DE1136121B

DE1136121B - Aluminum electrolytic furnace and process for its operation

Info

Publication number: DE1136121B
Application number: DEA35562A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Johannes Schmitt; Dr Paul Mueller
Original assignee: Aluminium Industrie AG
Current assignee: Aluminium Industrie AG
Priority date: 1959-12-29
Filing date: 1960-09-13
Publication date: 1962-09-06
Also published as: GB899509A; US3090744A; CH388633A; SE304612B; DE1153538B

Description

In dem Bestreben, die Wirtschaftlichkeit der Erzeugung von Hüttenaluminium durch Schmelzflußelektrolyse weiter zu verbessern, hat man die Aluminiumöfen in den letzten Jahrzehnten für immer höhere Stromstärken gebaut und die für den Betrieb der Öfen erforderlichen Arbeitsvorgänge mehr und mehr mechanisiert.In an effort to increase the economics of primary aluminum production by fused-salt electrolysis To further improve, one has the aluminum furnaces in the last few decades forever higher currents built and the operations required for the operation of the ovens more and more mechanized.

So hat man z. B. bei den Öfen mit selbstbackenden Söderberganoden den Transport der frischen Kohlemasse und ihr Aufbringen auf die Anode weitgehend mechanisiert und dazu verschiedene Chargierungsmethoden sowie die entsprechenden Einrichtungen und Hilfsmittel entwickelt.So one has z. B. the transport of the fresh coal mass in the ovens with self-baking Söderbergganoden and their application to the anode is largely mechanized and various charging methods for this purpose as well as the corresponding facilities and aids.

Ebenso hat man bei Aluminiumelektrolyseöfen, die mit vorgebrannten Anoden betrieben werden, insbesondere den Transport der neu in den Ofen einzusetzenden Anoden und der aus dem Ofen zu entfernenden Anodenreste mit der Zeit mehr und mehr mechanisiert.Likewise, one has in particular in the case of aluminum electrolysis furnaces which are operated with prefired anodes the transport of the new anodes to be placed in the furnace and those to be removed from the furnace Anode remains mechanized more and more over time.

Auch hat man verschiedene Vorrichtungen für das Ziehen und das Setzen der seitlichen oder vertikalen Stromzuführungsbolzen der selbstbackenden Anoden entwickelt.There are also various devices for pulling and setting the lateral or vertical ones Power supply bolts for the self-baking anodes were developed.

Besonders aber ist die Arbeit des Einstoßens der Kruste auf dem Schmelzfluß im Aluminiumelektrolyseofen sowie das Auftragen der Tonerde nach erfolgtem Einstoßen und Wiedererhärten der Oberfläche des Ofenflusses weitgehend mechanisiert worden.What is special, however, is the work of pushing the crust into the melt flow in the aluminum electrolysis furnace as well as the application of the clay after the surface has been pushed in and hardened again of the furnace flow has been largely mechanized.

Bekanntlich wird die Kruste der Öfen, auf die jeweils die Tonerde aufgetragen wird, eingeschlagen, wenn der Ofen den Anodeneffekt zeigt, d. h., wenn der Ofenfluß so weit an Tonerde verarmt ist, daß eine Passivierung der Anode eintritt, wodurch sich die Spannung des Ofens um ein Mehrfaches der normalen erhöht. Man spricht auch von einem »Zünder« oder einem »Zünden«. Durch das Einschlagen der Kruste wird die Konzentration des Ofenflusses an Tonerde erhöht und der Anodeneffekt beseitigt. Auch zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anodeneffekten wird die Kruste des Aluminiumelektrolyseofens im allgemeinen noch ein oder mehrere Male eingestoßen, damit die Anzahl der Anodeneffekte verringert und ein möglichst kalter Ofengang erzielt wird.As is well known, the crust of the ovens on which the clay is applied is hammered in, when the furnace shows the anode effect, d. i.e., when the furnace flow is so depleted in alumina that A passivation of the anode occurs, whereby the voltage of the furnace is several times higher than normal elevated. One also speaks of a "detonator" or an "ignition". By hitting the Crust, the concentration of the furnace flux of alumina is increased and the anode effect is eliminated. Even between two successive anode effects becomes the crust of the aluminum electrolysis furnace generally one or more times to reduce the number of anode effects reduced and the coldest possible oven aisle is achieved.

Diese Arbeit wurde früher von Hand mittels Stoßstangen ausgeführt. Seit einigen Jahrzehnten werden hierfür meist mit Preßluft angetriebene Krusteneinschlagmaschinen benutzt, die fahrbar sind, mit Menschenkraft bedient werden und mit denen die Öfen (d. h. deren Krusten) der Reihe nach eingeschlagen werden.This work used to be done by hand using bumpers. Have been for several decades For this purpose, mostly compressed air driven crust wrapping machines are used, which are mobile, with human power are operated and with which the ovens (i.e. their crusts) are broken in sequence will.

Aluminiumelektrolyseofen
und Verfahren zu dessen BetriebAluminum electrolytic furnace
and procedures for its operation

Anmelder:Applicant:

Aluminium-Industrie-Aktien-Gesellschaft,
Chippis (Schweiz)Aluminum-Industrie-Aktien-Gesellschaft,
Chippis (Switzerland)

Vertreter: Dr. K. SchwarzhansRepresentative: Dr. K. Schwarzhans

und Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, Patentanwälte,and Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, patent attorneys,

München 19, Romanplatz 9Munich 19, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 29. Dezember 1959 (Nr. 82 386)Claimed priority:
Switzerland of December 29, 1959 (No. 82 386)

Dipl.-Ing. Johannes Schmitt, Rheinfelden (Bad.),Dipl.-Ing. Johannes Schmitt, Rheinfelden (Bad.),

und Dr. Paul Müller, Küsnacht, Zürich (Schweiz),and Dr. Paul Müller, Küsnacht, Zurich (Switzerland),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Nach dem Einstoßen der Kruste wird, sobald die Oberfläche des Ofenflusses wieder erstarrt ist, Tonerde aufgetragen. Auch das Auftragen der Tonerde wurde früher von Hand unter Verwendung von tragbaren Kübeln, in welche Tonerde aus größeren Behältern eingefüllt wurde, vorgenommen. Heute wird die Tonerde durch mechanische Transportmittel,After the crust is pounded in, as soon as the surface of the furnace flow has solidified again, it becomes clay applied. Also the application of the clay used to be done by hand using portable devices Buckets, in which clay was filled from larger containers, made. Today will the clay by mechanical means of transport,

z. B. in über den Öfen angebrachte Vorratsbehälter, befördert, von wo sie auf die Ofenkruste gelangt.z. B. in attached over the oven storage container, conveyed, from where it reaches the oven crust.

Trotz der Anwendung dieser mechanischen Hilfsmittel für das Einstoßen der Ofenkruste und das Auftragen der Tonerde ist der Arbeitsaufwand für letztere Operationen auch heute im allgemeinen immer noch verhältnismäßig hoch im Vergleich zum Arbeitsaufwand für das Chargieren der Söderberganoden, das Auswechseln der Blockanoden und das Ziehen und Stecken der Stromzuführungsbolzen. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Krusten der Öfen verhältnismäßig häufig (etwa jede 2. bis 4. Stunde) eingeschlagen und entsprechend oft mit Tonerde chargiert werden müssen, und daß heute noch sowohl für die Steuerung der Krusteneinschlagmaschinen als auch für das Füllen und Entleeren der Tonerdebehälter menschliche Arbeitskraft angewandt wird.Despite the use of these mechanical aids for pushing in the oven crust and that Applying the clay is the workload for the latter operations in general even today still relatively high compared to the workload for charging the Söderbergganoden, replacing the block anodes and pulling and inserting the power supply bolts. Of the The reason for this is that the crusts of the ovens relatively frequently (about every 2nd to 4th hour) must be hammered in and accordingly often charged with clay, and that today both for controlling the crust wrapping machines as well as for filling and emptying the clay containers human labor is applied.

209 639/338209 639/338

Bei den Öfen mit vorgebrannten Kohleelektroden wird die Kruste am Rande des schmelzflüssigen Bades eingeschlagen, aber auch zwischen den einzelnen Elektroden, so daß der Ofenfluß gut durchgerührt wird. Bei Aluminiumöfen mit Söderbergelektrode deckt die Elektrode den ganzen Mittelteil des Bades, so daß die Elektrolytschicht weniger zugänglich ist und nur am Umfang der Elektrode gearbeitet werden kann, wo die Kruste immer sehr dick undIn the case of furnaces with pre-burned carbon electrodes, the crust is on the edge of the molten liquid Bath, but also between the individual electrodes, so that the furnace flow is well stirred will. In the case of aluminum furnaces with a Söderberg electrode, the electrode covers the entire central part of the Bath, so that the electrolyte layer is less accessible and only worked on the periphery of the electrode can be where the crust is always very thick and

Bodenbelag bilden. Hierdurch wird der aus den Anoden in den Ofenfluß fließende Strom nach den äußeren Längsseiten des Ofens abgedrängt, der Ofen fängt an »hohlzugehen«, d. h., der auf den Wannenwänden erstarrte Elektrolytbelag und schließlich auch der Kohlerand werden in ihrem unteren Teil ausgehöhlt, wodurch die Stromausbeute erfahrungsgemäß mit der Zeit erheblich absinkt; man erhält Werte für die Stromausbeute, die höchstens 87%Form flooring. This causes the current flowing from the anodes into the furnace flow to the Outer long sides of the furnace pushed away, the furnace begins to "go hollow", i. i.e. the one on the tub walls Solidified electrolyte coating and finally the carbon rim are in their lower part hollowed out, as a result of which experience has shown that the current yield drops considerably over time; you get Values for the current yield that do not exceed 87%

der Söderbergelektrode vorzusehen oder diese aus zwei im Querschnitt halbrunden Teilen zusammenzusetzen, die voneinander durch einen Zwischenraum getrennt sind.to provide the Söderberg electrode or to assemble it from two parts that are semicircular in cross-section, which are separated from each other by a space.

Es sind auch Öfen bekannt, die mit zwei Reihen eng aneinandergerückter vorgebrannter Anodenblöcke ausgerüstet sind, welche so angeordnet sind, daß in der Längsachse des Ofens ein ZwischenraumFurnaces are also known which have two rows of closely spaced prefired anode blocks are equipped, which are arranged so that a gap in the longitudinal axis of the furnace

fest ist. Es wurde daher in der deutschen Patent- io betragen.is firm. It was therefore in the German patent io.

schrift 638 470 vorgeschlagen, Arbeitsöffnungen in Zur Beseitigung der genannten Nachteile werdenScripture 638 470 proposed to be work openings in To eliminate the disadvantages mentioned

diese Öfen bekanntlich mit besonders schmalen Kohlerändern ausgeführt und der Abstand zwischen den Anoden vom Kohlerand so gering wie möglich 15 gehalten. Auf diese Weise erfolgt eine erhebliche Abkühlung des Bades an den Längsseiten, die Kohleränder bedecken sich innen mit einer dünnen erstarrten Flußkruste, die elektrisch gut isoliert und die bewirkt, daß der Strom aus den Anoden zunächst vorzwischen den Anodenreihen verbleibt, über dem Ton- 20 wiegend in senkrechter Richtung austritt. Mit der erdebehälter angeordnet sind, aus denen durch Bildung des vorerwähnten Bodensatzes in der Mitte Handbetätigung eines Griffes Tonerde portionsweise des Ofens wird jedoch die seitliche Stromstreuung an auf die Ofenkruste in dem genannten Zwischenraum den äußeren Anodenecken mit der Zeit immer gröabgelassen werden kann. In der Mitte sind auf den ßer, so daß die Kohleränder der Öfen dennoch verbeiden Stirnseiten der Kathodenwanne Rollen ange- 25 hältnismäßig schnell ausgehöhlt werden. Auf diese bracht, auf denen von beiden Stirnseiten her lange Erscheinung ist es zurückzuführen, daß die Katho-Stangen bis zur Ofenmitte hin und her bewegt wer- denwannen dieser Öfen häufig, und zwar mindestens den können, die an den nach dem Ofeninnern wei- alle IV2 Jahre, ausgewechselt oder erneuert werden senden Enden abgekröpft und außen mit einem müssen, wenn Wert darauf gelegt wird, daß die Öfen Handgriff versehen sind; mittels dieser Stangen wird 30 weiter mit günstigen Betriebsergebnissen arbeiten, die Ofenkruste in dem Zwischenraum zwischen den Vergleichsweise sei erwähnt, daß das Lebensalter derthese ovens are known to have particularly narrow carbon edges and the distance between them the anodes from the carbon rim kept as small as possible 15. In this way there is considerable cooling of the bath on the long sides, the coal edges are covered inside with a thin solidified Flux crust that is electrically well insulated and that causes the current from the anodes to initially advance between the rows of anodes remains, above which clay-20 emerges predominantly in a vertical direction. With the earth containers are arranged, from which by forming the aforementioned sediment in the middle However, manual actuation of an alumina handle in portions of the furnace will reduce the current scattering to the side on the furnace crust in the space mentioned, the outer anode corners gradually lowered can be. In the middle are on the ßer, so that the charcoal edges of the ovens still avoid both The end faces of the cathode trough rolls can be hollowed out relatively quickly. To this Bracht, on which long appearance from both ends, it is due to the fact that the catho-rods The tubs of these furnaces are often moved back and forth as far as the middle of the furnace, at least that can be exchanged or renewed every IV2 years after the furnace has been inside Send ends cranked and outside with a must if value is placed on the ovens Handle are provided; by means of these rods, 30 will continue to work with favorable operating results, the furnace crust in the space between the comparisons should be mentioned that the age of the

Anodenreihen von Hand eingestoßen und auf diese Weise die auf der Kruste aufliegende Tonerde in den Ofenfluß eingebracht. Nach dem Einstoßvorgang wird eine neue Portion Tonerde aus den Tonerdebehältern auf die neu gebildete Kruste in dem erwähnten Zwischenraum abgelassen.Rows of anodes are pushed in by hand and in this way the alumina on the crust is poured into the Furnace flow introduced. After the pushing in process, a new portion of clay is extracted from the clay container drained onto the newly formed crust in the space mentioned.

Bei den obengenannten bekannten Ofentypen erfolgt also das Einschlagen der Krusten von Hand,In the above-mentioned known types of ovens, the crusts are hammered in by hand,

Kathodenwannen von Öfen, die normalerweise an den Außenseiten bedient werden, etwa 3 bis 4 Jahre beträgt.Cathode pans of furnaces that are normally operated on the outside, around 3 to 4 years amounts to.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, das Einbrechen der Kruste zu automatisieren. So wird in der deutschen Patentschrift 895 379 vorgeschlagen, in der Mitte des Ofens eine rotierende Walze mit Arbeitszähnen aus warmfestem Material, wie Quarz,It has also been proposed to automate the breaking in of the crust. So in the German Patent 895 379 proposed a rotating roller with working teeth in the middle of the furnace made of heat-resistant material such as quartz,

ebenso werden die Tonerdebehälter über den Öfen 40 keramischer Spezialmasse od. dgl. anzuordnen. Bei von Hand bedient. jedem Anodeneffekt soll die Spannungserhöhung einelikewise, the clay containers are to be arranged over the ovens 40 of special ceramic material or the like. at operated by hand. the increase in voltage is supposed to be a factor in every anode effect

Diese Ofentypen weisen, obwohl damit verhältnis- gleiehstromvormagnetisierte Regeldrossel derart bemäßig günstige Betriebsergebnisse erzielt werden, er- einflussen, daß der über diese Drossel gespeiste Anhebliche Nachteile auf. Der Arbeitsaufwand für das
Einstoßen der Kruste ist besonders hoch. Den Zwischenraum zwischen den Anodenreihen muß manThese furnace types have, although relatively favorable operating results are achieved with them, which are pre-magnetized with the same current, have significant disadvantages. The workload for the
The crust is particularly deep. The space between the rows of anodes must be

verhältnismäßig eng halten, um nicht Gefahr zu laufen, daß sich im Ofen zwei voneinander unabhängige Metallsümpfe bilden. Infolgedessen muß auch diekeep it relatively tight so as not to run the risk of that two independent metal sumps are formed in the furnace. As a result, the

triebsmotor die Rührvorrichtung in Gang setzt. Diese Vorrichtung weist aber den Nachteil auf, daß sie in der Mitte des Ofens sehr viel Platz beansprucht. Außerdem bleibt mindestens ein Zahn während der Arbeitspausen immer in der Elektrolytschmelze eingetaucht, so daß diese Walze aus einem Material bedrive motor sets the agitator in motion. This device has the disadvantage that it is in takes up a lot of space in the middle of the oven. In addition, at least one tooth remains during the Work breaks always immersed in the electrolyte melt, so that this roller be made of a material

Menge an Tonerde, die jeweils beim Einstoßvorgang 5° stehen muß, das dem bei der Arbeitstemperatur vonAmount of clay that must be 5 ° during the insertion process, that at the working temperature of

in den Ofenfluß gelangt, relativ gering gehalten werden.gets into the furnace flow, can be kept relatively low.

Obwohl der von Hand ausgeführte Einstoßvorgang bei den bekannten Ofentypen mit vorgebrannten Anodenblöcken zuweilen verhältnismäßig oft, sogar alle 2 Stunden und außerdem noch beim Anodeneffekt erfolgt, ist es nicht zu vermeiden, daß häufig eine stark ungleichmäßige Verteilung der in den Ofenfluß gelangenden Tonerde über die gesamteAlthough the pushing-in process carried out by hand in the known furnace types with pre-fired Sometimes the anode blocks are used relatively often, even every 2 hours, and in addition to the anode effect occurs, it is unavoidable that often a highly uneven distribution of the in the Oven flow reaching alumina over the entire

Länge des Raumes zwischen den beiden Anoden- 60 mit ihnen günstigere Betriebsergebnisse erzielt werreihen erfolgt. So kommt es oft vor, daß mit Tonerde den können. Sie können auch in bezug auf das Einzu stark angehäufte Krustenstüeke in den Ofenfluß schlagen der Kruste und die Chargierung der Tongelangen. Bekanntlich ist die Dichte des Ofenflusses erde vollautomatisch betrieben werden, so daß also mit hohem Tonerdegehalt größer als die des flüssigen ein großer Teil an Arbeitskraft, der zur Zeit noch für Metalls. Die Krustenstüeke mit hohem Tonerdegehalt 65 den Betrieb der Aluminiumelektrolyseöfen aufgesinken daher auf den Boden in den Zwischenräumen wendet wird, praktisch völlig entfällt. Die sonstigen zwischen den beiden Anodenreihen, wo sie mit der bei Söderbergöfen erforderlichen Arbeitsprozesse, Zeit einen äußerst festen, elektrisch isolierenden z. B. das Auftragen der Söderbergmasse auf dieLength of the space between the two anodes - 60 with them more favorable operating results are achieved he follows. So it often happens that you can do that with clay. You can also refer to the Einzu Heavily accumulated pieces of crust in the oven flow beat the crust and the charging of the clay jelly. As is known, the density of the furnace flux is operated fully automatically, so that With a high alumina content greater than that of the liquid, a large part of the labor that is currently still available for Metal. The crust pieces with a high alumina content 65 sink into the operation of the aluminum electrolysis furnace Therefore, it is applied to the floor in the gaps, practically completely eliminated. The others between the two rows of anodes, where they work with the work processes required at Söderbergöfen, Time an extremely solid, electrically insulating z. B. the application of the Söderberg mass on the

ungefähr 900° C sehr stark angreifenden Huoridelektrolyten widersteht. Solche Materialien sind nicht nur sehr teuer, sondern auch zerbrechlich, was einen weiteren Nachteil dieser Konstruktion darstellt.about 900 ° C very strongly attacking Huoride electrolytes resists. Such materials are not only very expensive, but also fragile, which makes one is another disadvantage of this design.

Die vorgenannten Nachteile der bisherigen Öfen werden bei der Ofenkonstruktion gemäß Erfindung vermieden. Außerdem arbeiten die erfindüngsgemäßen Öfen mit günstigerer Spannung und höherer Stromausbeute als die bekannten Ofentypen, so daßThe aforementioned disadvantages of the previous ovens are in the oven construction according to the invention avoided. In addition, the ovens according to the invention work with more favorable voltage and higher Current efficiency than the known furnace types, so that

stoßvorgang fällt die auf der Kruste lagernde Tonerde in den Ofenfiuß, wodurch die Konzentration des Flusses an Tonerde erhöht wird. Über den Einstoßhebeln in dem Raum zwischen den Anodenhälften 5 ist ein Tonerdebehälter angeordnet, der in seinem Boden Auslauföffnungen enthält. Das Austragen der Tonerde geschieht zweckmäßigerweise nach folgendem Verfahren: Die Tonerde ruht im Vorratsbehälter auf einem porösen Boden und kann mittels Luft,During the impact process, the clay stored on the crust falls into the furnace foot, which increases the concentration of the flow of alumina. Above the push-in levers In the space between the anode halves 5, an alumina container is arranged in his Contains bottom outlets. The clay is expediently discharged according to the following Process: The clay rests on a porous floor in the storage container and can be

Anoden, das Ziehen und Setzen der Bolzen, werden auch bei den Öfen gemäß Erfindung in bekannter Weise unter weitgehender Verwendung maschineller Hilfsmittel durchgeführt.Anodes, the pulling and setting of the bolts, are also known in the furnaces according to the invention Manner carried out with extensive use of mechanical aids.

Die Erfindung bezieht sich nun auf einen Ofen für
die Herstellung von Aluminium durch Schmelzflußelektrolyse, dessen Anodenbereich in Hälften geteilt
ist, zwischen denen ein schmaler Zwischenraum verbleibt. In diesem Zwischenraum ist eine maschinenangetriebene, im wesentlichen in vertikaler Richtung io die durch die Platten gedruckt wird, aufgelockert wirkende und über die ganze Länge des Anoden- werden, so daß ihr Fließvermögen erhöht wird und bereiches reichende Krusteneinschlagvorrichtung an- sie aus den Öffnungen des Behälters in gleichmäßigem geordnet. Als Anodenbereich wird dabei die Hori- Fluß ausläuft. Das Auslaufen der Tonerde kann auch zontalfläche verstanden, über die sich die Anode im in anderer Weise bewirkt werden, z. B. durch Betäti-Falle von Öfen mit einer selbstbackenden Anode er- 15 gung von Schleusenverschlüssen, streckt oder die von den Anoden und deren Zwi- Nach erfolgtem Einschlagvorgang wird ein genau schenräumen im Falle von mehr als zwei selbst- dosierter Teil der Tonerde aus dem Vorratsbehälter, backenden oder vorgebrannten Anoden überdeckt vorzugsweise durch automatische Betätigung der wird. Ausläufe, auf die sich inzwischen wieder gebildeteThe invention now relates to an oven for
the production of aluminum by fused-salt electrolysis, the anode area of which is divided into halves
with a small space between them. In this space there is a machine-driven, essentially in the vertical direction, which is pressed through the plates, loosened and over the entire length of the anode, so that its fluidity is increased, and area-reaching crust-breaking device to it from the openings of the container in evenly arranged. As the anode area, the Hori river will run out. The leakage of the alumina can also be understood as zontal area, over which the anode can be effected in another way, e.g. B. by actuating the trap of ovens with a self-baking anode generating lock closures, or stretching the anodes and their intermediate Storage containers, baking or pre-fired anodes are preferably covered by automatic actuation of the is. Outlets that have since formed again

Die Öfen gemäß Erfindung können also sowohl als 20 Kruste abgelassen.The ovens according to the invention can therefore drain as well as crust.

Öfen mit üblichen Söderberganoden wie auch als Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Krusten-Öfen mit selbstbackenden kontinuierlichen Block- einschlagvorrichtung besteht darin, daß diese durch anöden (Anoden aus gepreßten, nicht gebrannten mindestens einen durchgehenden, mit nach unten ge-Anodenblöcken, die kontinuierlich aufgesetzt wer- richteten Brechwerkzeugen, z. B. Meißeln, verseheden), oder auch als Öfen mit vorgebrannten Anoden 25 nen Balken gebildet wird, der an beiden Enden angeausgeführt werden. Die erfindungsgemäße Ofenkon- trieben und auf seiner ganzen Länge auf- und/oder struktion ist für Öfen mit im wesentlichen länglichem, z. B. rechteckigem oder ovalem Grundriß besonders geeignet.Ovens with the usual Söderberg ganodes as well as another option for the crust ovens with self-baking continuous block wrapping device is that this through anodes (anodes made of pressed, not fired at least one continuous, with anode blocks facing downwards, the continuously placed breaking tools, z. B. chiselling, verseheden), or as a furnace with pre-fired anodes 25 NEN bars is formed, which is carried out at both ends will. The furnace drives according to the invention and up and / or over their entire length struktion is for ovens with a substantially elongated, z. B. rectangular or oval plan especially suitable.

Die im Zwischenraum angeordnete Krustenein- 30 schlagvorrichtung besteht aus mindestens einem durchgehenden Balken, der mit nach unten gerichteten Brechwerkzeugen, z. B. Brechmeißeln, versehen ist.The crust in 30 impact device consists of at least one continuous bar, the one facing downwards Breaking tools, e.g. B. breaking chisels is provided.

Diese Balken können als Hebelarme ausgebildet 35 so daß zwischen den Anoden und dem kathodischen sein, die in der Verlängerung des Zwischenraumes Wannenboden ein solcher Abstand besteht, daß sich auf der einen Seite des Ofens gelagert sind und auf zwischen den Elektroden die für den betreffenden der anderen Seite mechanisch auf- und abwärts be- Ofen günstigste Spannung ergibt, wegt werden. Als Antriebsmittel kommen z. B. pneu- Zu diesem Zweck wird nach jeder automatischen matische oder hydraulische Druckzylinder in Frage, 40 Bedienung des Ofens (Krusteneinbrechen und Tonoder auch Kniegelenke oder Exzenter, die durch erdechargierung) die effektive Ofenspannung selbst-Elektromotoren betätigt werden, welche durch tätig für eine kurze Regulierzeit auf den Regler ge-Druckknopfbetätigung oder automatische Schaltvor- schaltet; es braucht daher nur ein Spannungsregler richtung gesteuert werden. für eine Mehrzahl von Öfen vorhanden zu sein, wennThese bars can be designed as lever arms 35 so that between the anodes and the cathodic be that there is such a distance in the extension of the space between the tub bottom that are mounted on one side of the furnace and on between the electrodes for the relevant the other side mechanically upward and downward furnace results in the most favorable tension, be turned away. As a drive means z. B. pneu- For this purpose, after each automatic mechanical or hydraulic pressure cylinders in question, 40 operation of the oven (crust break-in and clay or also knee joints or eccentrics, which by grounding) the effective furnace voltage itself-electric motors be operated, which by acting for a short regulating time on the controller by pressing the push button or automatic switching upstream; therefore only one voltage regulator needs to be controlled in the direction. for a plurality of ovens to be present when

Sowohl die Lagerung des Hebelarmes als auch die 45 die durch diesen Regler gesteuerten Öfen mit derBoth the storage of the lever arm and the ovens controlled by this controller with the

Antriebsmittel sind auf den Seiten des Ofens außer- gleichen »Sollspannung« arbeiten oder wenn derDrive means are working on the sides of the furnace or when the “nominal voltage” is different

halb des Anodenbereiches angebracht. Damit werden Regler auf die verschiedenen Sollspannungen der ein-attached half of the anode area. In this way, controllers are adjusted to the various setpoint voltages of the

sie einerseits vor den Ofenabgasen und der Hitze zelnen gesteuerten Öfen automatisch eingestellt wer-they are set automatically on the one hand in front of the furnace exhaust gases and the heat of each controlled furnace

geschützt und anderseits bleibt der Zwischenraum den kann. Auf diese Weise wird der Rundgang desprotected and on the other hand the space in between remains the can. In this way, the tour of the

oberhalb der Balken frei für das Einbauen von Ab- 50 Meisters durch die Ofenhalle zum Regulieren derAbove the beams free for the installation of Ab- 50 masters through the furnace hall to regulate the

gasauffangvomchtungen. Durch eine Haube oder Spannung der Öfen nachgeahmt. Selbstverständlichgas collection devices. Imitated by a hood or tension of the ovens. Of course

durch seitliche Verschlußbleche kann nämlich der ist es auch möglich, an jedem Ofen einen besonderenBecause of the side sealing plates it is also possible to have a special one on each oven

Raum zwischen beiden Anodenbereichen zugedeckt Spannungsregler anzubringen.Cover the space between the two anode areas and attach the voltage regulator.

werden; die in diesen Raum hineintretenden Abgase Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung können mit der darin enthaltenen Luft in bekannter 55 der Erfindung werden folgende Vorgänge durch eine Weise abgesaugt und den bekannten Absorptionsan- Programmsteuerung automatisch betätigt: Das Einlagen zugeführt werden. und Ausschalten der Einstoßwerkzeuge, die Zufüh-will; the exhaust gases entering this space According to a particularly advantageous embodiment can with the air contained therein in known 55 of the invention, the following processes are carried out by a Wise sucked off and the well-known absorption program control automatically operated: The deposits are fed. and switching off the pushing tools, the feeding

Zweckmäßigerweise werden zwei derartige Hebel- rung der Tonerde und die Regulierung der Ofenarme, einer an der einen und einer an der gegenüber- spannung, insbesondere das Wiedereinstellen der liegenden Seite des Ofens, symmetrisch zueinander 60 Sollspannung nach dem Einschlagen der Kruste, angeordnet, damit eine breite Einstoßfläche erzielt Näheres über den erfindungsgemäßen Elektrolysewird. Man erreicht durch Anordnung zweier Hebel- ofen mit maschineller Krusteneinschlagvorrichtung arme und dadurch, daß man die Brechwerkzeuge an wird an Hand der Zeichnungen erläutert, die verder dem Drehpunkt abgewandten Hälfte des Hebel- schiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsarmes anordnet, eine genügend große Einstoßtiefe, so 65 gegenstandes darstellen.Expediently, two such levers of the alumina and the regulation of the furnace arms, one on the one and one on the opposite voltage, in particular the re-setting of the lying side of the oven, symmetrical to each other 60 Target tension after breaking in the crust, arranged so that a wide impact surface is obtained. This is achieved by arranging two lever ovens with a mechanical crust-breaking device poor and by the fact that the breaking tools are explained on the basis of the drawings, the verder the fulcrum facing away from the half of the lever different embodiments of the invention arm arranges a sufficiently large penetration depth, so 65 represent the object.

daß nicht nur die Krustenoberfläche gebrochen wird, Die Fig. 1 bis 3 zeigen im Querschnitt und zumthat not only the crust surface is broken, FIGS. 1 to 3 show in cross section and for

sondern auch die entstehenden Krustenbruchstücke Teil in Seitenansicht rechteckige Elektrolyseöfen mitbut also the resulting crust fragments partly in side view with rectangular electrolysis furnaces

in das flüssige Bad eingestoßen werden. Beim Ein- in der Vertikalebene und in der Längsachse desbe pushed into the liquid bath. When one is in the vertical plane and in the longitudinal axis of the

abwärts bewegt wird. Auch in diesem Fall befinden sich die Antriebsmittel außerhalb des Anodenbereiches. is moved downwards. In this case too, the drive means are located outside the anode area.

Bei den erfindungsgemäßen Elektrolyseöfen läßt sich auch die an sich bekannte Regulierung der effektiven Spannung auf die »Sollspannung« mittels eines automatischen Reglers durchführen. Dies geschieht durch Einstellen der Anoden auf die richtige Höhe,In the electrolysis furnace according to the invention, the known regulation of the effective Adjust the tension to the "target tension" using an automatic regulator. this happens by adjusting the anodes to the correct height,

gehalten, damit die Spitzen der Brechmeißel nicht dauernd in der stark angreifenden Elektrolytschmelze eingetaucht bleiben. Selbstverständlich wäre es auch möglich, die beiden Balken 24 und 25 gleichzeitig 5 abzusenken und darauf gleichzeitig zu heben.held so that the tips of the breaking chisel are not constantly in the strongly attacking electrolyte melt stay immersed. Of course, it would also be possible to have the two bars 24 and 25 at the same time 5 lower and then raise at the same time.

In dem mittleren Zwischenraum 23 ist auch ein Tonerdevorratsbehälter 27 angeordnet, der an seinem unteren Teil steuerbare Auslaßöffnungen 28 aufweist. Die Öfen nach Fig. 2 und 3 sind je mit zwei inIn the middle space 23, an alumina storage container 27 is arranged, which at his has lower part controllable outlet openings 28. The ovens of Fig. 2 and 3 are each with two in

Ofens eingebauten Krusteneinschlagvorrichtungen und Tonerdezuführungsvorrichtungen, und zwar beiOven's built-in crust wrappers and alumina feeders at

Fig. 1 im Falle eines Elektrolyseofens mit vorgebrannten Kohlenanoden,Fig. 1 in the case of an electrolysis furnace with pre-burned carbon anodes,

Fig. 2 im Falle eines Elektrolyseofens mit Söderberganoden mit seitlichen Stromzuführungsbolzen undFig. 2 in the case of an electrolytic furnace with Söderberganodes with lateral power supply bolts and

Fig. 3 im Falle eines Elektrolyseofens mit Söderberganoden mit vertikalen Stromzuführungsbolzen.Fig. 3 in the case of an electrolysis furnace with Söderberganodes with vertical power supply bolts.

An Hand eines Vertikalschnittes in der Mittel- io Längsrichtung des Ofens verlaufenden selbstbacken-Using a vertical section in the central longitudinal direction of the oven, self-baking

ebene eines Elektrolyseofens nach Fig. 2 oder 3 zeigt den Anoden 19 ausgerüstet, so daß der Anoden-level of an electrolytic furnace according to Fig. 2 or 3 shows the anodes 19 equipped so that the anode

in Ansicht bereich hier wieder in durch einen in der Längsachsein view area here again in through one in the longitudinal axis

Fig. 4 eine erste Variante der Krusteneinschlag- des Ofens verlaufenden Zwischenraum 23 vonein-Fig. 4 shows a first variant of the crust wrapping of the furnace running intermediate space 23 from one-

vorrichtung, ander getrennte Hälften geteilt ist. Die beiden Anodendevice divided into separate halves. The two anodes

Fig. 5 eine zweite Variante der Krusteneinschlag- 15 sind jede von einem zum Teil doppelwandigen Man-Fig. 5 a second variant of the crust impact 15 are each of a partially double-walled man-

vorrichtung. tel29 eingefaßt, der durch die Stangen 30 am Ge-contraption. tel29 bordered by the rods 30 on the

Die in den verschiedenen Figuren dargestellten rüst 8 aufgehängt ist und außerdem rings um den Elektrolyseöfen besitzen eine Wanne 1, die mit feuer- Anodenbereich eine Gassammeihaube 31 bildet. Im festen Steinen 2 und Kohlemasse 3 ausgekleidet ist. Ofen nach Fig. 2 wird der elektrische Strom durch In der Kohlenauskleidung 3 sind Stromschienen 4 für 20 mit den anodischen Stromschienen 16 über Stangen die kathodische Stromzuleitung eingebettet. In der 17 verbundene seitliche Stromzuführungsbolzen 21 Wanne befindet sich die Schicht aus geschmolzenem zu den beiden Anoden geführt. Für diese seitlichen abgeschiedenem Aluminium 5 und das aus geschmol- Bolzen 21 wird die Möglichkeit gegeben, mit der zenen Fluoriden bestehende Elektrolytbad 6, dessen Anode herunterzuwandern, indem sie in Vertikal-Oberfläche zu einer Kruste 7 erstarrt ist. Zum Auf- 25 schlitzen im Anodenmantel angeordnet sind. Mit hängen des anodischen Teiles des Ofens dient das Ausnahme seines oberen Teiles, welcher den durch-Traggerüst 8, auf dessen oberen Querbalken sich gehenden Gassammelkanal bildet, ist also der Hubwerke 9 befinden, die durch einen Motor 10 über Anodenmantel nicht kontinuierlich, sondern besteht Verteilergetriebe 11 und Quer- und Längswellen 12 aus einzelnen, in den oberen Sammelkanal einmün- bzw. 13 angetrieben werden. Diese Hubwerke 9 30 denden kastenförmigen Vertikalsäulen, in welchen wirken auf Hebe- und Senkspindel 14, welche das die Abgase hochströmen und zwischen welchen die Anodengerüst 15 und die dazugehörenden anodischen seitlichen Strombolzen angeordnet sind. In der Fig. 2 Stromleiter 16 tragen. Am Anodengerüst 15 sind die ist hinter den Bolzen 21 je eine Seitenwand einer sol-Kontakt- oder Anodenstangen 17 befestigt, welche chen Vertikalsäule des Mantels in Ansicht dargeeinerseits mit dem anodischen Stromleiter 16, ander- 35 stellt. Im Ofen nach Fig. 3 übernehmen vertikale seits mit in der Anode oder den Anoden 18, 19 ein- Bolzen 22 die Stromzuführung von den Anodengesteckten Stromzuführungsbolzen 20, 21, 22 ver- schienen 16 zu den Anoden 19. bunden sind und damit die Anode oder die Anoden Zwischen den beiden Anoden 19 ist bei diesen tragen und mit elektrischem Strom versorgen. Durch Öfen ein 20 bis 70 cm breiter Zwischenraum 23 vor-Betätigen des Hubsystems mit dem Motor 10 läßt 40 handen, in welchem die Krusteneinschlagvorrichsich das Anodengerüst 15 und damit die ganze tung, genau wie bei dem in Fig. 1 abgebildeten Ofen, Anodengruppe in der Höhe verstellen. Auf diese und der Tonerdevorratsbehälter 27 angeordnet sind. Weise ist es möglich, die Anodengruppe auf eine Vom Behälter 27 fließt die Tonerde durch die auf solche Höhe einzustellen, daß zwischen den Anoden den Seiten des Zwischenraumes vorhandenen Ka- und dem kathodischen Wannenboden die gewünschte ₄₅ näle 36. Dieser Behälter weist einen Doppelboden Spannung herrscht. auf, dessen obere Lage aus porösen Platten 32 be-The frame 8 shown in the various figures is suspended and also has a tank 1 around the electrolysis furnace, which forms a gas collection hood 31 with the fire anode area. In solid stones 2 and coal mass 3 is lined. In the furnace according to FIG. 2, the electric current is fed through. In the carbon lining 3, busbars 4 for 20 with the anodic busbars 16 via rods are embedded in the cathodic power supply line. In the 17 connected lateral power supply bolt 21 trough is the layer of molten material fed to the two anodes. For this laterally deposited aluminum 5 and that made of molten bolts 21, the possibility is given of migrating down the electrolyte bath 6, the anode of which is made up of zen fluorides, by solidifying into a crust 7 on the vertical surface. Are arranged for slitting in the anode jacket. With hanging of the anodic part of the furnace, the exception of its upper part is used, which forms the through-supporting frame 8, on the upper crossbeam of which there is a gas collecting duct, so the hoists 9 are located, which are not continuously driven by a motor 10 over the anode casing, but rather consists of transfer cases 11 and transverse and longitudinal shafts 12 are driven from individual ones that converge or 13 into the upper collecting channel. These hoists 9 30 end box-shaped vertical columns, in which act on lifting and lowering spindles 14, which flow up the exhaust gases and between which the anode framework 15 and the associated anodic lateral current bolts are arranged. In FIG. 2, conductors 16 carry. A side wall of a sol contact or anode rod 17 is attached to the anode frame 15 behind the bolts 21, which shows the vertical column of the jacket, on the one hand, with the anodic conductor 16, on the other. In the furnace according to FIG. 3, vertical bolts 22 in the anode or anodes 18, 19 take over the power supply from the anode-inserted power supply bolts 20, 21, 22 rails 16 to the anodes 19 the anodes between the two anodes 19 is to be worn with these and supplied with electrical current. By furnaces a 20 to 70 cm wide gap 23 before actuating the lifting system with the motor 10 allows 40 to act, in which the crust hammering device the anode framework 15 and thus the whole device, exactly as in the furnace shown in Fig. 1, anode group in the Adjust the height. On this and the alumina storage container 27 are arranged. It is possible to adjust the anode group in a way that the alumina flows through the container 27 to such a height that between the anodes on the sides of the gap and the cathodic tub bottom the desired ₄₅ channels 36. This container has a double bottom voltage . on, the upper layer of which is made of porous plates 32

Der in Fig. 1 abgebildete Ofen ist mit vorgebrann- steht. Wird in den Bodenzwischenraum Druckluft ten Anodenblöcken 18 ausgerüstet, die in zwei in durch die Leitungen 33 und Düsen 34 geschickt, so Längsrichtung des Ofens verlaufenden Reihen ange- dringt sie durch die porösen Platten 32 durch und ordnet sind, und zwar derart, daß zwischen den bei- 50 lockert die im Behälter vorhandene Tonerde auf, die den Reihen ein in der Längsachse des Ofens verlau- durch die gelochten Wände 35 wie eine Flüssigkeit fender Zwischenraum 23 gebildet wird, dessen Breite herunterfließt und durch die Kanäle 36 ausströmt, vorzugsweise 20 bis 70 cm beträgt. Der Anoden- Im Rahmen der Erfindung läßt sich die in der bereich ist also in durch einen in der Ofenlängsachse mittleren Längsebene des Ofens eingebaute Krustenverlaufenden Zwischenraum voneinander getrennte 55 einschlagvorrichtung auf verschiedene Arten ausfüh-Hälften geteilt. In diesem Zwischenraum 23 ist, eben- ren. Zwei mögliche Bauarten sind in den Fig. 4 und 5 falls in Längsrichtung des Ofens, die im wesentlichen gezeigt, welche Vertikalschnitte durch die Längsin vertikaler Richtung wirkende Krusteneinschlag- achse von rechteckigen Elektrolyseöfen darstellen, vorrichtung angeordnet. Diese Vorrichtung besteht Nach der in Fig. 4 dargestellten Bauweise besteht aus zwei Balken 24, 25, die mit nach unten gerichte- 60 die Krusteneinschlagvorrichtung aus zwei über den ten Brechmeißeln 26 versehen sind. Die Balken der ganzen Anodenbereich durchgehenden und auf den Krusteneinschlagvorrichtung sind in vertikaler Rieh- beiden Stirnseiten des Anodenbereiches vorspringentung beweglich; in der Zeichnung sind sie in Arbeits- den, hebelartigen Balken 24 und 25, wobei nur der stellung dargestellt; in einem bestimmten Augenblick auf der einen Seite der Ofenmittelebene befindliche liegt der eine Balken in seiner höchsten Stellung, der 65 Balken 25 gezeichnet ist und der zweite, auf der anandere in seiner tiefsten Stellung; etwas später ist die deren Seite der Ofenmittelebene befindliche Balken Lage umgekehrt, wie gestrichelt dargestellt. In der 24, der seitenverkehrt angeordnet, aber sonst gleich Ruhestellung sind die beiden Balken in der Hochlage wie der Balken 25 gestaltet ist, nicht dargestellt ist.The furnace shown in Fig. 1 is prebaked. Is compressed air into the floor space th anode blocks 18, which are sent in two in through lines 33 and nozzles 34, so Rows running in the longitudinal direction of the furnace penetrate through the porous plates 32 and are arranged in such a way that between the two 50 loosens the clay present in the container, the The rows run along the longitudinal axis of the furnace through the perforated walls 35 like a liquid fender intermediate space 23 is formed, the width of which flows down and flows out through the channels 36, is preferably 20 to 70 cm. The anode In the context of the invention can be in the The area is therefore in the crust that is built into the furnace longitudinal axis in the middle longitudinal plane of the furnace Intermediate space separated 55 hammering device in different ways execute halves divided. In this interspace 23 there is a plane. Two possible designs are shown in FIGS. 4 and 5 if in the longitudinal direction of the furnace, the substantially shown vertical sections through the longitudinal in represent the vertical axis of crust impact of rectangular electrolysis furnaces, device arranged. This device consists of the construction shown in FIG of two bars 24, 25, which are directed downwards with the crust impact device from two over the th breaking chisels 26 are provided. The bars all over the anode area continuous and on the Crust wrapping devices are protruded vertically from both ends of the anode area movable; in the drawing they are in working, lever-like bars 24 and 25, with only the position shown; at a given moment on one side of the furnace center plane one bar is in its highest position, the bar 25 is drawn and the second, on the other in its lowest position; a little later is the beam on the side of the furnace center plane Reverse position as shown in dashed lines. In the 24, the wrong way round, but otherwise the same In the rest position, the two bars are in the elevated position as the bar 25 is designed, not shown.

Der Balken 25 ist auf der einen Stirnseite des Ofens auf einer mit dem Ofengerüst verbundenen Achse 37 gelagert und wird an seinem anderen Ende durch den hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinder 38, der sich über dem Flansch 39 am Ofengerüst abstützt, bewegt. Der Balken 25 ist mit nach unten gerichteten Brechmeißeln 26 versehen, aber nur auf der vom Drehpunkt entfernteren Hälfte des Balkens, da dieser auf seiner anderen Hälfte, in der Nähe seines Drehpunktes, nur einen relativ kleinen Hub hat. Damit in der Tieflage die mit Meißeln versehene Balkenhälfte horizontal liegt und die Kruste bis zu einer regelmäßigen Tiefe ins Bad einstößt, ist der Balken in seiner Mitte leicht gebogen. Ein Anschlag 40 ve'rmeidet, daß die Meißel zu tief in das Bad eindringen. Der Balken 25 ist gestrichelt in seiner Hochlage gezeigt, die mit der Ruhestellung zusammenfällt. Es ist noch möglich, eine Arretierung 41 für den Balken in Ruhestellung vorzusehen.The beam 25 is on one end of the furnace mounted on a shaft 37 connected to the furnace frame and is at its other end by the hydraulic or pneumatic pressure cylinder 38, which is supported on the furnace frame via the flange 39, emotional. The beam 25 is provided with downwardly directed breaking chisels 26, but only on the half of the beam farther away from the fulcrum, since it is on its other half, close by its pivot point, has only a relatively small stroke. So that in the lower position the one provided with chisels Half of the bar is horizontal and the crust penetrates the bath to a regular depth, that is Beam slightly curved in the middle. A stop 40 prevents the chisels from penetrating too deeply into the bath. The bar 25 is shown in dashed lines in its elevated position, which coincides with the rest position. It is still possible to provide a lock 41 for the beam in the rest position.

Zum Auffangen der zwischen den beiden Anoden entweichenden Abgase ist der Zwischenraum an seinen beiden Enden mit einer Blechhaube 42 geschlossen. Die Abgase werden im Kamin 43 unter Frischluftzufuhr verbrannt und dann zur Reinigungsanlage geführt. In diesen Kamin 43 münden auch die Ableitungen der Gassammeihauben 31 der beiden kontinuierlichen Anoden. Es wäre aber auch möglich, auf der dem Zwischenraum 23 zugekehrten Seite der Anoden 19 einen Sammelkanal, entsprechend dem Sammelkanal 31, anzubringen und dann den Zwischenraum 23 an beiden Enden offenzulassen, wodurch, wenn nötig, eine bessere Abkühlung der Anodeninnenwände erreicht werden kann.The space in between is on to collect the exhaust gases escaping between the two anodes closed at both ends with a sheet metal hood 42. The exhaust gases are in the chimney 43 under Fresh air supply burned and then led to the cleaning system. In this chimney 43 also open Derivatives of the gas collection hoods 31 of the two continuous anodes. But it would also be possible on the side of the anodes 19 facing the intermediate space 23, a collecting channel, accordingly the collecting channel 31, to be attached and then to leave the gap 23 open at both ends, whereby, if necessary, better cooling of the inner walls of the anode can be achieved.

Nach der in Fig. 5 dargestellten Bauweise besitzt die Krusteneinschlagvorrichtung mindestens einen über die ganze Länge des Anodenbereiches durchgehenden und auf beiden Stirnseiten des Anodenbereiches vorspringenden geraden Balken 25, .der an seinen beiden Enden durch Druckzylinder 38 angetrieben wird. Dieser Balken 25 kann daher auf seiner ganzen Länge im gleichen Maß auf- und abwärts bewegt werden und aus diesem Grunde auf seiner ganzen nützlichen Länge mit Meißeln 26 versehen sein. In der Fig. 5 ist der anodische Teil des Elektrolyseofens nur angedeutet.According to the construction shown in FIG. 5, the crust impact device has at least one Continuous over the entire length of the anode area and on both ends of the anode area protruding straight beam 25, .der driven by pressure cylinder 38 at both ends will. This bar 25 can therefore up and down to the same extent over its entire length are moved and for this reason provided with chisels 26 over its entire useful length be. The anodic part of the electrolytic furnace is only indicated in FIG. 5.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Krusteneinschlagvorrichtungen lassen sich bei den Ofentypen nach Fig. 1, 2 oder 3 anwenden.The crust impact devices shown in Figs can be used with the furnace types according to FIG. 1, 2 or 3.

Durch die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Antriebsmittel werden die Balken 24, 25 in praktisch rein vertikaler Richtung angetrieben. Es ist aber auch noch möglich, durch geeignete Antriebsmittel die Balken quer zu ihrer Längsrichtung oder auch in ihrer Längsrichtung zu bewegen, um damit neben dem Einstoßen der Kruste noch ein besseres Durchrühren des Bades zu erzielen. Es lassen sich zu diesem Zweck als Antriebsmittel z. B. Exzenter verwenden, die auch mit dem bereits beschriebenen Druckzylinder zur Erzielung von dreidimensionalen Bewegungen der Brechwerkzeuge kombiniert werden können.By means of the drive means shown in FIGS. 4 and 5, the bars 24, 25 become practical driven in a purely vertical direction. But it is also still possible by suitable drive means Beams to move transversely to their longitudinal direction or in their longitudinal direction, in order to be next to it To achieve even better stirring of the bath by pushing in the crust. It can be related to this Purpose as a drive means z. B. use eccentric that also works with the pressure cylinder already described can be combined to achieve three-dimensional movements of the crushing tools can.

Die zur beschriebenen Krusteneinschlagvorrichtung gehörenden Antriebsmittel samt Motoren können durch Druckknopfbetätigung zur gegebenen Zeit angelassen und gestoppt werden. In einer vorteilhaften Ausführung wird der Einstoßvorgang sowie das Beschicken des Ofens mit Tonerde und die Regulierung der Spannung durch einen Programmregler bewirkt, der bezüglich der beiden erstgenannten Vorgänge z. B. elektropneumatisch arbeitet, während der Spannungsregler z. B. über Magnetverstärker auf kontaktelektrischem Wege funktioniert und den Motor 10 zum Heben oder Senken der Anode steuert.The drive means and motors belonging to the described crust impact device can can be started and stopped at the given time by pressing a push button. In an advantageous Execution is the pushing-in process as well as loading the furnace with clay and the regulation the voltage is caused by a program controller, which is related to the first two processes z. B. works electro-pneumatically, while the voltage regulator z. B. on magnetic amplifier electrical contact works and controls the motor 10 to raise or lower the anode.

Durch diesen Programmregler können beispielsweise sowohl die Zeitabstände zwischen den einzelnen Einstoßvorgängen, die Dauer des Einstoßvorganges, z. B. V2 bis 3 Minuten, das Zeitintervall zwischen dem Ende des Einstößvorganges und dem Beginn der Tonerdezugabe (z. B. V2 bis 5 Minuten), die Dauer des Ausfließens von Tonerde aus dem Vorratsbehälter sowie auch die Ofenspannung geregelt werden.With this program controller, for example, both the time intervals between the individual Push-in processes, the duration of the push-in process, e.g. B. V2 to 3 minutes, the time interval between the end of the pushing process and the start of the addition of alumina (e.g. V2 up to 5 minutes), the duration the outflow of alumina from the storage container as well as the furnace voltage can be regulated.

Die automatische Bedienung wird in jedem Fall durch den Anodeneffekt, d. h. durch die dabei auftretende plötzliche Spannungserhöhung über den Spannungsregler ausgelöst. Man hat es außerdem in der Hand, die Programmsteuerung so einzustellen, daß der Ofen zwischen zwei Anodeneffekten weiterhin noch einmal oder mehrere Male automatisch eingestoßen und automatisch mit Tonerde chargiert wird. Nach dem Einstoß- und Chargiervorgang stellt der Spannungsregler den Ofen wieder auf Sollspannung ein.The automatic operation is in any case due to the anode effect, i.e. H. by the occurring sudden voltage increase triggered by the voltage regulator. You also have it in to set the program control so that the furnace continues between two anode effects automatically pushed in once or several times and automatically charged with clay will. After the push-in and charging process, the voltage regulator sets the furnace back to the target voltage a.

Erfolgt in einer vorgegebenen Zeit kein Anodeneffekt, so kann z. B. die Steuerung selbsttätig die Tonerdezugabe nach jedem Einstoßvorgang vermindern oder ganz abstellen, bis der Anodeneffekt wieder eingetreten ist. Zweckmäßigerweise wird der Takt der Chargierungen überhaupt etwa einmal je Tag unterbrochen, um wenigstens täglich einmal den Anodeneffekt herbeizuführen.If there is no anode effect in a given time, z. B. the controller automatically the Reduce or turn off the addition of alumina after each pushing-in process until the anode effect is restored has occurred. The charging cycle is expediently about once each Interrupted during the day in order to bring about the anode effect at least once a day.

Vorzugsweise wird in Zeitabständen von z. B. V2, 1, IV2 oder 2 Stunden die Krusteneinschlagvorrichtung automatisch in Gang gesetzt, welche die Tonerde in das Schmelzbad bei gleichzeitigem Einbrechen der Kruste einstößt. Unmittelbar oder kurz darauf wird automatisch die neue Tonerdemenge aus dem Vorratsbehälter ausgelassen und fällt auf die sich in der Zwischenzeit wieder gebildete Kruste. Diese Tonerde schützt die Badoberfläche vor Erkalten und wird gleichzeitig für das nächste Einstoßen vorgewärmt. Durch die Zeitdauer der Betätigung der Auslaufvorrichtung wird die Tonerdemenge so genau wie möglich reguliert, um eine bestimmte Konzentration der Tonerde im Ofenfluß nicht zu überschreiten. Die nicht vermeidbaren Genauigkeitstoleranzen bei der Dosierung der Tonerde werden dadurch berücksichtigt, daß — wie oben erwähnt — bei ausbleibendem Zünder automatisch weniger Tonerde aufgegeben wird, so lange, bis wieder ein neuer Anodeneffekt auftritt. Die Programmsteuerung kann weiterhin so eingerichtet werden, daß automatisch mehr Tonerde eingetragen wird, wenn der Ofen zu häufig zündet.Preferably, at intervals of z. B. V2, 1, IV2 or 2 hours the crust impact device automatically set in motion, which the alumina in the weld pool with simultaneous break-in the crust hits. Immediately or shortly thereafter, the new amount of clay is automatically removed from the The storage container is left out and falls onto the crust that has formed again in the meantime. This clay protects the bathroom surface from cooling down and is also preheated for the next push. By the length of time the discharge device is operated, the amount of clay becomes as accurate as possibly regulated so as not to exceed a certain concentration of alumina in the furnace flow. the unavoidable accuracy tolerances in the dosage of the clay are taken into account, that - as mentioned above - if there is no igniter, less clay is automatically given up until a new anode effect occurs again. The program control can continue to do so be set up so that more clay is automatically added if the stove ignites too often.

Es kann aber auch vorkommen, daß einmal aus irgendeinem Grund die notwendige Tonerdemenge nicht eingestoßen wird oder sich zumindest nicht im Elektrolyten auflöst. In einem solchen Fall wird vor Ablauf der normalen Periode und also vor einem automatischen Anlassen der Krusteneinschlagvorrichtung und der Tonerdezugabevorrichtung ein Anodeneffekt auftreten. Die Programmsteuerung der erfindungsgemäßen Elektrolyseöfen ist wie gesagt so geregelt, daß sie ebenfalls auf solche Zwischenfälle reagiert und die notwendigen Vorgänge in Gang setzt. Durch die Anordnung der automatischen Einstoßvorrichtung zwischen den beiden Anoden mittels mindestens zweier Brechwerkzeuge, vorzugsweiseBut it can also happen that for some reason the necessary amount of clay is not pushed in or at least does not dissolve in the electrolyte. In such a case it will be before Expiry of the normal period and therefore before the crust impactor starts automatically and the alumina adding device, an anode effect occur. The program control of the The electrolysis furnace according to the invention is, as I said, regulated so that it can also respond to such incidents reacts and sets the necessary processes in motion. By the arrangement of the automatic pusher between the two anodes by means of at least two breaking tools, preferably

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einer größeren Anzahl davon, wird erreicht, daß das Einstoßen der Tonerde in den Fluß über den ganzen Zwischenraum zwischen den Anoden gleichmäßig erfolgt und keine Krustenteile mit allzu hoher Tonerdekonzentration lokal zu Boden sinken, da die Kruste im Innern des Ofens zwischen den beiden relativ heißen Anodenhälften weich ist und sich leicht einstoßen läßt.a greater number of these, it is achieved that the pushing of the clay into the river over the whole Space between the anodes takes place evenly and no parts of the crust with an excessively high concentration of alumina will locally sink to the bottom, as the crust inside the furnace between the two relatively hot anode halves is soft and easily bumped into leaves.

Bei den bekannten Öfen sind die Krusten an den Außenseiten des Ofens verhältnismäßig kompakt, da sie an den kühleren Rändern des Ofens in zusammenhängenden Stücken erstarren, die dann beim Einstoßvorgang in den Fluß gelangen. Dieser Vorgang ist bei den Öfen, die von den Außenseiten her bedient werden, geradezu erwünscht. Mit den zusammenhängenden Stücken erstarrten Flusses gelangen gleichzeitig Anhäufungen von Tonerde in den Fluß, sinken auf den Boden ab und bilden hier Verkrustungen der Seitenwände der Ofenwanne. Durch diese Verkrustungen der Seitenwände, die am Wannenboden bis etwa zum äußeren Rand der Anode reichen, wird der Kohlerand geschützt und das Fluß- und Metallbad des Ofens eng gehalten. Dadurch wird wiederum der Strom auf die Kathode konzentriert, und der Spiegel des an der Kathode abgeschiedenen Metalls steigt schnell an. Durch beide Vorgänge wird erfahrungsgemäß die Stromausbeute günstig beeinflußt. In the known ovens, the crusts on the outside of the oven are relatively compact because they solidify in coherent pieces at the cooler edges of the furnace, which then become part of the push-in process get into the river. This process is common to the ovens, which are served from the outside are downright desired. Get with the connected pieces of frozen river at the same time accumulations of clay in the river, sink to the bottom and form encrustations here the side walls of the oven pan. Because of this encrustation of the side walls on the bottom of the tub reach about the outer edge of the anode, the carbon edge is protected and the flux and metal bath of the furnace kept tight. This in turn concentrates the current on the cathode, and the level of metal deposited on the cathode rises rapidly. Both processes become experience has shown that it has a favorable effect on the current yield.

Dagegen ist bei den erfindungsgemäßen Öfen, die in der Mitte in dem Zwischenraum zwischen den beiden Anoden bzw. zwischen den beiden Reihen von Anodenblöcken bedient werden (d. h. bei denen die Kruste zwischen den beiden Anoden bzw. zwischen den beiden Reihen von Anodenblöcken gebrochen wird), der Vorgang der Bildung von Bodensatz beim Einstoßvorgang unerwünscht. Wie erwähnt, bewirkt dieser Bodensatz beim Einstoßvorgang in der Mitte eine Abdrängung des Stromes nach den Außenseiten der Kathodenwanne, ein »Hohlgehen« des Ofens und damit eine Verschlechterung insbesondere der Stromausbeute. Dieser Nachteil wird jedoch bei der Ofenkonstruktion gemäß Erfindung mit maschineller Einschlagvorrichtung in der Mitte vermieden.In contrast, in the ovens according to the invention, which is in the middle in the space between the two Anodes or between the two rows of anode blocks (i.e. where the Crust broken between the two anodes or between the two rows of anode blocks is), the process of the formation of sediment during the pushing process is undesirable. As mentioned, causes this sediment during the pushing process in the middle causes a displacement of the current to the outside the cathode trough, the furnace “hollowing out” and thus a deterioration in the current yield in particular. This disadvantage, however, becomes apparent in the furnace construction according to the invention with a mechanical wrapping device avoided in the middle.

Bei Verwendung einer selbsttätigen Einstoßvorrichtung und Tonerdeaufgabe mit elektropneumatischer Schaltapparatur besteht die Möglichkeit, die automatische Bedienung des Ofens oft erfolgen zu lassen. Die Schalteinrichtung wird so eingestellt, daß die Kruste häufig eingeschlagen wird. Das Einschlagen der Kruste und die Tonerdezugabe können mittels automatischer Einrichtung ununterbrochen erfolgen. Um die Einrichtung zu schonen, wird man jedoch die maschinelle Vorrichtung praktisch nicht kontinuierlich, sondern ein oder mehrmals in der Stunde, jedoch mindestens einmal alle 2 Stunden in Gang setzen lassen. Hierbei können die Zündvorgänge zwischen den Takten der maschinellen Bedienung auftreten oder jeweils als Nullpunkte für die weitere Taktgebung ausgenutzt werden.When using an automatic pusher device and alumina feed with electropneumatic Switchgear there is the possibility of automatic operation of the furnace too often permit. The switching device is adjusted so that the crust is often broken. The impact the crust and the addition of alumina can be carried out continuously by means of an automatic device. In order to protect the device, however, the mechanical device is practically not used continuously, but once or several times an hour, but at least once every 2 hours in Let go. Here, the ignition processes between the cycles of the machine operation occur or are used as zero points for further clocking.

Durch dieses nahezu kontinuierliche Einstoßen der Kruste und die nahezu kontinuierliche Tonerdeaufgabe wird eine Konstanz der Flußtemperatur und der Tonerdekonzentration im Fluß erreicht, die bisher noch nie erzielt worden ist. Man kann den Ofen gemäß Erfindung mit einer Tonerdekonzentration und einer Flußtemperatur ^arbeiten lassen, bei denen sich die höchsterreichbaren Werte für die Stromausbeute ergeben. Durch systematische Versuche im industriellen Maßstab ist festgestellt worden, daß man bei gleichbleibender Tonerdekonzentration von mindestens 3, vorzugsweise 3,5% Stromausbeutewerte von 90 bis 96% erhält. Die praktisch erreichbare Höchstgrenze der gesamten Tonerdekonzentration im Fluß liegt bei etwa 8 bis 10%. Im normalen Betrieb wird man vorteilhafterweise im Bereich von 3,5 bis 5% arbeiten. Der Ofen gemäß Erfindung bietet infolge der praktisch kontinuierlichen Beschickung mit Tonerde die Möglichkeit, derart hohe und bisher nie erzielte Werte der Stromausbeute zu erreichen.Through this almost continuous pounding of the crust and the almost continuous application of clay a constancy of the river temperature and the alumina concentration in the river is achieved, which was previously achieved has never been achieved. You can use the furnace according to the invention with an alumina concentration and a river temperature ^ at which result in the highest possible values for the current yield. Through systematic trials in industrial Scale has been found that with constant alumina concentration of at least 3, preferably 3.5%, current efficiency values of 90 to 96% are obtained. The practically achievable The maximum limit of the total alumina concentration in the river is around 8 to 10%. In normal operation one will advantageously work in the range from 3.5 to 5%. The furnace according to the invention offers as a result the practically continuous charging with alumina the possibility of such a high and never before achieved values of the current yield.

Bei der Wahl der Tonerdekonzentration kann man gleichzeitig auf die Leitfähigkeit des Flusses bei gegebener Temperatur Rücksicht nehmen und die^ Leitfähigkeit und Temperatur so einstellen, daß Öfenspannung und Stromausbeute ein Optimum ergeben.When choosing the alumina concentration one can at the same time on the conductivity of the river at a given Take temperature and conductivity into account and adjust the temperature so that the furnace voltage and current yield are optimal.

Die Spannungsregulierung bietet außerdem die Möglichkeit, den Ofen bei einer Spannungskurve zu fahren, bei der in jedem Augenblick optimale Werte für Stromausbeute und spezifischen Energieverbrauch erreicht werden. Der einfachste Fall ist der, bei dem der Spannungsregler die Ofenspannung auf einen konstanten Sollspannungswert reguliert, wobei kurze Zeit vor dem Zünder der Regler die Spannung freigibt, damit der Zünder sich voll auswirken kann. Die Verwendung eines Spannungsreglers schließt nicht aus, daß die Ofenspannung auch durch motorisches Auffahren und Abfahren der Anode durch Druckknopfbetätigung geregelt werden kann. Eine derartige Regelung wird immer in Störungsfällen angewandt werden müssen.The voltage regulation also offers the possibility of closing the furnace in the event of a voltage curve drive with optimal values for power yield and specific energy consumption at every moment can be achieved. The simplest case is the one where the voltage regulator adjusts the furnace voltage to one constant target voltage value regulated, whereby the regulator releases the voltage a short time before the igniter, so that the detonator can take full effect. The use of a voltage regulator does not preclude from that the furnace voltage can also be increased by motorized opening and closing of the anode by pressing a button can be regulated. Such a regulation is always applied in the event of a malfunction Need to become.

Bei Öfen gemäß Erfindung werden daher Werte für den spezifischen Energieverbrauch erreicht, die um 0,5 bis 1 kWh/kg Al niedriger liegen als bei den bisher verwendeten Ofentypen. Die gleichmäßige niedrige Flußtemperatur der Öfen gemäß unserem Vorschlag wirkt sich ebenfalls günstig auf den Anodenverbrauch und den Flußmittelverbrauch aus.In ovens according to the invention, values for the specific energy consumption are therefore achieved which 0.5 to 1 kWh / kg Al lower than the previously used furnace types. The uniform low flow temperature of the ovens according to ours The proposal also has a favorable effect on the anode consumption and the flux consumption.

Außerdem wird bei Öfen gemäß Erfindung infolge der weitgehenden Mechanisierung der Arbeitsaufwand für sämtliche Bedienungsvorgänge am Ofen um etwa 25 bis 50% je nach Ofentype und Bedienungsverhältnissen, eventuell auch mehr, herabgesetzt. In addition, the amount of work involved in furnaces according to the invention is due to the extensive mechanization for all operations on the furnace by around 25 to 50% depending on the type of furnace and operating conditions, possibly even more.

Claims

Patent claims:

1. Electrolysis furnace for the production of aluminum by fused-salt electrolysis, the anode area being divided into halves separated by an interspace, characterized in that a machine-driven crust impact device, which acts essentially in the vertical direction and extends over the entire length of the anode area, is arranged in this interspace is.

2. Electrolysis furnace according to claim 1, characterized in that the crust impact device from at least one continuous, provided with downwardly directed breaking tools Beam is made.

3. Electrolysis furnace according to claim 1 and 2, characterized in that the bars of the Crust impact device built in like a lever and stored at one end and at the other End driven.

4. Electrolysis furnace according to claim 3, characterized in that one of the bars Crust wrapping device on one face and the other on the other face of the oven

are stored and driven accordingly at their other end.

5. Electrolysis furnace according to claim 1 and 2, characterized in that the bars of the Crust impact device are driven on both sides.

6. Electrolysis furnace according to claim 1 to 5, characterized in that the bearings, guides and drive means for the beams of the crust impactor external to the anode area are arranged.

7. Electrolysis furnace according to claim 1 to 6, characterized in that the bars of the Crust impact device are pneumatically or hydraulically driven.

8. Electrolysis furnace according to claim 1 to 6, characterized in that the bars of the Crust impact device are driven with the help of eccentrics.

9. Electrolysis furnace according to claim 1 and 2, characterized in that the crust impact device except in the vertical direction, especially in its lowest position, also in transverse or Is movable longitudinally.

10. Electrolysis furnace according to claim 1 to 9, characterized in that the space in between Devices for the alumina supply are arranged.

11. Electrolysis furnace according to claim 1 to 10, characterized in that the drive means the crust impact device are coupled to an automatic control device.

12. Electrolysis furnace according to claim 1 to 11, characterized in that the intermediate space with the crust wrapping device runs in the longitudinal axis of the furnace.

13. A method for operating an electrolytic furnace according to claim 1 to 12, characterized in that that the crust breaking device is operated automatically according to program control.

14. The method according to claim 13, characterized in that the crust impact operations and triggered for the addition of alumina according to program control at certain time intervals and when an anode effect occurs will.

15. The method according to claim 13 and 14, characterized in that by the automatic Program control for the crust impact device also controls the devices for the Operated.

16. The method according to claim 13 and 14, characterized in that according to a predetermined Number of processes the addition of alumina is automatically interrupted until an anode effect solves the series of processes carried out periodically according to the program.

17. The method according to claim 13 and 14, characterized in that the crust impact and alumina addition operations are controlled so that between the after a predetermined number of intentionally caused anode effects by processes reduce the alumina concentration in the Bath has a constant value of at least 3%, preferably at least 3.5%.

18. The method according to claim 15, characterized in that by the program control also the connection with the automatic regulator for setting the anode to that of the Target voltage corresponding level is automatically established.

For this purpose 2 sheets of drawings