DE1137563B - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Zufuhr von Aluminium-oxyd in Aluminium-Elektrolyseoefen - Google Patents

Description

Gegenstand des Patents 895 062 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufgabe der Tonerde (Aluminiumoxyd) in Elektrolyseöfen für die Herstellung von Aluminium, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Tonerde in das Elektrolytbad des Aluminiumofens mit mechanischen Schubmitteln unter einem solchen Druck eingeführt wird, der imstande ist, die oberflächliche Kruste des Elektrolytbades einzustoßen bzw. die Krustenbildung an der Badoberfläche zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser Arbeitsweise mit dem Ziele, die Gefahr von verschiedenen Unzulänglichkeiten zu beseitigen, die bei den älteren Verfahren auftreten können.

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren nach Patent 895 062, welches dahingehend verbessert ist, daß die Zufuhr des Rohmaterials während des Arbeitsverlaufes derart bewerkstelligt wird, daß die Eintrittsstelle des gepulverten Zufuhrmaterials (Aluminiumoxyd) in das Elektroltybad des Aluminiumofens sowohl vertikal als auch horizontal verändert wird und Mittel vorgesehen sind, um eine derartige Veränderung oder Verschiebung durch horizontale Verschiebung der Zufuhreinrichtung längs der Seite der Elektrode des Ofens und durch Einrichtungen für vertikale Verschiebung zu bewirken, unabhängig von der horizontalen Verschiebung; diese seitliche Verschiebung wird vorzugsweise durch Schneckengetriebe oder Führungsrollen bewirkt.

Nach der neuen Erfindung werden die folgenden Nachteile der bisherigen Arbeitsweise sicher vermieden:

Verfahren und Vorrichtung
zur kontinuierlichen Zufuhr von Aluminiumoxyd in Aluminium-Elektrolyseöfen

Zusatz zum Patent 895 062

Anmelder:

Montecatini Societä Generale per l'Industria Mineraria e Chimica, Mailand (Italien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. DipL-Chem. Dr.phil. Dr.techn. J. Reitstötter und Dr.-Ing. W. Bunte, Patentanwälte,

München 15, Haydnstr. 5

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 24. April 1959 (Nr. 6964)

Giovanni Mantovanello, Mailand (Italien),
ist als Erfinder genannt worden

kühlte Teil der Anode besitzt einen höheren Widerstand, leitet daher den Strom schlechter und brennt weniger als normal ab, wodurch sich am Boden der Elektrode Unebenheiten bilden.

1. eine Anhäufung von Aluminiumoxyd über der obersten Kruste, welche das Elektrolytbad bedeckt (Haufenbildung) unter Weglassen der Zuführungseinrichtung (Schneckenförderer)
(diese nachteilige Erscheinung tritt auf, wenn sich der Unterteil des Schneckenförderers einige Zentimeter über dem Schmelzbad befindet);

2. Festfressen des Schneckenförderers (dies tritt dann auf, wenn ein Teil des Schneckenförderers in das Schmelzbad eintaucht, welches sich dann bei Berührung mit dem Schneckenförderer verfestigt und so das ganze Gerät blockiert);

3. Irregulärer Verbrauch der Anoden (dadurch, daß die Zufuhr zum Ofen immer an dergleichen Stelle in unmittelbarer Nachbarschaft der Elektrode stattfindet, wird letztere durch die kontinuierliche Zufuhr von kaltem Aluminiumoxyd an der Zuführungsstelle abgekühlt; der abge-Im Nachfolgenden wird an Hand von Zeichnungen die Erfindung zur Vermeidung der geschilderten Nachteile erörtert. Die Ausführungen zu den Zeichnungen sind nur als beispielsweise Klarstellung zu werten, ohne daß der Gegenstand der Erfindung auf die geschilderte Ausführungsform beschränkt werden soll.

Fig. 1 ist ein vereinfachter Längsschnitt durch einen Aluminium-Elektrolyseofen mit Anode und zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anbringen des Zufuhrmechanismus am Anodengehäuse und seine Einrichtung für horizontale und vertikale Verschiebung;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht teilweise im Schnitt eines Teils von Fig. 1 und zeigt diese Vorrichtung detaillierter;

Fig. 3 ist eine Ansicht teilweise im Schnitt der Vorrichtung von Fig. 2;

209 659/249

Fig. 4 ist eine teilweise Ansicht ähnlich Fig. 3, zeigt aber eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur transversalen Bewegung des Zufuhrmechanismus;

Fig. 5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht von Einzelheiten der Ausführungsform nach Fig. 4, und

Fig. 6 und 7 zeigen, wie getrennte Träger an jeder Seite des Anodengehäuses beweglich montiert werden können, wobei Fig. 7 eine Ansicht in Richtung A-A von Fig. 6 ist.

Der in Fig. 1 gezeigte Elektrolyseofen ist in der Wanne 33, die durch den Innenteil seiner Auskleidung gebildet wird, mit einer bestimmten Menge eines Elektrolyten aus geschmolzenem Fluorid 24 gefüllt. In das schmelzflüssige Bad taucht teilweise eine Anode 31 ein, die sich in einem Anodengehäuse 7 befindet. Das Bad wird mit zerkleinertem Aluminiumoxyd aus einem Behälter oder Zufuhrtrichter 5 beschickt. Das Aluminiumoxyd wird aus dem Trichter 5 mit einer Dosierschnecke 6 in ein Rohr 6 α gebracht und von dort mit Hilfe einer Schubschnecke 1 in das Bad gepreßt. Die Fördereinrichtungen werden durch einen Elektromotor 3 betätigt, der die Dosiereinrichtung 6 und die Schnecke 25 über einen Getriebekasten 4 und eine Transmissionskette oder Kupplung 29 antreibt. Ein metallisches Zufuhrrohr 30, in welchem sich die Schnecke 25 befindet, erstreckt sich nach unten bis zu einer Höhe h (Fig. 3) etwa einige Zentimeter über dem höchsten Oberflächenspiegel des Bades 24, unter Berücksichtigung der Schwankungen des Badspiegels. Dieser Abstand h, etwa 4 cm, genügt, um eine Verunreinigung des Bades durch das Rohr 30 zu verhindern, und ist auch klein genug, daß die Schnecke (oder eine andere Schuboder Zufuhreinrichtung) das zugeführte Material mit dem notwendigen Druck, um es durch die Kruste des Bades zu pressen, zuführen kann. Der Spiegel des Schmelzbades 24 kann während des Betriebes des Elektrolyseofens aus verschiedenen Gründen schwanken, wie etwa wegen Temperaturschwankungen, Erhöhung des Ofenbodens usw. Um derartige Schwankungen des Badspiegels zu ermöglichen, ist das Rohr 30, welches die Schnecke 25 enthält, anhebbar bzw. in seiner Höhe verstellbar angeordnet. Zusätzlich zu dieser Verschwenkbarkeit in der Höhe kann auch die Zufuhrstelle in der Ebene, d.h. in Längs- und/ oder Querrichtung, veränderlich angeordnet werden.

Gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ist die Einrichtung zur kontinuierlichen Beschickung, bestehend aus dem Motor 3, dem Getriebekasten 4, dem ZufuhrtrichterS für das Aluminiumoxyd, der Dosierschnecke 6 und der Schubschnecke 1 auf einem Tragrahmen 2 montiert. Dieser Rahmen 2 ist aber nicht fest am Anodengehäuse 7 befestigt, sondern wird erfindungsgemäß durch vier kleine Räder 8 getragen, die am Rahmen 2 gelagert sind und in zwei Führungsschienen 9 rollen, wodurch die gesamte auf dem Träger 2 montierte Zufuhreinrichtung verschoben werden kann. Die entsprechenden Enden der Führungsschienen 9 sind vertikal in der Höhe verstellbar und werden von zwei Schraubspindeln zum Heben und Senken getragen, die aus zwei Gewindestangen 10 bestehen, die zur Auf- und Abwärtsbewegung mit entsprechenden Muttern 11 zusammenarbeiten. Ein Handrad 12 ist fixierbar an jeder Mutter 11 befestigt, welche von der oberen Fläche eines Widerlagers 10 ω getragen wird, in welchem die Gewindestange 10 zur vertikalen Auf- und Abwärtsbewegung geführt wird. Die Widerlager 10 a sind in entsprechenden Trägern 13 fest montiert, welche ihrerseits wiederum am Anodengehäuse 7 befestigt sind. Die Schiene 9 ist mittels eines Verbindungsteiles 14 mit der Gewindestange 10 verbunden. Eine gemeinsame Drehung des rechten und linken Handrades 12 bewirkt somit, daß sich die entsprechenden Enden der Führungsschienen 9 heben

ίο oder senken, wodurch die ganze Zufuhreinrichtung, die über den Rahmen 2 von den Schienen 9 getragen wird, gehoben oder gesenkt wird. Auf diese Art kann das untere oder Zufuhrende der Schubschnecke 1 leicht auf seine Optimalhöhe gebracht werden und dieser kann den Schwankungen des Spiegels des Schmelzbades 24 während des Betriebes des Elektrolyseofens folgen. Außerdem können die Führungsschienen 9 durch verschiedene Einstellung der rechten und linken Handräder zueinander in der einen oder anderen Richtung geneigt werden, wodurch der Träger mit dem Rahmen 2 und die gesamte Einrichtung, die von den Rädern 8 getragen wird, gemäß Fig. 1 der Länge nach entweder nach rechts oder nach links verschoben wird. Auf diese Art kann die Zufuhrstele oder die Öffnung am unteren Teil des Schubförderers 1 nach Wunsch entlang der Anode 31 verschoben werden, indem der Träger, der die Zufuhreinrichtung trägt, entlang der Schiene 9 bewegt wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform, wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt wird, ist auch eine transversale Bewegung des Trägers möglich. Bei dieser Ausführungsform sind die Widerlager 10 a' nicht fest auf Trägern 13 montiert, wie dies in den Fig. 1 bis 3 dargestellt wird, sondern quer zu den Schienen 9 auf Schienen 18 beweglich, welche ihrerseits an den Trägern 13 befestigt sind. Die Räder 16 laufen zwangsweise in einer Hohlschiene 18, und die Räder 17 führen den Teil 10 a' und verhindern ein Festklemmen dessen durch ihren Lauf entlang der äußeren Kante der Querschienen 18. In Fig. 5 ist die Gewindestange mit einer Vorrichtung gezeigt, die ihre Abwärtsbewegung verhindert. Es ist dies ein Ringstück 19, das zwar die Abwärtsbewegung der Gewindestange verhindert, aber ihre Drehung relativ zum Widerlager 10 a' gestattet. Die Gewindestangenmutter 11' bewegt sich beim Drehen des Handrades 12' entlang der Gewindestange 10' auf und ab und nimmt die Laschen 14' und die Bolzen 15 mit, von welchen das Ende der Schiene 9 unterstützt wird.

Auf diese Weise können Bedingungen geschaffen werden, wie sie für den regulären und kontinuierlichen Betrieb des Ofens nötig sind. Für einen derartigen regulären Betrieb und eine kontinuierliche Beschickung ist es vorzuziehen, das Endstück der Schubschnecke ungefähr 4 cm über dem Schmelzbadspiegel (Abstand K) anzuordnen und die Zufuhrstelle nicht immer am gleichen Platz zu belassen. Da, wie oben beschrieben, der Schmelzbadspiegel während des Betriebes des Elektrolyseofens aus verschiedenen Gründen schwankt, können diese Bedingungen durch die beschriebene Vorrichtung und das beschriebene Verfahren leicht erreicht und beibehalten werden.

Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt wird, können zwei separate Träger 2 an gegenüberliegenden Seiten des Anodengehäuses 7 montiert werden, um das Alu-

miniumoxyd an verschiedenen Stellen des Bades 24 zuzuführen.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Aufgabe von Aluminiumoxyd in Elektrolyseöfen zur Aluminiumherstellung nach Patent 895 062, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrstelle des Aluminiumoxyds in das Bad während des Verlaufes der Elektrolyse sowohl horizontal als auch vertikal verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höheneinstellung so durchgeführt wird, daß das untere Ende der Zufuhreinrichtung den Schwankungen des Badspiegels folgt und ständig eine Entfernung von ungefähr 4 cm aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrstelle des Aluminiumoxyds in das Bad in Abhängigkeit von der Badtemperatur an der Zufuhrstelle verändert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur horizontalen Verschiebung der Zufuhreinrichtung entlang den Seiten der Anode im Elektrolyseofen und eine Einrichtung zur vertikalen Bewegung der Zufuhreinrichtung, welche unabhängig von der Einrichtung für horizontale Verschiebung ist, angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschiebungseinrichtung entweder ein Schneckengetriebe oder Gleitschienen mit entsprechenden Rollen angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen