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Gashaube für Aluminium-Elektrolyseöfen Bekanntlich tritt bei der Herstellung von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse eine starke Gasbildung auf. Die Abgase entstehen durch Verbrennen der Anodenkohle durch den bei der Reduktion der Tonerde freiwerdenden Sauerstoff. Sie bestehen zur Hauptsache ausKohlenmonoxyd und Kohlendioxyd und sind dazu noch mit verschiedenen gasförmigen oder festen, staubförmigen Verunreinigungen beladen. Um eine Verunreinigung der Atmosphäre zu vermeiden, ist man bestrebt, diese Abgase nach Möglichkeit in unmittelbarer Nähe der Anode einzufangen.
BeiElektrolyseöfen mit selbstbackender Anode und vertikalen Stromzuführungsbolzen ist es zu diesem Zwecke z. B. bekannt, am unteren Teil des metallenen Anodenmantels eine Haube zu befestigen oder anzubringen, die eng an die Anode angeschlossen ist und bis in die Nähe der Badoberfläche reicht. Bei andern Ofentypen wird die Haube auf dem Rand der Ofenwanne abgestützt.
Die auf dem Rand der Ofenwanne sich abstützenden Hauben weisen den Nachteil auf, dass sie den ganzen Elektrolyt abdecken und deshalb für bestimmte Arbeiten, z. B. Tonerdezugabe, Krustenbrechen usw., geöffnet werden müssen. Solche Hauben bestehen aus diesem Grunde aus zum Teil entfernbaren oder aufklappbaren Deckeln und lassen sich daher nur schwierig abdichten.
Die eng an die Anode angeschlossenen und bis in die Nähe der Badoberfläche reichenden Hauben werden an ihrem unteren Rand durch eine Anhäufung von Tonerdepulver abgedichtet und brauchen nicht mit Arbeitsöffnungen oder anderen Türen versehen zu sein, welche die Abdichtung erschweren würden.
Diese Hauben bilden also am unteren Teil der Anode im Bereich der Badoberfläche einen die Anode umgebenden Kanal, in welchem die Ofenabgase in konzentrierter Form ohne Verdünnung durch Luft gesammelt werden können, wie dies beispielsweise in der Patentschrift der DDR Nr. 9693 beschrieben ist.
Die aus dem Kanal strömenden Abgase werden in einem Brennkessel mit Luftzufuhr verbrannt und anschliessend durch Rohrleitungen mit Hilfe von Ventilatoren zur Gasreinigungsanlage geführt, wie dies z. B. in der Schweizer Patentschrift Nr. 278756 beschrieben ist.
Diese im Prinzip sehr günstigen Hauben, welche bisher im allgemeinen aus am unteren Rand des Mantels und untereinander verschraubten Gusseisenplatten hergestellt wurden, sind jedoch im Betrieb sehr hohen Beanspruchungen ausgesetzt. An ihrem oberen Rand sind sie am Anodenmantel befestigt, wo die Temperatur 1000 bis 2000 C beträgt. An ihrem unteren Rand in der Nähe der Badoberfläche kann die Temperatur bis über 5000 C steigen. Diese starken Temperaturunterschiede in der Haube und auch zwischen Haube und Anodenmantel bewirken entsprechend grosse Ausdehnungsunterschiede in der Haube.
Weil die Haube aber dicht und damit am besten starr am Anodenmantel befestigt sein muss, kann sie sich nicht frei ausdehnen. Das hat zur Folge, dass in der Praxis die Hauben nach verhältnismässig kurzer Zeit sich entweder verwerfen oder sogar aufreissen, was selbstverständlich zum Entweichen von Abgasen oder zum Eindringen von Luft, verbunden mit vermehrtem Anodenabbrand, führt.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Gashaube, die am unteren Teil des Anodenmantels befestigt ist, bis in den Bereich der Badoberfläche reicht und die beschriebenen Mängel der bekannten Ausführungen der Gashauben vermeidet.
Erfindungsgemäss ist die Gashaube an ihrem aufsteigenden Teil der Wandung zwecks Aufnahme der horizontalen Wärmeausdehnung mit Dilatationsschlitzen versehen, die mit angeschweissten, nachgiebigen Dilatationshohlrippen versehen und dadurch nach aussen abgedichtet sind.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Gashaube an der Anode eines Ofens für die elektrolytische Herstellung von Aluminium im Schmelzfluss. Fig. l ist eine Seitenansicht der Anode mit Gashaube und Gasbrenner, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anode mit Gashaube, jedoch nach Wegnahme des Gasbrenners, Fig. 3 eine Ansicht einer Dilatationshohlrippe der Gashaube, Fig. 4 ein Längsschnitt durch eine Dilatationshohlrippe nach der Linie IV - IV in Fig. 3, Fig. 5 ein Querschnitt durch eine Dilatationshohlrippe nach der Linie V - V in Fig. 4 und Fig. 6 ein Querschnitt durch den Abgassammelkanal zwischen den Dilatationshohlrippen nach der Linie VI-VI in Fig. 2.
Die selbstbackende Kohlenanode 1 mit vertikalen Stromzuführungsbolzen 2 ist von einem bleibenden, metallenen und mit Rippen3 versteiften Mantel 4 umgeben. Am unteren Teil ist der Mantel 4 mit einem nach aussen gerichteten Flansch 5 versehen, dessen freier Rand 7 nach oben umgebördelt ist. An diesem Flansch 5 ist eine aus schweissbarem Eisenblech bestehende Wand 8 durch Schraubenbolzen 9 befestigt.
Der Flansch 5 und die Wand 8 bilden zusammen die Gashaube, welche als Abgassammelkanal 6 dient.
Nach der Erfindung ist die Wand 8 der Gashaube. mit Dilatationsschlitzen 10 versehen, die durch angeschweisste Dilatationshohlrippen 11 nach aussen abgedichtet sind.
Die Schlitze 10 sind vertikal angeordnet und erstrecken sich vom unteren Rand bis in die Nähe des oberen Randes der Wand 8. Sie können z. B. durch Aussägen oder Abbrennen aus der vollen Haube angefertigt werden. Anderseits ist es auch möglich, die Dilatationsschlitze dadurch zu bilden, dass die Haube aus einzelnen, nicht aneinanderstossenden, aber oben zusammengeschweissten Blechen hergestellt wird.
Wichtig ist bei den Schlitzen, dass sie zwecks Abdichtung des Sammelkanals oben abgeschlossen sind.
Die Dilatationshohlrippen 11 lassen sich durch Umbiegen eines zurechtgeschnittenen Blechstückes herstellen und werden mit ihrenLängsseiten 12 sowie an ihrem oberen Teil 13 an die Haube angeschweisst.
Weil die Wänneausdehnung am unteren Rand der Haube am grössten ist, sind die Dilatationshohlrippen in diesem Bereich am meisten beansprucht. Es ist daher vorteilhaft, wenn sie sich von oben nach unten erweitern.
Die Haube ist ferner-vorzugsweise auf einer Querseite der Anode - in bekannter Weise mit einem Kanalausgang 14 versehen, der als Anschluss zum Brenner 15 dient.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, reicht die Haube bis in die Nähe der erstarrten Elektrolytkruste 16, auf welcher eine Schicht frischer Tonerde 17 zur Vorwärmung aufliegt. Diese Tonerde wird gegen die Haube angehäuft und dichtet diese damit am unteren Rande ab. Mit 18 ist die Elektrolytschicht, mit 19 die Aluminiumschicht und mit 20 der Ofenboden bezeichnet. Die unter der Anode 1 entstehenden Gasblasen 21 werden im Sammelkanal 6 aufgefangen. Fig. 6 zeigt ausserdem, dass die Wand 8 vorteilhafterweise leicht gegen die Anode geneigt sein kann. Diese Massnahme soll verhindern, dass Elektrolyt oder Schaumkrusten an der Innenfläche der Haube hängen bleiben.
Üblicherweise wird die Wand 8 der Gashaube in zwei U-formigen Hälften vorfabriziert, die je von den Längsseiten der Anode her in Stellung gebracht, an den Flansch 5 angeschraubt und anschliessend miteinander verschweisst werden.
Die Haube lässt sich aber auch in der Weise auf der Anode anbringen, dass einzelne Formatbleche in kurzem Abstand voneinander am unteren Flansch des Anodenmantels befestigt werden, worauf die dadurch entstehenden Dilatationsschlitze oben mit Schweissmaterial abgeschlossen und die Dilatationshohlrippen angeschweisst werden.
Än der Haube können noch Tragbügel 22 befestigt werden, die beim Transport und bei der Montage als Tragvprrichtungen dienen.
Im Betrieb bewährt sich die erfindungsgemässe Haube sehr gut. Sie zeigt keine Neigung, sich zu verwerfen und gewährleistet eine einwandfreie Abdichtung des Abgasesammelkanals. Wenn sie sich nach längerer Zeit am unteren Rand örtlich durch Abzundern abnützt, lässt sie sich auch leicht und einfach durch Auftragen von Schweissmaterial oder durch Anschweissen von Ersatzteilen wieder instandsetzen.
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