Anodeskifterobot som bidrar til sikrere, mer kostnadseffektiv og miljøvennlig produksjon av aluminum

The project's overall idea has been that manual processes related to anode replacement can be automated. Today, anode replacement takes place in an electrolysis hall with strong magnetic fields, a lot of dust and heat, which is challenging for both people and machines. The main goal has been to develop an anode replacement robot that contributes to a safer, more environmentally friendly and cost-effective replacement of anodes. The aim has been for the anode change to be carried out within 15 minutes and without a crane operator in 80% of the anode changes. Part of the aim of the project has therefore also been to identify gaps towards full automation. Through the project, we have shown that it is possible to automate this process and we have solved the biggest challenge, which is the handling of covers. We established a lab for testing functions and for inviting partners and customers. In connection with the solutions for anode replacement, three patents have been published. With the help of our partners in engineering, new technical solutions have been developed where the focus has been automation and what must be the basis for this. Momek Group AS has delivered mechanical engineering based on how this is to be automated. Together with Goodtech AS, which has supplied electricity, automation and robotics, we have managed to develop an anode replacement robot that is fully electric and that can generate electrical surplus back into the grid. This is also ground-breaking within the industry. SINTEF AS has contributed instruments and analyzes for advanced image processing in demanding environments. Everything is now in place to install the world's first anode replacement robot at the customer's premises and test it in a real environment this year.

Prosjektet har bidratt til mer kompetanse for alle involverte og det er blitt jobbet på en tverrfaglig måte der alle fagdisipliner har vært involvert i design, engineering og testing. I tillegg til det tekniske så har det vært jobbet ut mot markedet for å både innhente behov, krav og erfaringer fra dagens prosess. Det har vært utfordrende å finne nye og solide løsninger i forhold til miljøet anodeskifteroboten skal inn, men det er blitt løst på en god måte frem til nå. Vi har nå en godkjent løsning for dekselhåndtering og vi er på god vei med å få realisert de andre funksjonene som har med et anodebytte. Det er fremdeles store forventinger til fremtidige effekter og virkninger dette vil ha på både bedre miljø for operatører, utslipp, sikkerhet og mer optimal bytte av anoder. Dette vil også ha stor betydning for andre verk ute i verden. Vi ser også at løsninger som er utviklet kan gjenbrukes på andre applikasjoner i krevende miljøer.

Målet med prosjektet er å utvikle en robotisert løsning for automatisert skifte av anoder ved aluminiumsverk for å øke sikkerheten for operatørene ved anlegget, redusere skadelige utslipp og redusere kostnadene ved produksjon av aluminium. Anodeskifte foregår i en elektrolysehall med sterke magnetfelt, mye støv og varme. Prosessen utføres idag ved hjelp av en operatørstyrt kran og et operatørstyrt kjøretøy i par. Når ovnsdekslene åpnes under anodeskifte blir operatørene eksponert for fluor, varmestress og potensielt sprutskader fra flytende bad og metall. Utslippet til hallatmosfæren går urenset ut til luft og halltakutslippet av Fluorider representerer et uønsket utslipp både for miljøet og økonomien da tapt fluor må erstattes med innkjøp av Aluminiumfluorid. Prosjektet vil utvikle autonome robotiserte arbeidsoperasjoner ved hjelp av avansert maskinsyn, algoritmer for baneplanlegging og kontaktoperasjoner. Utstyr og løsninger som velges må operere i et krevende miljø i elektrolysehallen med magnetiske felt, store temperatursvingninger (fra -25°C til +65 °C), støv og tilstedeværelse av aggressive komponenter som svovel og fluor. De største teknologiske utfordringene i prosjektet er knyttet til: - Utvikling av metode for presis og nøyaktig krustbrekking - Metode for nøyaktig anodeplassering - Valg av robust sensorikk - Utvikling av Sikkerhetsløsninger Prosjektet gjennomføres i samarbeid med Alcoa, Hydro, Goodtech og SINTEF som samarbeidspartnere.