常位于驾驶室内。至此，该出液车基本上是介绍性描述类型的根据传统出液车的构造。
根据本发明的出液车与现有技术的出液车的主要区别在于，圆形-圆柱形坩锅10的支承方式是其轴线沿出液车的纵向方向水平地延伸，而不是垂直地直立，这样，导致有上述介绍的诸优点。
一根据本发明的原理水平地支承的坩锅10的较佳的实施例示于图2和3中，图2还包括一圈出的详图。
坩锅10包括一瘦长的、基本上呈圆形-圆柱形的侧壁22，其具有较佳的基本上平的端壁24。根据本发明的一有利的特征，坩锅10沿通过侧壁22的径向平面分成两个部分10a、10b，其中，两个坩锅部分10a、10b密封地互连，较佳地，借助于一设置有密封件30、32的螺栓紧固的法兰连接26、28进行互连，一旦法兰螺栓36拧紧，密封件30、32被压紧在法兰部分26、28和坩锅的耐火炉衬34的相对的表面之间。密封件30、32一般可以是如用于传统的铸造结构中的标准的耐热型密封件。如果在这些密封件中发生破裂，则从坩锅内部到其外部的长而曲折的泄漏通道，连同由巨大的钢法兰产生的冷却效应，将明显地致使熔化金属初始的渗漏冷却并固化，因此，防止进一步的渗漏。法兰做得充分地巨大和刚性，以允许几个(6-8)结实的螺栓36将坩锅部分保持在一起。
坩锅的一个部分，最好是最前面的一个(相对于出液车辆)10a具有一靠近圆柱形壁22的顶部的出液开口或舱口38，其适于与出液头16合作(下面将详细地描述)。一附加的开口40形成在坩锅部分10a的端壁附近，以便安装一与坩锅内的排出管(未示出)连通的插座18(图1)。
如上所述，根据本发明，通过提供水平设置的坩锅，尽管坩锅直径有上述讨论的种种限制，但其有效的长度能使设计者满足即使非常高的容量要求。因此，根据本发明的发明理念，在2米坩锅直径的基础上，能够提供出液车的坩锅容量的范围约从3m3至6m3或更多。
在制造不同容量的坩锅过程中，通常是带有完整的圆柱形壁22的后坩锅部分10b的长度(或深度)来适应要求的容量，如图4中的箭头所示，而带有出液和排出开口的前坩锅部分10a最好具有基本上固定的或“标准的”长度。该标准的长度可以是容量范围的上界区域内的坩锅长度的大约一半。例如，给出一坩锅具有基本上等长的两个半部的坩锅10a、10b。然而，在图2中，后坩锅部分10b显示的长度短于前坩锅部分10a，这意味着该坩锅部分用于属于容量范围下界区域的坩锅。
为了支承出液车中的坩锅10，其各个端壁24设置有一对突出的、朝向下的轴颈44，其适于被接纳在坩锅10的支承结构中对应的轴颈座46内(图5)。此外，端壁24形成有多个在端壁上分布支承力的支撑肋48。较佳地，轴颈44定位在端壁的上部，如图3所示，相等地水平向和垂直向间隔。
一坩锅支承结构12的较佳的实施例示于图4中。这里，用于坩锅10各端内的轴颈44的轴颈座设置在对应的悬置件50内，其间隔根据坩锅端壁24内的轴颈对之间的间距，并水平地搁置，通过轮子52在对应的支承件54上可位移，支承件54又可滑动地支承在两个平行导轨58中对应的一个上，导轨在其顶端和底端处固定到出液车的主车架2上。悬置件50的水平运动通过对应的致动撞锤59得以实现，而支承件54沿导轨58的运动借助于对应的致动撞锤61(图6)得以实现。
诸如称重单元60的加载传感装置可如传统的方法设置，连接到坩锅悬置件上，以便于确定出液的熔化金属的重量。
如上所述，坩锅出液开口38适于与出液头16合作。出液头16具有一适应于出液开口38的形状的稍微有点瘦长的形状，并在靠近其一端部的61处连接到沿坩锅10的纵向水平地延伸的上覆的桥架62，而靠近在其各端处，连接到一旋转臂64的上端，悬置臂64在其下端可枢转地连接到支承结构12的悬置件50的上端。桥架62在其各个外端处也连接到一致动撞锤66的活塞杆上，致动撞锤在其下端可枢转地支承在一对应的支承件50上。借助于撞锤66，带有出液头16的桥架62可从一出液位置摆动到一如图5中的细轮廓线所示的提升的位置，在出液位置，迫使出液头的轮缘紧密地与出液开口38的轮缘接合，而在提升位置，坩锅10自由地被拆开以便更换，例如，与去除溶渣相关。
出液管14适于转位，如图4中的箭头B所示，从其如图1中所示的平行于其纵向轴线搁置在坩锅10上的位置，移位到如图6所示的出液车的侧边的向下和向外倾斜的位置，其方式基本上如根据先前所述的NO 132774的出液车的出液管。因此，出液管14通过一摇架70以轴颈方式支承在与出液头固定的支架69上的倾斜的枢轴68上。支架69也携带一倾斜的致动撞锤71(在图4中仅示出其中心线)，以便枢转出液管。出液头16在其与连接到桥架62的端部连接件61相对的端壁68处，具有一被一环形座包围的开口，当出液管向下摆动到其出液位置时，该环形座紧密地与出液管14的一对应形状的端部合作。出液管和出液头之间连接的这些细节未在这里完全地示出和描述，因为它们清楚地出现在NO 132 774一文中。
在图6中，根据本发明的出液车显示为在一电解槽80旁边的一位置，其出液管14转位到出液的位置。从图中可见，为了相对于电解炉方便地和快速地定位出液管14，通过悬置件50在支承件54上横向于出液车水平地移位，坩锅10可如箭头C所示地在两个极端位置之间水平地操纵，而支承件可沿平行于出液管的纵向轴线(如箭头C所示)的倾斜的导轨上下地滑动。在图中，带有附件的坩锅10示于其上方、“后”(即，远离电解炉)的极端位置，而坩锅10和出液管14的其它的极端位置分别地用轮廓线表示。当坩锅位于其上方、缩回的位置时，较之带有延伸的出液管的传统的出液车可能的情况，可致使出液车更靠近电解槽约1米。通过允许带有其出液管的坩锅平行于出液管的纵向轴线下降，这种解决方案对于有效地减小电解槽之间的间距提供可能性，并便于将出液管定位到电解炉中。
当坩锅准备从其在运输装置内的支承结构中移出时，通过借助于支承结构桥架62和撞锤66，从其与坩锅出液开口38连接的位置向上摆动出液管和头，可容易地从出液头和出液管中释放出来，由此，坩锅可脱离支承结构而被提升。
尽管支承结构12结合呈出液车形式的运输装置进行了展示和描述，但其可容易地适用于呈其它合适运输装置的形式。图7-8示出一修改的支承结构112，其结合作为运输装置的吊车使用。支承结构112呈带有连接到一钩形下悬置部分150上的支承臂154的轭状物的形式，下悬置部分150设置有用于坩锅10的轴颈44的轴颈座146。在所示的实施例中，轭状物112通过一可伸缩的、长度可调整的连接件113和转动轮缘115连接到由线117表示的下面的运输装置，例如，行车的车架。然而，如果要求的话，轭状物112可容易地适用于吊车钩等的悬置件。
类似于上述的支承结构12，根据图7-8的支承结构或轭状物112设置有一连接到桥架62上的出液头16，连接到轭状物悬置部分150的旋转臂64和撞锤66。然而，支承结构112不设置有诸如在支承结构12中的导轨58之类的、用来定位熔化炉内的出液管的装置，因为所要求的定位运动已通过吊车和可能的伸缩连接件来实现。