AT164496B - Ofen zur elektrolytischen Reinigung von Aluminium nach dem Dreischichtenverfahren - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Ofen zur elektrolytischen Reinigung von Aluminium nach dem Dreischichtenverfahren 
Die Erfindung betrifft einen Ofen zur elektro- lytischen Reinigung von Aluminium nach dem
Dreischichtenverfahren. 



   Bei diesen Öfen besteht die Ofensohle meistens aus Kohle bzw. Graphit, da der Strom gewöhnlich durch die Sohle der flüssigen Anodenschicht zugeführt wird. Die mit den drei flüssigen Schichten in Berührung kommenden Ofenwandungen müssen hingegen aus einem nicht stromleitenden, feuerfesten Werkstoff bestehen oder damit ausgekleidet sein, z. B. mit Magnesitsteinen. 



   In Ofensohlen aus gebrannter Kohle oder Stampfmasse entstehen schon bei der ersten Erwärmung sowie im Betrieb sehr häufig Risse zwischen Kohlenboden und Wandung. Auch die Wandung oder ihre Auskleidung aus feuerfesten Steinen wie Magnesit od. dgl. sind durch Riss- bildung in den Fugen zwischen den einzelnen
Steinen gefährdet. Die Folge davon ist, dass ein Teil der flüssigen Anodenlegierung durch die Risse versickert und dadurch der Elektrolyse entzogen wird. Durch die entstehenden Metall- adern tritt auch eine Verschlechterung der
Wärmeisolation des Ofens ein. Vor allem aber erschwert dieses Wegsickern eines Teiles des Anodenmetalles erfahrungsgemäss den Betrieb des Raffinationsofens.

   Es ist nämlich sehr wichtig, die Stärke der Anodenschicht gleichbleibend zu halten, damit man stets weiss, welche Menge Anodenmetall vorhanden ist und wieviel zu reinigendes Aluminium der Anodenschicht zugeführt werden kann ; denn das spezifische Gewicht des Anodenmetalles soll sich innerhalb gewisser Grenzen bewegen und darf auf keinen Fall einen bestimmten Wert unterschreiten. Sind die Öfen in bekannter Weise mit Einfüllkanälen (Schweizer Patentschrift Nr. 190775 und deutsche Patentschrift Nr. 660653) ausgerüstet, so können bei Schwankungen der Stärke der Anodenschicht auch Störungen in der Bedienung dieser Kanäle auftreten. 



   Die Erfindung zeigt einen Weg, diese geschilderten Nachteile zu vermeiden oder zum mindesten stark zu verringern. Gemäss der 
Erfindung ist die Sohle des Ofens durch eine in den Ofen gegossene und danach gebrannte Kunst- kohlengussmasse hergestellt. Weiter ist zweck- mässig hinter der elektrisch nichtleitenden, feuer- festen Wandung oder Wandauskleidung, eine stehende Dichtungsschicht aus ebenfalls in den
Ofen gegossener gebrannter   Kunstkohlenguss-   masse angeordnet, deren oberer Rand mindestens bis zur Höhe des Spiegels der Anodenschicht hinauf und deren unterer Rand mindestens bis zur Höhe des oberen Randes der Ofensohle hinabreicht. Es können aber bereits wesentliche Vorteile erzielt werden, wenn lediglich die senkrechte Dichtungsschicht aus gebrannter Kunstkohlengussmasse besteht. 



   Die Kohlengussmasse für die Herstellung der Ofenschale und der dichtenden Zwischenschicht ist aus der Mischung eines hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehenden Rohstoffes (z. B. zerkleinerter Koks) mit einem Bindemittel (z. B. 



  Steinkohlenteer) so zusammengesetzt, dass sie bei erhöhter Temperatur, z. B.   140-200  C,   genügend plastisch für ein Vergiessen ist. Beim
Brennen, das nach der Formgebung erfolgt, wird sie wieder so plastisch, dass sie sich den
Ofenteilen und Wandungen überall anschmiegt und die durch die thermische Ausdehnung des
Mauerwerkes und gegebenenfalls der eisernen
Stromzuführungen sich ergebenden Hohlräume ausfüllt. Bei den bisher üblichen Kohlenstampfmassen, wie sie bei der Herstellung von Wannen für Aluminiumerzeugungsöfen oft noch gebraucht werden, tritt bei Beginn des Brennens nicht die günstige Plastizität der Kohlenmasse auf, die für die Abdichtung so wichtig ist. 



   Die obere Fläche der aus Kohlenmasse bestehenden Ofensohle wird vorzugsweise so geformt, dass sie am Rand etwas höher ist als in der Mitte. 



   Die stehende Dichtungsschicht wird mit Vorteil unmittelbar hinter der Magnesitauskleidung angebracht. Wird aus irgendwelchen Gründen die Magnesitauskleidung sehr stark ausgeführt, so kann man die Kohlenzwischenschicht in dieser Magnesitausmauerung selbst anordnen. Den   über'   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 der Dichtungsschicht noch verbleibenden Raum füllt man zweckmässig mit einer feuerfesten Stampfmasse aus. 



   Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, die Kohlengussmasse vor dem Brennen mechanischen Schwingungen hoher Frequenz (einigen tausend/ min., zweckmässig über   6000/min.)   zu unterwerfen, weil dadurch eine noch bessere Abdichtung erzielt wird. Die bisher üblichen Kohlenstampfmassen können infolge ihres nichtgiessfähigen Zustandes hiedurch nicht verbessert werden ; ihre porige Struktur erfährt dabei keine Verdichtung. Die Schwingungsbehandlung wird vorzugsweise vor dem Giessen vorgenommen, kann aber besonders bei der Herstellung der Ofensohle noch im Ofen selbst während des Giessens oder nach dem Giessen vor der Erstarrung der Masse erfolgen. 



   Die Abbildung zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung. 



   Der Ofen ist mit einer Magnesitausmauerung 1 ausgekleidet. Bei 2 ist die Anodenschicht, bei 3 die Elektrolytschicht und bei 4 die Reinaluminiumschicht angedeutet. 5 ist die Ofensohle aus Kohle. 



  Bei den bekannten Öfen bilden sich im Betriebe Risse besonders zwischen dem Aussenrand des Bodens 5 und der Magnesitausmauerung 1 sowie in der Mauerung selbst (meistens durch Undichtwerden von Fugen) mit den eingangs geschilderten Nachteilen. Ist aber   erfindungsgemäss   die Ofensohle aus gebrannter, zweckmässig durch Schwingungen verdichteter Kohlengussmasse hergestellt, die sich an den unteren Rand der Magnesitausmauerung plastisch anschmiegt, so bilden sich kaum noch Risse, so dass die Nachteile entfallen. Risse können allerdings in der Magnesitauskleidung 1 selbst auftreten. Ein Wegsickern der Anodenlegierung durch diese Risse verhindert aber eine zwischen Auskleidung 1 und Mauerwerk eingebrachte Zwischenschicht 6 aus Kohlengussmasse, die zweckmässig ebenfalls durch Schwingungsbehandlung verdichtet ist.

   Zwar kann nicht verhindert werden, dass die Risse in der Auskleidung selbst sich mit der Anodenlegierung füllen, doch handelt es sich hier um nur geringe Mengen Metall und die Nachteile fallen nicht ins Gewicht. Die Zwischenschicht 6 reicht über die Anodenlegierung 2 hinauf, so dass sie auch ein etwaiges Wegsickern des Elektrolyten verhindert. Nach unten reicht sie bis unter die anodische Metallschicht, so dass auch dort ein dichter Abschluss gegen die äusseren Wandteile des Ofens gewährleistet ist. 



     PATENTANSPRÜCHE   : 
1. Ofen zur elektrolytischen Reinigung von Aluminium nach dem Dreischichtenverfahren mit einer Ofensohle aus Kohle und einer Ofeninnenwand aus einem elektrisch nichtleitenden und feuerfesten Stoff, dadurch gekennzeichnet, dass die stromleitende Sohle   (5)   aus einer Kunstkohlenmasse besteht, die, fertig gemischt und giessfähig gemacht, erst durch Eingiessen in den Ofen geformt und dort nachträglich gebrannt wird.

Claims (1)

1. 2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der elektrisch nichtleitenden und feuerfesten Auskleidung (1) eine senkrechte, gleichfalls aus in den Ofen gegossener und darin gebrannter Kunstkohlenmasse bestehende Dich- EMI2.1 hinaufgeht und mindestens bis zum Niveau der Ofensohle (5) hinabreicht.

   3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstkohlengussmasse der Ofensohle und/oder der Dichtungsschicht vor dem Brennen mechanischen Schwingungen von einer Frequenz von einigen 1000'min., zweckmässig von über 5000/min. unterworfen worden ist.

   4. Abänderung des Ofens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich die senkrechte Dichtungsschicht (6) aus im Ofen gebrannter Kunstkohlengussmasse besteht.