DE10300444A1

DE10300444A1 - Kragen zum Schutz des Verbindungsbereichs zwischen Anode und Anodenaufhängung sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Kragens

Info

Publication number: DE10300444A1
Application number: DE2003100444
Authority: DE
Inventors: Martin Schneider; Christian Krupp; Kurt Hirsemann; Volker Broßeit
Original assignee: Corus Aluminium Voerde GmbH
Current assignee: Voerde Aluminium GmbH
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kragen zum Schutz des Verbindungsbereichs zwischen Anode und Anodenaufhängung, die für den Einsatz in Elektrolysezellen zur Herstellung von Primäraluminium bestimmt sind, wobei der Kragen aus vor der Montage verdichtetem Kohlenstoffmaterial hergestellt ist, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus vor der Montage vorgebranntem Kohlenstoffmaterial besteht. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kragens.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kragen zum Schutz des Verbindungsbereichs zwischen Anode und Anodenaufhängung, die für den Einsatz in Elektrolysezellen zur Herstellung von Primäraluminium bestimmt sind, wobei der Kragen aus Kohlenstoffmaterial hergestellt ist. Sie betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kragens.
Für die elektrolytische Herstellung von Primäraluminium werden Kohlenstoffanoden verwendet, die an Anodenaufhängungen befestigt sind. Jede Anodenaufhängung besteht aus einem Stahljoch mit bis zu sechs Anodenstangen, an deren Zapfen Anoden angeschlagen sind. Die Zapfen sind der Einwirkung des flüssigen Badmaterials in der Elektrolysezelle ausgesetzt. Um einen Angriff der Zapfen und damit der Gefahr eines Anodenabfalls und der Kontamination des Aluminiums durch Eisen zu vermeiden, wird jeder Zapfen mit einem Kragen umgeben, der den jeweiligen Zapfen schützt.
Gewöhnlich besteht ein solcher Kragen aus einer Manschette aus Pappe oder Aluminiumblech, die ein Granulat aus Koks und einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel wie Pech einhüllt. Dabei kann auch recyceltes Kohlenstoffmaterial aus der Zerkleinerung von Anodenresten verwendet werden, das unter Beigabe von Bindemitteln pelletiert wird (vgl. EP 0 870 078 B1 ).
Die bekannten Kragen haben eine Reihe von Nachteilen. Unter der Einwirkung der Hitze der Elektrolysezelle entstehen aus dem Bindemittel Kohlenstoffdämpfe, die Gesundheitsprobleme bei dem Personal verursachen können, das den Schmelzofen bedient. Auch kann das Elektrolytbad mit Kohlenstoffpartikeln kontaminiert werden. Außerdem ist die Schutzwirkung der bekannten Kragen nicht befriedigend, weil sie durch die Aufheizung der Anoden schrumpfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kragen zum Schutz des Verbindungsbereichs zwischen Anode und Anodenaufhängung, insbesondere von deren Zapfen, so auszubilden, daß der Kragen nicht Ursache für die Gesundheitsgefährdung des Personals an der Elektrolysezelle ist, keine Kontamination der Anode und des Schmelzbades bewirkt und zudem einen besseren Schutz des Verbindungsbereichs gewährleistet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kragens bereitzustellen.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kragen aus verdichtetem und vorgebranntem Kohlenstoffmaterial besteht. Grundgedanke der Erfindung ist es also, dem Kragen im wesentlichen die gleiche Kohlenstoffstruktur und -qualität zu geben wie der Anode selbst, d.h. ihn als festen und vorgebrannten Körper auszubilden. Auf diese Weise werden Ausgasungen bei der Erhitzung des Kragens und damit eine Gesundheitsgefährdung vermieden. Außerdem besteht nicht die Gefahr der Kontamination der Anode und der Schmelze. Auch ist die Schutzwirkung des erfindungsgemäßen Kragens wesentlich besser.
Der Kragen kann einstückig ausgebildet sein. Um ihn auf einfache Weise an den Verbindungsbereich zwischen Anode und Anodenaufhängung, insbesondere an den dortigen Zapfen, anbringen zu können, kann er aus wenigstens zwei zu einem Kragenring zusammensetzbaren Kragenformstücken bestehen. Die Kragenformstücke können als Kragenformblöcke ausgebildet sein oder auch als Kragenhalbschalen. Sie können vor Ort zweckmäßigerweise über einen kohlenstoffhaltigen Klebstoff oder ein klebstoffhaltiges Bindemittel miteinander verbunden werden. Dabei bietet es sich an, daß der Kragen an dem Verbindungsbereich mittels eines ebenfalls kohlenstoffhaltigen Klebstoffs befestigt wird, wobei der Klebstoff den Raum zwischen Kragen und Verbindungsbereich ausfüllt. Ein solcher Klebstoff hat eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit und verbessert hierdurch die Wärmeabfuhr von den Zapfen und auch den elektrischen Übergangswiderstand von den Zapfen zu der Anode.
Die zweite Aufgabe wird bei einer Alternative dadurch gelöst, daß körniges Kohlenstoffmaterial zu einem oder mehreren Grünkörpern geformt und verdichtet wird bzw. werden und der bzw. die Grünkörper anschließend zu einem Kragen bzw. einem Kragenformstück vorgebrannt wird bzw. werden. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, den Kragen bzw. die Kragenformstücke aus einem gebrauchten oder jungfräulichen Anodenblock zu formen, beispielsweise mittels Fräsen oder anderer abtragender Verfahren, um aus der Anode ein für den Kragen geeignetes Formstück zu bilden.
Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, welches Kohlenstoffmaterial als Ausgangsmaterial für die Ausbildung des Kragens bzw. der Kragenformstücke verwendet wird, d.h. es kann sowohl hochwertiges Kohlenstoffmaterial, beispielsweise Petrolkoks, aber auch recyceltes Kohlenstoffmaterial, beispielsweise von Anodenstümpfen, verwendet werden. Auch besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Formgebung des Kragens bzw. der Kragenformstücke. Sie können entsprechend dem jeweiligen Zweck und zur Erreichung einer möglichst hohen Schutzwirkung gestaltet werden. Für die Realisierung der Erfindung ist es auch unerheblich, ob das Kohlenstoffausgangsmaterial mittels einer Presse oder durch Vibrationseinwirkung verdichtet wird. Ebenso unerheblich ist es, welche Technik oder welche Einrichtungen für die Herstellung des erfindungsgemäßen Kragens – sei es auf direktem Wege oder aus Anodenblöcken – verwendet werden.

Claims

Kragen zum Schutz des Verbindungsbereichs zwischen Anode und Anodenaufhängung, die für den Einsatz in Elektrolysezellen zur Herstellung von Primäraluminium bestimmt sind, wobei der Kragen aus Kohlenstoffmaterial hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen aus verdichtetem und vorgebranntem Kohlenstoffmaterial besteht.
Kragen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen aus mindestens zwei zu einem Kragenring zusammensetzbaren Kragenformstücken besteht.
Kragen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragenformstücke als Kragenformblöcke ausgebildet sind.
Kragen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragenformstücke als Kragenhalbschalen ausgebildet sind.
Kragen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragenformstücke über einen kohlenstoffhaltigen Klebstoff miteinander verbunden sind.
Kragen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeiehnet, daß der Kragen an dem Verbindungsbereich mittels eines Kohlenstoffhaltigen Klebstoffs befestigt ist.
Verfahren zur Herstellung des Kragens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß körniges Kohlenstoffmaterial zu einem oder mehreren Grünkörpern geformt und verdichtet wird bzw. werden und der bzw. die Grünkörper anschließend zu einem Kragen bzw. einem Kragenformstück vorgebrannt wird bzw. werden.
Verfahren zur Herstellung des Kragens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen aus einem Anodenblock gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen aus mehreren Kragenformstücken zu einem Kragenring zusammengesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragenformstücke miteinander verklebt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen an dem Verbindungsbereich mittels Klebstoff befestigt wird.