DE4209278A1 - Walzensegmentbrecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzensegmentbrecher zum Brechen von als Kohlenstoff-Formkörper ausgebildeten Anodenblöcken oder deren Resten, mit einander gegenüberliegenden und zwischen sich einen Brechspalt bil­ denden walzensegmentförmigen Brechwerkzeugen, die an je einem um eine Schwenkachse schwenkbaren Brechwerkzeugträger abgestützt sind, wel­ che mit je einem Hebelarm verbunden sind, an deren Ende mindestens je ein sich am Maschinenrahmen abstützender Hydraulik-Schwenkzylinder an­ gelenkt ist, die den mit ihren Segmentbögen einander gegenüberliegenden Brechwerkzeugen eine sich etwa um die Segmentbogenlänge erstreckende pendelnde Aufwärts- und Abwärtsbewegung vermitteln.

Bei der Gewinnung von metallischem Aluminium aus Tonerde durch Schmelzflußelektrolyse in Elektrolysezellen braucht man Anoden, die zu Blöcken aus Kohlenstoff-Stampfmasse verdichtet und geformt sind und die in die Elektrolysezellen eingehängt werden. Reste abgebrannter verbrauch­ ter Anoden sowie ganze Ausschußanodenblöcke müssen zwecks Wieder­ verwendung des Kohlenstoffmaterials zerkleinert werden.

Der aus der DE-OS 36 14 817 bekannte Walzensegmentbrecher, von dem der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, ist in der Lage, komplette sper­ rige Anodenblöcke, welche große Abmessungen beispielsweise von 1200 mm Länge, 880 mm Breite und 560 mm Höhe haben, wirtschaftlich zu brechen beziehungsweise zu zerkleinern. Der bekannte Walzensegment­ brecher weist zwei einander gegenüberliegende und zwischen sich einen Brechspalt bildende walzensegmentförmige Brechwerkzeuge auf, die an je einem um eine Schwenkachse schwenkbaren Brechwerkzeugträger abge­ stützt sind, welche mit je einem Hebelarm verbunden sind, an dessen Ende ein sich am Maschinenrahmen abstützender Hydraulik-Schwenkzylinder an­ gelenkt ist, wobei die Schwenkzylinder den mit ihren Segmentbögen ein­ ander gegenüberliegenden beiden Brechwerkzeugen eine sich etwa um die Segmentbogenlänge erstreckende pendelnde Aufwärts- und Abwärtsbewe­ gung vermitteln. Bei der Aufwärtsbewegung der exzentrisch gelagerten Segmentbögen der Brechwerkzeuge vergrößert sich die Maulweite des Brechspalts zwecks Erfassens und Einziehens eines zu zerkleinernden Anodenblocks, und bei der Abwärtsbewegung der Segmentbögen der bei­ den Brechwerkzeuge verengt sich der Brechspalt zwecks Durchführung der Zerkleinerungsarbeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zum Brechen von als Koh­ lenstoff-Formkörper ausgebildeten Anodenblöcken oder deren Resten ge­ eigneten Walzensegmentbrecher zu schaffen, der in seiner Leistungsfähig­ keit erheblich gesteigert ist.

Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des An­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Beim erfindungsgemäßen Walzensegmentbrecher ist an den schwenkbaren Brechwerkzeugträgern unterhalb des die erste Brechstufe bildenden Paares an Brechwerkzeugen ein zweites Paar segmentbogenförmiger Brechwerk­ zeuge angeordnet, das heißt es sind insgesamt vier segmentbogenförmige Brechwerkzeuge vorhanden. Die Schwenkachsen der beiden Brechwerk­ zeugträger liegen jeweils exzentrisch zum Zentrum des Umfangskreises um die Außenkontur aller vier Walzensegmentbögen der Brechwerkzeuge in der Weise, daß sich der Brechspalt der ersten (oberen) Brechstufe bei der Ab­ wärtsbewegung der Brechwerkzeuge, und der Brechspalt der zweiten (unteren) Brechstufe bei der Aufwärtsbewegung der Brechwerkzeuge je­ weils verengt. Der erfindungsgemäße Walzensegmentbrecher weist also zwei untereinander angeordnete Brechstufen auf, eine oben liegende Vor­ brechstufe und eine weiter unten liegende Nachbrechstufe, wobei für die Nachbrechstufe die Kraft des Rückhubes der die Brechwerkzeuge ver­ schwenkenden Hydraulik-Schwenkzylinder ausgenutzt wird. Das heißt in den erfindungsgemäßen Walzensegmentbrecher ist eine Nachzerkleine­ rungseinrichtung integriert. Dadurch wird ein vergleichsweise hoher Zer­ kleinerungsgrad von zum Beispiel 1 : 10 erreicht, und trotzdem steigt des­ wegen der spezifische Energiebedarf (kWh/t) der gesamten Maschine nicht wesentlich. Die Zerkleinerungsarbeit, die bisher von zwei hintereinander geschalteten Brechern beziehungsweise Zerkleinerungsmaschinen geleistet worden ist, wird vom erfindungsgemäßen Walzensegmentbrecher mit den zwei typischen Brechstufen geleistet, wodurch insgesamt eine deutliche Ersparnis an Investitionskosten und Betriebskosten erzielbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann im Brechspalt der zwei­ ten (unteren) Brechstufe des Walzensegmentbrechers ein feststehender im Querschnitt satteldachförmiger Gitterrost angeordnet sein. Wenigstens die beiden unteren walzensegmentförmigen Brechwerkzeuge sowie der sattel­ dachförmige Gitterrost sind mit Vorteil mit Schneiden versehen. Dadurch wird bei der Aufwärtsbewegung der unteren beiden Brechwerkzeuge das grobe nicht durch den Gitterrost gefallene Gutmaterial beidseitig durch die Gitterrostöffnungen gedrückt und dabei auf den zum Beispiel quadratischen Rostspaltquerschnitt zerkleinert.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläu­ tert.

Es zeigt:

Fig. 1 die Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Walzenseg­ mentbrecher gesehen in Längsrichtung des Walzenspaltes;

Fig. 2 einen Vertikallängsschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, und

Fig. 3 ausschnittsweise vergrößert die zweite (untere) Brechstufe des Walzensegmentbrechers der Fig. 1.

Nach den Fig. 1 und 2 weist der erfindungsgemäße Walzensegmentbrecher einen Maschinenrahmen (10) auf, in dem an Schwenkachsen (11, 12) Brechwerkzeugträger (13, 14) drehbar gelagert sind, an denen lösbar und auswechselbar befestigt walzensegmentförmige Brechwerkzeuge abge­ stützt sind, und zwar ein oberes Paar Brechwerkzeuge (15, 16), die zwi­ schen sich einen Brechspalt (17) bilden, und ein unteres Paar Brechwerk­ zeuge (18, 19), die zwischen sich einen Brechspalt (20) bilden. Die Seg­ mentbögen aller vier Brechwerkzeuge erstrecken sich jeweils etwa über ein Viertel eines vollen Kreisumfanges. Die segmentförmigen Brechwerkzeuge beziehungsweise deren Träger sind mit einem solchen Antrieb verbunden, der den Brechwerkzeugen (15, 16 sowie 18, 19) eine etwa um die Seg­ mentbogenlänge vor- und zurückdrehende Bewegung vermittelt, was mit den Doppelpfeilen 21 angedeutet ist. Dazu ist jeder Brechwerkzeugträ­ ger (13, 14) mit einer Schwinge beziehungsweise mit je einem Hebelarm verbunden, an dem mindestens je ein Hydraulikzylinder angreift. Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist mit dem Brechwerkzeugträger (13) der Hebelarm (22) und mit dem anderen Brechwerkzeugträger (14) der Hebelarm (23) fest verbunden, wobei sich diese Hebelarme etwa vertikal liegend von den Brechwerkzeugträgern nach unten erstrecken. An den un­ teren Ende der Hebelarme (22, 23) greifen etwa horizontal liegend ange­ ordnete Hydraulik-Schwenkzylinder (24, 25) an, deren Kolbenstangen am Maschinenrahmenteil (26) gelenkig abgestützt sind, zum Beispiel am Ge­ lenk (27) des Zylinders (24), der seinerseits am Gelenk (28) des Hebel­ armes (22) angreift. Während des Betriebes des erfindungsgemäßen Wal­ zensegmentbrechers wandern die unteren Enden der Hebelarme (22, 23) mit den daran angelenkten Schwenkzylindern (24, 25) um ein geringes Maß hin und her, so daß sich die segmentförmigen Brechwerkzeuge (15, 16, 18, 19) etwa um ein Viertel eines vollen Kreisumfanges der Segment­ bögen verdrehen können.

Der erfindungsgemäße Walzensegmentbrecher hat in seiner ersten (oberen) Brechstufe eine so große Maulweite, daß er einen kompletten Kohle­ anodenblock fassen kann, der in den Aufgabeschacht (29) des Brechers eingelegt wird. Ein solcher kompletter Kohleanodenblock kann zum Beispiel die folgenden riesigen Abmessungen haben: Breite 880 mm, Länge 1200 mm, Höhe 560 mm, das heißt die große Maulweite des erfindungs­ gemäßen Walzensegmentbrechers weist eine Breite von mindestens 880 mm und eine Länge von mindestens 1200 mm auf. Im Betrieb werden über eine nicht dargestellte Hydraulikpumpe mittels der Hydraulik- Schwenkzylinder (24, 25) die unteren Enden der Hebelarme (22, 23) nach außen gedrückt, die obersten Zahnreihen (30, 31) der oberen Brechwerk­ zeuge (15, 16) brechen vom zu zerkleinernden Anodenblock Teilstücke ab, die Anodenbruchstücke fallen nach unten in den Brechspalt (17) und wer­ den dort von den segmentförmigen Brechwerkzeugen (15, 16) weiter zer­ kleinert. Nachdem alle Brechwerkzeuge etwa um ein Viertel eines vollen Kreisumfanges verschwenkt worden sind, drückt die Hydraulikflüssigkeit in den Schwenkzylindern die unteren Enden der Hebelarme (22, 23) wieder nach innen zurück in ihre Ausgangsposition, wobei die Kraft des Rück­ hubes der Hydraulik-Schwenkzylinder (24, 25) für die Nachbrechstufe aus­ genutzt wird, indem das vom oberen Brechspalt (17) in den unteren Brechspalt (20) gefallene Gut bei der Aufwärtsbewegung des unteren Paares der beiden Brechwerkzeuge (18, 19) in dem sich dann verengenden Brechspalt (20) weiter zerkleinert wird. Dadurch wird in ein und derselben Zerkleinerungsmaschine ein vergleichsweise hoher Zerkleinerungsgrad von zum Beispiel 1 : 10 erreicht, und zwar bei vergleichsweise geringem spezi­ fischen Gesamtenergiebedarf (kWh/t). Die Vorgänge des Hin- und Her­ schwenkens der Hebelarme (22 und 23), das heißt die Vorgänge des Vor­ brechens in der ersten (oberen) Brechstufe und anschließend in der zweiten (unteren) Brechstufe wiederholen sich solange, bis der komplette Anoden­ block vollständig zerkleinert ist. Die Durchsatzleistung des erfindungsge­ mäßen Walzensegmentbrechers kann durch Einstellung der Brechzyklen eingestellt und auch verändert werden, was durch eine Einstellung bezie­ hungsweise Veränderung zum Beispiel der Hydraulikölmenge der hydrauli­ schen Schwenkzylinder (24, 25) erzielt werden kann.

Im Brechspalt (20) der zweiten (unteren) Brechstufe des erfindungsge­ mäßen Walzensegmentbrechers ist mit Vorteil ein feststehender im Quer­ schnitt satteldachförmiger Gitterrost (32) angeordnet. Der satteldachför­ mige Gitterrost (32) sowie die walzensegmentförmigen Brechwerkzeuge, insbesondere die beiden Brechwerkzeuge (18, 19) der unteren Brechstufe, sind mit Schneiden versehen. Bei der Aufwärtsbewegung der unteren bei­ den Brechwerkzeuge (18, 19) wird das grobe nicht durch den Gitterrost ge­ fallene Gutmaterial beidseitig durch die Rostöffnungen gedrückt und auf den zum Beispiel quadratischen Rostspaltquerschnitt zerkleinert, wobei die Abstände der Schneiden der Gitterroste die Maximalstückgröße des zu zer­ kleinernden Gutmaterials ergeben.

Das aus der zweiten (unteren) Brechstufe kommende zerkleinerte Gutmate­ rial fällt nach unten auf einen Bandförderer (33), der das Gutmaterial zu seiner weiteren Nachzerkleinerung und Weiterbehandlung zur Herstellung neuer Kohleanodenblöcke transportiert. Bei einer Hubzeit der Hydraulik- Schwenkzylinder (24, 25) pro Hub von ca. 12 Sekunden beträgt die Brech­ zeit pro zu zerkleinerndem Anodenblock ca. 2,5 Minuten.

Fig. 3 zeigt ausschnittsweise die Nachbrechstufe des Walzensegmentbre­ chers. Dabei ist das linke Brechwerkzeug (18) in nach oben geschwenkter Stellung und das rechte Brechwerkzeug (19) in nach unten geschwenkter Stellung gezeichnet.

Claims (4)

1. Walzensegmentbrecher zum Brechen von als Kohlenstoff-Formkörper ausgebildeten Anodenblöcken oder deren Resten, mit einander gegen­ überliegenden und zwischen sich einen Brechspalt bildenden walzen­ segmentförmigen Brechwerkzeugen, die an je einem um eine Schwenkachse (11, 12) schwenkbaren Brechwerkzeugträger (13, 14) abgestützt sind, welche mit je einem Hebelarm (22, 23) verbunden sind, an deren Ende mindestens je ein sich am Maschinenrahmen ab­ stützender Hydraulik-Schwenkzylinder (24, 25) angelenkt ist, die den mit ihren Segmentbögen einander gegenüberliegenden Brechwerkzeu­ gen eine sich etwa um die Segmentbogenlänge erstreckende pen­ delnde Aufwärts- und Abwärtsbewegung vermitteln, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den schwenkbaren Brechwerkzeugträgern (13, 14) unterhalb des die erste Brechstufe bildenden Paares an Brechwerk­ zeugen (15, 16) ein zweites Paar segmentbogenförmiger Brechwerk­ zeuge (18, 19) angeordnet ist, welche bei der Aufwärtsbewegung der Brechwerkzeuge eine zweite Brechstufe bilden.

2. Walzensegmentbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (11, 12) der beiden Brechwerkzeugträ­ ger (13, 14) jeweils exzentrisch zum Zentrum des Umgangskreises um die Außenkontur der Walzensegmentbögen aller vier Brechwerk­ zeuge (15, 16, 18, 19) liegen in der Weise, daß sich der Brech­ spalt (17) der ersten (oberen) Brechstufe bei der Abwärtsbewegung der Brechwerkzeuge (15, 16), und der Brechspalt (20) der zweiten (unteren) Brechstufe bei der Aufwärtsbewegung der Brechwerk­ zeuge (18, 19) jeweils verengt.

3. Walzensegmentbrecher nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Brechspalt (20) der zweiten (unteren) Brech­ stufe ein feststehender im Querschnitt satteldachförmiger Gitter­ rost (32) angeordnet ist.

4. Walzensegmentbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle vier walzensegmentförmigen Brechwerk­ zeuge und gegebenenfalls der satteldachförmige Gitterrost (32) mit Schneiden versehen sind.