[发明专利]在运行中测量电解阳极高度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量电解阳极高度，该电解阳极尤其是在通过熔融电 解来炼铝的车间中所使用的电解阳极。为了限制在电解池的运行期间 由各种与更换所述阳极相关的多种作业引起的干扰，重要的是精确掌 握所述新的或失效阳极的高度，特别是它们的“功能”高度，即在阳 极的吊挂点和阳极块的下表面之间的距离。

背景技术

在工业上，铝是根据熟知的霍尔-赫劳尔特(Hall-Héroult)法 通过在电解池中进行熔融电解来生产的。法国专利申请FR 2 806 742 (相应于美国专利US 6 409 894)描述了用于炼铝的电解车间的设备。

根据最普遍的技术，电解池包括多个由碳质材料制成的“预焙” 阳极，所述阳极在铝的电解还原反应期间被消耗。阳极的逐步消耗需 要对电解池进行维护，尤其是需要用新阳极更换失效阳极。

为了用新阳极对失效阳极进行更换，通常使用称作“坩埚管理装 置”(Pot Tending Assembly，PTA)或“坩埚管理机”(Pot Tending Machine，PTM)的服务单元。该服务单元包括可移动的龙门架，其可 以在电解池上方沿一连串的池平移；以及可以在该移动的龙门架上移 动的至少一个服务机器，其包括托架和服务组件，该服务组件设有阳 极装卸装置等。本申请人的国际专利申请WO2005/095676描述了例如 一个紧凑的电解服务机器(MSE)。

为了限制在更换阳极时对电解池运行的干扰，优选的是放置新阳 极以使得其下表面与池的其他阳极的下表面处于同一水平。为了保证 将新阳极置于正确的水平高度上，通常仍使用以下传统的方法：

—在取出失效阳极之前，用粉笔在与阳极框架上的固定标记对应 的位置给该失效阳极的杆作标记；

—从池中拔出失效阳极并将其放到参考面上，该参考面通常为金 属平台；

—记录杆上粉笔标记的水平高度，取出该失效阳极并且将新阳极 放置在所述参考面上；

—在记录的水平高度在该新阳极的杆上作粉笔标记；

—将新阳极放置在阳极框架上以使得该粉笔标记位于阳极框架上 的固定标记的水平高度。

这些操作(主要是手动操作)需要操作者介入阳极装卸工具的动 作区，因此使得操作者暴露于这些作业所固有的危险，诸如与装载脱 钩以及熔融金属喷出有关的危险。

在本申请人提交的申请号为04 09508的法国申请的优选实施方案 中，提出使用新方法更换失效阳极，该新方法需要更少的人工介入：

a)使用阳极装卸工具，其包括定位装置、夹持构件以及竖直位置 传感器，该竖直位置传感器用来测量在该夹持构件的指定点和给定参 考高度N之间的竖直距离，以及

b)在平行于该参考高度N的平面内放置声波或电磁波束；

c)在失效阳极的轨道中和更换阳极的轨道中放置该波束，以使得 当所述阳极经过波束的水平高度时，通过位移传感器在运行中获取尺 寸读数，然后该尺寸读数用来正确放置该更换阳极。

以下面的方式获取尺寸读数：

—将夹持构件放置到位以抓紧失效阳极的金属杆，并且当该夹持 构件已抓紧所述金属杆时，位移传感器测量在参考高度N和该夹持构 件的指定点之间的竖直距离；

—从电解池取出该失效阳极，该阳极的阳极块在竖直移动中穿过 所述波束，并且在该受夹持的阳极的指定表面穿过所述波束的时刻， 位移传感器测量参考高度N和该夹持构件的指定点之间的竖直距离；

—优选地用相同的夹持构件夹持更换阳极的金属杆，以使用相同 的参考点并因此避免额外的定位校正；

—该阳极的阳极块在竖直移动中穿过所述波束，并且在该阳极的 指定表面穿过所述波束的时刻，位移传感器测量参考高度N和该夹持 构件的指定点之间的竖直距离；

—由前面测量的值并通过考虑各种其他校正，尤其是根据在被抓 紧时的失效阳极和在被放置到位时的更换阳极之间的重量和温度差的 校正，来确定该更换阳极在池中的竖直位置；

—最后，将该更换阳极放置到起初由失效阳极占据的空间中的由 前面步骤确定的位置。

产生的问题