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Verfahren zum Aufstocken der absenkbaren Aluminiumblechverkleidung
einer selbstbackenden Anode eines Aluminiumelektrolyseofens Bei Aluminiumelektrolyseöfen
mit selbstbackender Anode wird bekanntlich die ungebackene (grüne) Anodenmasse in
einen Aluminiumblechmantel eingefüllt, der mit der Anode absinkt und an seinem unteren
Ende im Bad abschmilzt. Von Zeit zu Zeit muß also der Mantel oben verlängert werden,
indem an den schon bestehenden und abgesunkenen Mantel ein neuer Mantelstoß befestigt
wird.
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Die Befestigung dieses neuen Aluminiummantels an den alten erfolgte
bisher z. B. durch Nieten. Der neue Mantel wurde aus nach Maß hergestellten Aluminiumblechen
zusammengenietet und dann auf den Ofen gehoben. Die schwierigste und immer zeitraubende
Arbeit bestand in dem Vernieten des neuen mit dem alten Mantel. Wurde die Vernietung
nicht exakt durchgeführt, so kam es vor, daß Pech zwischen den Nietstellen herauslief.
Damit diese schwierige Arbeit so selten wie möglich durchzuführen war, wurde auch
vorzugsweise die Höhe des neuen. Mantels so groß wie möglich gewählt,- was
das Einfüllen der angebackenen Elektrodenmasse entsprechend erschwerte.
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Es ist bekannt (Fulda-Gins-berg, Tonerde und Aluminium, 11. Teil,
Aluminium, Berlin 1953, S. 59), zur Führung des Aluminiummantels und zum Einfüllen
der Masse über dien Ofen an den Arbeitsbühnen einen feststehenden Mantel aus Eisenblech
anzuordnen; der Aluminiummantel gleitet außen oder innen an diesem Eisenmantel herunter.
Diese Maßnahme behebt aber die erwähnten Schwierigkeiten nicht, die durch das Befestigen
des neuen Mantelteils an den bestehenden durch Vernieten, Anschweißen oder Verlappen
durch Laschen verurs.aQht werden. Man hat ebenfalls schon bei AluminirimeZektralyseöfen
mit oberem Eisenblechrahmen und unten angeschlossenem Führungsmantel aus U-Eisen
zwischen der Anode und der Eisenumhüllung eüfe dünnen Aluminiummantel, z. B. in
Form von Aluminiumfolien, hinuntersinken lassen (schweizerische Patentschrift 198
822). Bei Verwendung einer aufgerollten Folie wird die Rolle auf der Elektrodenplattform
so angebracht, daß die Folie von der Rolle in dem Maße selbsttätig abgezogen wird,
in dem die Elektrode in den Ofen absinkt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil,
daß die Aluminiumverkleidung zu schwach ist, um den großen Beanspruchungen, denen
sie ausgesetzt ist, widerstehen zu können, und oftmals zerrissen wird oder unter
dem Druck der teigigen Elektrodenmasse durchbricht, wenn zwischen dem oberen Eisenblechrahmen
und dem unteren Führungsrahmen ein Abstand aus konstruktiven Gründen besteht oder
durch das Absenken des letzteren :entsteht.
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Die Erfindung soll nun diese Nachteile beheben und betrifft ein Verfahren
zum Aufstocken der absenkbaren Aluminiumblechverkleidung bei einer selbstbackenden,
im waagerechten Querschnitt rechteckigen Anode für Aluminiumelektrolyseöfen, die
durch einen metallischen, sie umfassenden Führungsmantel getragen wird, zwischen
welchem und der Kohlenmasse der Anode die Blechverkleidung nicht selbsttragend angeordnet
ist, wobei im Abstand oberhalb des Führungsmantels ein feststehender Führungsrahmen
für die aufgestockten Elemente der Blechverkleidung angeordnet ist und die Stromzuführung
zur Anode durch seitliche, den Führungsmantel durchragende und die Blechverkleidung
durchbrechende Kontaktbolzen erfolgt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die neu
hinzugefügten Aluminiumverkleidungsbleche von beliebiger Größe lose und einzeln,
sich jedoch an ihrem Rand gegenseitig überlappend, mit ihrem unteren Rand zwischen
die bereits bestehende Aluminiumblechverkleidung und die noch teigige Elektrodenmasse
eingeschoben und mit ihrem oberen Teil gegen die Innenseite des Führungsrahmens
angelehnt werden.
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Damit die eingesetzten Bleche sich nicht von der Innenseite des Führungsrahmens
lösen und auf die Anodenoberfläche umkippen, werden sie vorzugsweise zusätzlich
noch mittels eines schmaleren inneren Rahmens gehalten. Die äußeren Dimensionen
dieses Rahmens
sind zweckmäßig nur um ein paar Zentimeter kleiner
als die inneren Dimensionen des Führungsrahmens, so daß den Blechen noch das für
das Absenken notwendige Spiel frei gelassen wird.
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Es ist auch vorteilhaft, die neuen Bleche so einzusetzen, daß sie
über den oberen Rand des Führungsrahmens nicht hinausragen. Dadurch wird die Möglichkeit
geschaffen, den Führungsrahmen nach dem -Einsetzen der Bleche mit einem Deckel-zu
schließen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei Aluminiumelektrolyseöfen
anwenden, deren Führungsrahmen, welcher die Anode trägt, verschiedener Art sein
kann. Dieser Rahmen kann einstückig und für den Dauergebrauch bestimmt sein und
Schlitze oder Ausnehmungen für die seitlichen Kontaktbolzen aufweisen, wie z. B.
die in den schweizerischen Patenten 199 585 oder 227 451 beschriebenen; er kann
aber auch aus U-Eisen bestehen, die auf den vier Seiten der Anode unmittelbar übereinander
angeordnet sind und Löcher zum Einstecken der seitlichen Kontaktbolzen aufweisen,
z. B. nach der schweizerischen Patentschrift 198 882 oder der USA: Patentschrift
2 667 523, oder die in der Höhe abwechslungsweise in Länge- und in Querrichtung
angeordnet sind, z. B. nach der schweizerischen Patentschrift 175 459, wobei die
seitlichen Kontaktbolzen zwischen zwei U -Eisen eingesteckt sind. Solche Rahmen
aus U-Eisen sind im allgemeinen aufgehängt, klemmen die Anode fest und werden mit
dieser heruntergelassen, und zwar in dem Maße, in dem die Anode an ihrem unteren
Teil abbrennt; die unteren U-Eisen werden jeweils zu gegebener Zeit entfernt und
wieder auf die obersten angeordnet.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Alu-.umelektrolyseofen
mit seitlichen Kontaktbolzen mit Sicht auf die hintere Innenseite oberhalb der Anode
und Fig. 2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung des oberen Teils eines
solchen Ofens.
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Die selbstbackende Anode 1 sinkt hinunter mit dem Führungsmantel
2, dessen untere Elemente (U-Eisen) von Zeit zu Zeit entfernt und wieder
über die obersten Elemente angeordnet werden. Zwischen der Anode und diesem Rahmen
ist die A.luminiumverkleidvng 3
eingeklemmt, die ebenfalls mit der Anode absinkt
und an ihrem unteren Teil im Elektrolysebad abschmilzt. Im Abstand oberhalb des
Führungsmantels 2 ist im oberen Teil des Ofengerüstes 4, und von demselben
elektrisch isoliert, der Führungsrahmen 5 befestigt. Es ist möglich, aber nicht
uribedingt notwendig, daß beim Absenken der Anode 1, des Führungsmantels
2
und der eingeklemmten Aluminiumverkleidung 3, je nach der Höhe der Oberfläche
der Anodenmasse, ein Abstand zwischen dem oberen Rand der alten Verkleidung 3 und
dem unteren Rand des Führungsmantels 5 entsteht; die neuen Bleche 6 (6', 6", 6"'.
. .) werden. nämlich vorzugsweise erst eingesetzt, wenn die alte Verkleidung noch
knapp über der Elektrodenmasse .steht. Ihr unterer Rand wird zwischen den oberen
Rand 7 der alten Verkleidung und die noch teigige Oberschicht der Elektrodenmasse
eingeschoben, wobei die Überlappung der alten und der neuen Verkleidung im Durchschnitt
etwa 10 cm beträgt. Ihr oberer Teil lehnt sich an die Innenseite des Führungs- i
rahmens 4 an. Die Höhe der Bleche ist durch die Bedingung begrenzt, daß ihr
oberer Rand nicht über den oberem: Rand des Führungsrahmens 4 hinausragt.
Dagegen ist die Breite der Bleche frei wählbar, so daß die seitliche überlappung
der Bleche etwa 5 bis 20 cm oder noch mehr, vorzugsweise aber etwa 10 bis 15 cm
betragen kann.
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Die eingesetzten Bleche 6 werden zusätzlich gegen ein Umkippen auf
die Anodenoberfläche mittels eines schmaleren, inneren Rahmen 8 gesichert. Dieser
Rahmen 8 ist mittels Ketten 9 am Führungsrahmen 5 aufgehängt. Er ist so dimensioniert,
daß die Bleche 6 das nötige Spiel (1 bis 2 cm) haben und leicht absinken können.
Der Führungsrahmen 5 wird nach dem Einsetzen der neuen. Bleche mit dem Deckel
10 zugedeckt.
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Damit oberhalb der Anode der Raum für das Chargieren der Elektrodenmasse,
z. B. in Form von größeren ungebackenen Blöcken, frei bleibt, erfolgt vorzugsweise
die Raudhabsaugung durch das Rohr 11 zwischen der Anode und dem Blechgehäuse 12:
Um auch die über der backenden Anode entstehenden Teerdämpfe abzusaugen, ist es
möglich, im Führungsrahmen 4 Schlitze 13 vorzusehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß irgendwelche
Bleche genügender Stärke; z: B. Abfallbleche, verwendet werden können, ohne daß
sie genau auf ein bestimmtes Maß geschnitten werden müssen. Ferner wird die gesonderte
Herstellung eines neuen zusammenhängenden Mantelstoßes vermieden; und die schwierigen
und zeitraubenden Arbeiten zum Verbinden des letzteren mit dem alten Mandel; z:
B. durch Schweißen, Nieten oder Lappen, fallen weg. Trotzdem erlaubt das Verfahren
die Herstellung einer genügend starken und dicht abschließenden Verkleidung; die
sich in der Praxis sehr gut bewährt: Nicht zu übersehen ist auch die große Arbeitseinsparung;
der für das Aufstocken der Aluminiumverkleidung benötigte Stundenaufwand kann auf
ungefähr ein Sechstel des früheren reduziert werden. Ein weiterer Vorteil liegt
darin, daß der obere Mantelrand immer durch den Führungsrahmen auf der gleichen
Höhe gebildet wird, was das Einfüllen der neuen Elektrodenmasse mit standardisierten
Maschinen und das sehr erwünschte dichte Abschließen der Rahmenöffnung in großem
Maße vereinfacht und erleichtert.