Ofen zur Herstellung von Aluminium und ähnlichen Leichtmetallen, sowie ihrer Legierungen mittelst Schmelzelektrolyse. Die Erfindung betrifft einen Ofen zur Herstellung von Aluminium und ähnlichen Leichtmetallen, sowie ihrer Legierungen mit- telst Schmelzelektrolyse.
Die bekannten Ofen dieser Art bestehen in der Regel aus einem feststehenden und mit entsprechender Auskleidung versehenen gewölbten Ofenboden, welcher das Bad auf nimmt und die Kathode bildet; dieser fest stehenden Kathode stehen eine Mehrzahl von Anodenelektroden an ständig gleicher Stelle gegenüber, so dass der Stromdurchgang stets an denselben Punkten erfolg. Durch die<I>aus</I> diesem Grunde kontinuierlich ar, den gleichen Stellen erfolgende Beanspruchung durch den Strom wird der Boden der Kathode an dies-an Stellen löcherig und die Lebensdauer der Öfen wird auf diese Weise stark vermindert.
Ferner wird der Teil des Bades, welcher sich in der Nähe der Anoden befindet, im Verlaufe des-Prozesses schneller tonerdear:n, während in den übrigen, von den Anoden entfernteren Stellen des Schmelzbades ein Tonerdeüberschuss vorhanden ist. Im Umkreis der Anoden bildet sich ferner ein Gasring, der den Stromdurchgang erschwert und die Stromspannung übermässig erhöht. Die Folge davon ist, wenn es sich um die Aluminium herstellung aus einem Kryolitbade handelt, eine übermässige Zersetzung von Kryolith; der Stromverbrauch erhöht sich, was natür lich den Betrieb der Stromumformer in höchst unangenehmer Weise beeinflusst.
Man versucht, diesen Übelständen da durch zu begegnen, dass man das Bad mit einer eisernen Stange umrührt. Das aber führt zu ständigen Betriebsstörungen. Ausser dem wird das Bad und damit das erzeugte Aluminium eisenreich.
Der Beseitigung dieser Übelstände dient die Erfindung, die darin besteht; dass bei dem mit mehreren Anoden versehenen Ofen der die Kathode bildende Boden beweglich gemacht ist. Diese Bewegung ist zweck mässigerweis.e eine hin- und hergehende Kreis bewegung oder eine Drehbewegung, die der Boden um seine vertikale Achse ausführt. Zweckmässigerweise sind die Anoden rei lienweise gegeneinander versetzt angeordnet. Der Ofen wird vorteilhaft durch einen ver tikal v ersehiebbaren Deckel abgeschlossen, an welchen ein Abzugsrohr angeschlossen ist.
Die Vorteile dieses neuen Ofens sind die folgenden: In jedem Moment des Herstellungsprozes ses befindet sich die einzelne Anode über einer neuen Stelle des Ofens bezw. Ofen bodens, und es findet daher. die Beanspru- ehung desselben gleichmässig statt.
Die Ur lache der Lochbildung fällt weg; die Lebens dauer des Ofens wird in beträchtlicher Weise erhö lit. Infolge der langsamen Bewegung des Ofens bezw. des darin befindlichen Bades durchstreichen die in dasselbe herabreichen- den Anoden sämtliche Zonen desselben, so dass es dadurch in eine geringe Bewegung ver setzt wird. Hierdurch wird die Bildung von tonerdearmen und tonerdeübersättigten Zo nen, welche die hauptsächlichste Ursache der eingangs geschilderten Übelstände ist, ver mieden.
Begünstigt kann diese Wirkung durch eine neue Beschickungsweise init Tonerde werden, welche durch radial schwenkbare und bis zum Boden reichende Einführungen unter gleichzeitiger Mitwirkung der Dreh- hewebunb der Kathode gleichmässig über den Boden verteilt wird, während dieselbe kji.z;her beliebig aufgeworfen und mit einer eisernen Stange eingerührt wurde.
Der Abschluss des Bodens durch einen Deckel verfolgt einen mehrfachen Zweck. Er schützt das Bad vor Strahlungsverlusten und vermindert daher den Stromverbrauch. Er verhindert die Berührung der glühenden, aus dem Bade ragenden Anodenkohle mit dem Sauerstoff der Luft und damit den -\b- brand derselben. Das bedeutet eine Erspar nis an Elektroden und verhütet die Badver- unreinigung durch hineinfallenden Abbrand.
Die sich über dem Bade ansammelnden Gase können durch einen Abführungsstutzen des Deckels abgezogen und nutzbringend ver wendet --erden; es wird auf diese MTeise die starke Belästigung der Arbeiter, die sich gerade bei der Aluminiumherstellung in höchst unangenehmer Weise bemerkbar macht, verhindert.
Der neue Ofen ist in den beigefügten Ab bildungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt: Abb. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Ofen, Abb. \3 eine Draufsicht auf denselben, Abb. 3 teilweise eine Seitenansicht und teilweise einen Schnitt, gemäss der Abb. \?. nach 111-11I.
Der Ofen besteht aus dem das Bad auf nehmenden Ofenboden, der als Kathode dient, zylinderförmig ausgestaltet ist und aus dem Eisenmantel a mit graphitischer Auskleidung b besteht. Der Ofen ist auf Lagerböcken r gelagert, in -welchen Rollen d vorgesehen sind. Mit diesen Rollen ist der Ofenboden auf einer kreisförmigen Schiene e. drehbar. Anstatt der Rolle können natürlich auch ähnlich wirkende Mittel verwendet sein.
Die Schiene e ist auf einem -Fundament rz. befestigt. Die Zufülirunb der Kabel k zur Elektrode erfolgt durch eine Aussparung des Fundamentes. Der Ofen ist oben durch einen Deckel 1a mit Ausfütterung i. ab geschlossen. welcher mit einer Reihe von Lappen I versehen ist, mit denen der Deckel auf Kolben s ruht. Durch die Kolben s kann der Deckel la mit der Innenaufkleidung i im Bedarfsfalle hydrau lisch gehoben werden.
Der Deckel kann mit seinem Rande zum Zwecke der Abdichtung den Ofenboden übergreifen.
Von oben her ragen die Anoden q in den Ofen hinein. Dieselben sind ringförmig in mehreren Reihen, und zwar immer eine Reihe zur andern Reihe versetzt, angeordnet. Sie tragen eine Metallkappe f aus reinem Alu minium, an deren Basis die Stromzuführung mittelst Kabels in erfolgt. Diese Kappen sind aus dünnem, reinem Aluminiumblech und umschliessen jede Anode so, da.ss das Blech gleichzeitig mit dein Abbrand der Anode ab schmilzt.
Dadurch wird ein Abbröckeln des Anodenmaterials verhütet, welches bei einer beweglieben Anode eher eintreffen kann als bei einer stillstehenden. An den Deckel. h schliesst sich das Abzugsrohr x; dieses mün det in einen Abzugskanal y, der nach dem Schornstein führt.
Durch eine geeignete Antriebsvorrichtung, zum Beispiel Kurbelscheibe j etc., wird der Boden in eine Drehbewegung versetzt.
In dem Deckel befinden sich, und zwar jedesmal um 90 versetzt, Einführungs öffnungen z. In diese Einführungsöffnungen münden die Zuführungstrichter o, an welche sich die Einführungsstutzen p anschliessen. Dieselben sind schwenkbar angeordnet.
Furnace for the production of aluminum and similar light metals, as well as their alloys by means of melting electrolysis. The invention relates to a furnace for the production of aluminum and similar light metals and their alloys by means of fused electrolysis.
The known furnace of this type usually consist of a fixed and appropriately lined arched furnace base, which takes the bath and forms the cathode; This fixed cathode is opposed by a plurality of anode electrodes at the same place, so that the passage of current always occurs at the same points. As a result of the continuous stress caused by the current in the same places, the bottom of the cathode is perforated at these places and the service life of the furnace is greatly reduced in this way.
Furthermore, the part of the bath which is located in the vicinity of the anodes becomes alumina more rapidly in the course of the process, while an excess of alumina is present in the remaining parts of the molten bath that are further away from the anodes. In addition, a gas ring forms around the anodes, which makes it difficult for the current to pass through and which increases the voltage excessively. The consequence of this, when it comes to aluminum production from a cryolite bath, is excessive decomposition of cryolite; the power consumption increases, which of course affects the operation of the power converter in a very unpleasant way.
One tries to counteract these evils by stirring the bathroom with an iron rod. But that leads to constant operational disruptions. In addition, the bath and thus the aluminum produced become rich in iron.
The invention, which consists in eliminating these deficiencies, serves; that in the furnace provided with several anodes, the base forming the cathode is made movable. This movement is expediently a reciprocating circular movement or a rotary movement that the floor executes around its vertical axis. The anodes are expediently arranged in rows offset from one another. The furnace is advantageously closed off by a vertically displaceable cover to which a flue pipe is connected.
The advantages of this new furnace are as follows: At every moment of the manufacturing process, the individual anode is located over a new point in the furnace. Oven floor, and it therefore takes place. the stress on it takes place evenly.
The cause of the hole formation disappears; the service life of the furnace is increased considerably. As a result of the slow movement of the furnace respectively. of the bath located in it, the anodes reaching down into it sweep through all zones of the bath, so that it is thereby set in a slight movement. This avoids the formation of zones that are poor in alumina and oversaturated with alumina, which is the main cause of the abuses described above.
This effect can be promoted by a new charging method with alumina, which is evenly distributed over the floor through radially pivotable inlets reaching down to the floor with the simultaneous assistance of the rotary hinge of the cathode, while it is thrown up at will and with a iron rod was stirred.
Closing the bottom with a lid has a number of purposes. It protects the bathroom from radiation losses and therefore reduces power consumption. It prevents the glowing anode charcoal sticking out of the bath from coming into contact with the oxygen in the air and thus preventing the same from burning. This means savings on electrodes and prevents the bath from being contaminated by burning off.
The gases that collect above the bath can be drawn off through a discharge nozzle on the lid and used usefully; In this way, the severe annoyance of the workers, which is particularly noticeable in the aluminum production in a most unpleasant way, is prevented.
The new furnace is shown, for example, in the attached figures, namely: Fig. 1 is a vertical section through the furnace, Fig. 3 is a plan view of the same, Fig. 3 is partly a side view and partly a section, according to Fig. \ ?. according to 111-11I.
The furnace consists of the furnace base that takes the bath and serves as a cathode, is cylindrical and consists of the iron jacket a with a graphitic lining b. The furnace is supported on pedestals r, in which rollers d are provided. With these rollers, the furnace floor is on a circular rail e. rotatable. Instead of the role, means with a similar effect can of course also be used.
The rail e is on a foundation rz. attached. The cable k is fed to the electrode through a recess in the foundation. The furnace is at the top by a cover 1a with lining i. completed. which is provided with a series of tabs I with which the lid rests on piston s. By means of the piston s, the cover la with the inner lining i can be lifted hydraulically if necessary.
The edge of the lid can extend over the furnace base for the purpose of sealing.
The anodes q protrude into the furnace from above. They are arranged in a ring in several rows, always one row offset from the other. They wear a metal cap made of pure aluminum, at the base of which the power is supplied by means of a cable. These caps are made of thin, pure aluminum sheet and enclose each anode in such a way that the sheet melts at the same time as the anode burns down.
This prevents the anode material from crumbling off, which can occur earlier if the anode remains moving than if it is stationary. On the lid. h closes the exhaust pipe x; this opens into a flue y that leads to the chimney.
A suitable drive device, for example a crank disk j etc., sets the floor in a rotary motion.
There are in the lid, each time offset by 90, introduction openings z. The feed funnels o, to which the inlet nozzles p connect, open into these inlet openings. The same are pivotably arranged.