DE1148755B - Cell for fused salt electrolysis and process for the production of aluminum - Google Patents
Cell for fused salt electrolysis and process for the production of aluminumInfo
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- DE1148755B DE1148755B DEM36335A DEM0036335A DE1148755B DE 1148755 B DE1148755 B DE 1148755B DE M36335 A DEM36335 A DE M36335A DE M0036335 A DEM0036335 A DE M0036335A DE 1148755 B DE1148755 B DE 1148755B
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Description
Die Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf eine Zelle für die Schmelzflußelektrolyse und ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium unter Verwendung dieser Zelle, deren ebene und parallele Oberflächen gegen die Senkrechte geneigt sind, wobei die Anode eine elektrolytisch verbrauchbare und erneuerbare Schicht besitzt, die an einen feststehenden und nicht verbrauchbaren Elektrodenblock grenzt. Erfindungsgemäß bildet die Oberfläche des Elektrodenblocks, an welche diese Schicht grenzt, einen V-förmigen Winkel mit der Ebene der gegenüberliegenden Kathode, außerdem sind Führungen angeordnet, um der Anode von oben nach unten und parallel zu der Oberfläche selbsttätig neues Material zuzuführen, und zwar laufend in dem gleichen Maß, in dem sich die Schicht elektrolytisch verbraucht, und daß Anschläge vorgesehen sind, um den Materialfluß in den Führungen zu begrenzen.The invention relates essentially to a cell for the fused metal electrolysis and a Process for the production of aluminum using this cell, its plane and parallel Surfaces are inclined from the vertical, the anode being an electrolytically consumable and has a renewable layer attached to a fixed and non-consumable electrode block borders. According to the invention, the surface of the electrode block to which this layer adjoins forms make a V-shaped angle with the plane of the opposite cathode, plus are guides arranged around the anode from top to bottom and parallel to the surface automatically new material to be supplied, namely continuously to the same extent as the electrolytic depletion of the layer, and that stops are provided to limit the flow of material in the guides.
Vorzugsweise sind sowohl die Oberfläche der erneuerbaren Schicht, welche an den nicht verbrauchbaren feststehenden Elektrodenblock grenzt, wie auch die gegenüberliegende freie Fläche dieser Schicht zur Senkrechten nach der gleichen Seite geneigt, wobei die freie Fläche nach unten weist. So kann die erneuerbare Anodenschicht eine dreieckige Schnittfläche aufweisen, wobei die Spitze des Dreiecks nach unten zeigt. Es ist vorteilhaft, wenn diese Schicht aus mehreren übereinanderliegenden Blöcken besteht. Andererseits können aber die Oberflächen der erneuerbaren Anodenschicht, welche an den feststehenden Anodenblock grenzt, und die gegenüberliegende freie Fläche dieser Schicht zur Senkrechten nach verschiedenen Seiten geneigt sein.Preferably both the surface of the renewable layer adjoining the non-consumable stationary electrode block, as well as the opposite free area of this layer Vertical inclined to the same side, with the free surface facing down. So can the renewable Anode layer have a triangular cut surface, with the apex of the triangle after below shows. It is advantageous if this layer consists of several blocks one on top of the other. On the other hand, however, the surfaces of the renewable anode layer, which are attached to the fixed Anode block adjoins, and the opposite free surface of this layer to the perpendicular to different Sides be inclined.
Die Mittel zur Zuführung der erneuerbareii Anodenschicht bestehen vorzugsweise aus einer Führungsrinne, deren Achse parallel zur Ebene derjenigen Elektrode ist, an welche die erneuerbare Anodenschicht grenzt. Diese Führungsrinne besteht vorteilhaft aus feuerfestem Material und ist mit wärmeisolierendem Material abgedeckt. Die Anschläge bestehen vorzugsweise aus einem Vorsprung am Boden der Zelle.The means of supplying renewable energy Anode layer preferably consist of a guide trough whose axis is parallel to the plane of that Is the electrode to which the renewable anode layer is adjacent. This guide trough is advantageous made of fireproof material and is covered with heat-insulating material. The attacks persist preferably from a protrusion at the bottom of the cell.
Die erneuerbare Anodenschicht kann aus vorgebrannter Elektrodenkohle oder aus gebackener Söderbergmasse bestehen. Im letzteren Falle sind die Führungsrinnen vorteilhaft mit Metallblech ausgekleidet, um das Hinabgleiten der Schicht zu erleichtern.The renewable anode layer can be made from pre-burned electrode carbon or from baked Söderberg mass exist. In the latter case, the guide troughs are advantageously lined with sheet metal, to make it easier for the layer to slide down.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind in dem feststehenden bipolaren, nicht verbrauchbaren Elektrodenblock geneigte Kanäle angeordnet, die ein begrenztes Fließen von an der Kathodenoberfläche gebildetem flüssigem Metall zu der Zelle für die SchmelzflußelektrolyseAccording to a further embodiment of the invention, the fixed bipolar, non-consumable Electrode block arranged inclined channels that allow limited flow of at the cathode surface formed liquid metal to the cell for fused salt electrolysis
und Verfahren zur Herstellungand method of manufacture
von Aluminiumof aluminum
Anmelder:Applicant:
Montecatini, Societä Generale per l'IndustriaMontecatini, Societä Generale per l'Industria
Mineraria e Chimica und Giuseppe de Varda,Mineraria e Chimica and Giuseppe de Varda,
Mailand (Italien)Milan (Italy)
Vertreter: Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn.Representative: Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn.
J. Reitstötter, Patentanwalt,J. Reitstötter, patent attorney,
München 15, Haydnstr. 5Munich 15, Haydnstr. 5
Beanspruchte Priorität:
Italien vom 5. Januar 1957 (Nr. 163)Claimed priority:
Italy of January 5, 1957 (No. 163)
Giuseppe de Varda, Mailand (Italien),
ist als Erfinder genannt wordenGiuseppe de Varda, Milan (Italy),
has been named as the inventor
Fläche ermöglichen, gegen welche die erneuerbare Anodenschicht grenzt, wodurch das flüssige Metall in den Raum zwischen der Kathodenfläche und der Anodenschicht eintritt. Das in dem Spalt befindliche flüssige MetaE dient als Schmiermittel und erleichtert so das Hinabgleiten der Ergänzungsschicht. Gleichzeitig erleichtert es auch den Durchgang des elekirischen Stromes zwischen dem feststehenden Elektrodenblock und der Schicht, so daß der örtliche Spannungsabfall erniedrigt wird.Allow area against which the renewable anode layer borders, thereby allowing the liquid metal in the space between the cathode surface and the anode layer enters. The one in the gap liquid MetaE serves as a lubricant and thus makes it easier for the supplementary layer to slide down. Simultaneously it also facilitates the passage of electrical current between the stationary electrode block and the layer, so that the local voltage drop is decreased.
Die Erfindung betrifft ferner einen Mehrzellenofen, der aus Zellen der oben beschriebenen Art besteht.The invention also relates to a multi-cell oven consisting of cells of the type described above.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium aus Aluminiumoxyd in Fluorsalzschmelzen mit verbrauchbaren Anoden in Zellen bzw. Mehrzellenöfen der beschriebenen Art, wobei die zur Ergänzung der erneuerbaren Anodenschicht zugeführten Materialien mittels eines von oben ausgeübten Druckes kontinuierlich nachgeschoben werden, wobeiThe invention also relates to a method for the electrolytic production of aluminum made of aluminum oxide in fluorine salt melts with consumable anodes in cells or multi-cell ovens of the type described, with the supplied to supplement the renewable anode layer Materials are continuously pushed in by means of a pressure exerted from above, wherein
309 580/322309 580/322
gleichzeitig der Elektrodenabstand automatisch konstant gehalten wird unter Verwendung von Mitteln, welche den überschüssigen Druck aufnehmen.at the same time the electrode spacing is automatically kept constant using means which absorb the excess pressure.
Man kann Stromdichten anwenden, die in allen Elektrodenoberflächen gleich sind und über alle Oberflächen gleichmäßig verteilt sind. Es kann ferner so gearbeitet werden, daß das Material zur Ergänzung der erneuerbaren Anodenschicht derart unter Druck nach unten geleitet wird, daß die DruckkomponenteOne can apply current densities that are the same in all electrode surfaces and over all surfaces are evenly distributed. It can also be worked so that the material to supplement of the renewable anode layer is directed downward under pressure such that the pressure component
in der Zelle vorhanden sind (z. B. mit geschmolzenem Bad oder mit flüssigem Metall), und es wird so eine dünne Zwischenschicht 29 zwischen der Anode aus zu erneuerndem Kohlenstoff gebildet. Zwischen jedem Elektrodenpaar (das benachbart zueinander liegt) befindet sich ein Elektrolysespalt oder ein Elektrodenzwischenraum 14 für das Schmelzbad. Dieser Raum steht am Boden mit einer unteren Kammer 12 in Verbindung, in der sich das flüssige Aluminium 11 sam-are present in the cell (e.g. with molten bath or with liquid metal), and it becomes one thin intermediate layer 29 formed between the anode of carbon to be renewed. Between everyone Electrode pair (which are adjacent to each other) there is an electrolysis gap or an electrode gap 14 for the weld pool. This space communicates on the floor with a lower chamber 12, in which the liquid aluminum 11 collects
längs der Gleitebene der Anode, welche von dem io melt und welche Abstichöffnungen 10 aufweist. Eigengewicht des herausragenden Teiles des Ergän- Sowohl diese untere Kammer wie auch der Elek-along the sliding plane of the anode, which melts from the io and which has tap openings 10. Dead weight of the protruding part of the supplement - Both this lower chamber and the elec-
zungsmaterials herrührt, diejenige Druckkomponente trodenzwischenraum (ausgenommen die von den biin
der gleichen Ebene überwiegt, welche vom Auf- polaren Kohlenstoffelektroden gebildeten elektrodisch
trieb des Schmelzbades auf den untergetauchten Teil aktiven Wände) sind mit einem inerten Material 13,
des Materials herrührt, und daß zu Beginn der Elek- 15 15 überzogen, welches weder von dem Schmelzbad
trolyse eine vorgeformte anodische Schicht von noch von dem Metall angegriffen wird und undurchkleinen
Blöcken aus vorgebackener zusammenge- lässig ist und auch elektrisch isolierend wirkt und
kitteter Elektrodenkohle oder aus vorgeformter und
gebackener Söderbergmasse in die Zelle eingeführt
wird, wobei der Vorgang während des normalen Be- 20
triebes, bei geschlossener Zelle und geschlossenem
Ofen, stattfindet.Zungsmaterials originates, that pressure component in the space between the electrodes (except that of the bi in the same plane predominates which electrodically drove the molten bath formed by the polar carbon electrodes on the submerged part of the active walls) are with an inert material 13, the material originates, and that at the beginning 15 15 coated, which is neither attacked by the molten bath trolyse a preformed anodic layer of nor by the metal and impermeable blocks of pre-baked together and also has an electrically insulating effect and cemented electrode carbon or from preformed and
Baked Söderberg mass introduced into the cell
the process during normal loading 20
drifted, with the cell closed and closed
Furnace, takes place.
Im folgenden wird beispielsweise eine Beschreibung von einigen Ausführungsformen der Erfindung gegeben. For example, the following is a description of some embodiments of the invention.
Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen:
Fig. 1 stellt einen Vertikalschnitt längs der Linie C-C der Fig. 2 und 3 von mehreren aneinandergrenzenden
Zellen eines Mehrzellenofens mit feststehen-Reference is made to the drawings:
Fig. 1 shows a vertical section along the line CC of FIGS. 2 and 3 of several adjoining cells of a multi-cell oven with fixed
gegenüber der Temperatur des Bades widerstandsfähig ist.is resistant to the temperature of the bath.
Über den Kohlenstoffelektroden befinden sich Blöcke 19 aus einem inerten undurchlässigen Material
sowie Kanäle 17, welche die Verbindung zwischen den Einzelzellen herstellen, durch welche das
Schmelzbad umlaufen kann (vgl. Pfeile 18). Die 25 Blöcke 19 sind mit einer wärmeisolierenden Schicht
24 versehen, welche an denjenigen Punkten, an denen sie mit dem Schmelzbad in Berührung kommt, mit
einem inerten Material 28 überzogen ist (z. B. dichter elektrolytisch geschmolzener Magnesit, der bei sehr
den bipolaren Elektroden von der Art dar, wie sie 30 hoher Temperatur gesintert wurde, und/oder irgendbeispielsweise
in den österreichischen Patentschriften ein anderes geeignetes und im Handel erhältliches
204796 und 205 758 beschrieben, aber gemäß der
vorliegenden Erfindung abgeändert sind;Above the carbon electrodes there are blocks 19 made of an inert, impermeable material and channels 17 which establish the connection between the individual cells through which the molten bath can circulate (cf. arrows 18). The 25 blocks 19 are provided with a heat-insulating layer 24, which is coated with an inert material 28 at those points at which it comes into contact with the molten bath (e.g. dense electrolytically fused magnesite, which is very common in the bipolar electrodes of the type in which it was sintered at high temperature and / or any other suitable and commercially available 204796 and 205 758 described in, for example, Austrian patents, but according to FIG
the present invention are modified;
Fig. 2 ist teilweise eine Draufsicht und teilweise ein Schnitt durch zwei Zellen längs der Linie A-A von Fig. 1;Fig. 2 is partly a plan view and partly a section through two cells along the line AA of Fig. 1;
Fig. 3 stellt einen Schnitt längs der Linie B-B von Fig. 1 dar;Fig. 3 shows a section along the line BB of Fig. 1;
Fig. 4 betrifft einen Vertikalschnitt durch mehrere
aneinandergrenzende Zellen von einer weiteren Aus- 40 Der Raum 20 steht am oberen Ende seinerseits mit
führungsform eines Mehrzellenofens mit bipolaren einer oberen Kammer in Verbindung, aus der die geElektroden
gemäß der Erfindung. bildeten Gase durch die Auslässe 21 abziehen.Fig. 4 relates to a vertical section through several
Adjacent cells from a further outlet 40 The space 20 is connected at the upper end in turn with the guide form of a multi-cell oven with bipolar an upper chamber, from which the geelectrodes according to the invention. exhaust gases formed through the outlets 21.
In Fig. 1 enthalten die Einzelzellen eines Mehr- Es ist bequem, wenn der Raum 20 von der oberenIn Fig. 1 contain the individual cells of a multiple It is convenient if the space 20 from the upper
zellenofens für die Elektrolyse von Aluminiumoxyd, Kammer durch bewegliche Platten getrennt ist (die
welches in geschmolzenen fluorhaltigen Salzen auf- 45 in den Zeichnungen nicht dargestellt sind) und welche
gelöst ist, im wesentlichen zwei geneigte bipolare Elek- aus porösem Material bestehen, welches die Elektroden
9, die dicht beieinander liegen und sich selbst
erneuernde äußere anodische Schichten 1, 2, 3, 4,
5, 6 oder 27 aufweisen. Die nicht verbrauchbaren
Anteile 9 dieser Elektroden bestehen aus Graphit, 5o
während die ergänzbaren Teile 1, 2, 3, 4, 5 und 6 aus
vorgebrannter Elektrodenkohle oder aus einem einzigen Stück 27 gebackener Söderbergmasse bestehen.
cell furnace for the electrolysis of aluminum oxide, chamber is separated by movable plates (which are dissolved in molten fluorine-containing salts) and which are dissolved, essentially two inclined bipolar electrolytes consist of porous material, which the electrodes 9 that are close together and themselves
renewing outer anodic layers 1, 2, 3, 4,
5, 6 or 27. The non-consumable
Portions 9 of these electrodes consist of graphite, 5o
while the expandable parts 1, 2, 3, 4, 5 and 6 from
pre-burned electrode carbon or consist of a single piece of 27 baked Söderberg mass.
Die bipolaren Elektroden weisen keinen me- 55 art ausgebildet und angeordnet sein, daß das oberhalb tallischen Leiter auf, noch ist außerhalb des Ofens des Schmelzbades befindliche Gaskissen eine geirgendeine mechanische Vorrichtung vorgesehen, um nügend hohe Temperatur aufweist, um eine Abdie Abstände zwischen den Elektroden zu variieren. kühlung der Badoberfläche zu verhindern. Die erneuerbare Anodenanordnung 1, 2, 3, 4, 5, 6 Die erneuerbare Anode besteht aus kohlenstoffhal-The bipolar electrodes do not have any kind of design and arrangement that the above There is still a gas cushion outside the furnace of the molten bath mechanical device provided to have sufficiently high temperature to a Abdie To vary the distances between the electrodes. to prevent cooling of the bath surface. The renewable anode assembly 1, 2, 3, 4, 5, 6 The renewable anode is made of carbon-based
oder 27 mit einer Dichte kleiner als 1,6 wird durch So tigern Material, welches durch die elektrolytischen das Schmelzbad mit einer Dichte größer als 2 nach Vorgänge angegriffen wird, aber an sich bekannt istor 27 with a density less than 1.6 is caused by so tiger material, which by the electrolytic the weld pool is attacked with a density greater than 2 after processes, but is known per se
Material, wie feuerfestes Siliciumcarbid, welches mittels Siliciumnitrid gebunden ist oder ein ähnliches Material).Material such as refractory silicon carbide bonded by means of silicon nitride or the like Material).
Der Zwischenraum zwischen den Elektroden steht am oberen Ende mit einem sich nach oben erstreckenden Gassammeiraum 20 in Verbindung und enthält im unteren Teil das Schmelzbad. Die Wände dieses Raumes bestehen aus inertem Material 19, 28.The space between the electrodes communicates at the upper end with an upwardly extending gas collection space 20 and contains in the lower part the weld pool. The walls of this room are made of inert material 19, 28.
trolysegase durchläßt. Zusätzlich können jedoch auch freie Durchlaßwege in den Platten vorgesehen sein.trolysis gases through. In addition, however, free passage paths can also be provided in the plates be.
Die den Abschluß der Zellen bildenden Platten können beispielsweise aus Magnesia und/oder asbesthaltigem Material bestehen, d. h. Material mit sehr gut wärmeisolierenden Eigenschaften bei Temperaturen von etwa 1000° C. Sie sollen vorzugsweise der-The plates forming the closure of the cells can be made of magnesia and / or asbestos-containing, for example Material, d. H. Material with very good thermal insulation properties at temperatures of about 1000 ° C. You should preferably
oben gegen den herausragenden Teil der erneuerbaren Anodenschicht und möglicherweise auch gegen den nicht verbrauchbaren Teil der Elektrode gepreßt. up against the protruding part of the renewable anode layer and possibly against the non-consumable part of the electrode is pressed.
Der Raum zwischen der Anodenschicht und der entsprechenden nicht verbrauchbaren Elektrode ist mit einer oder mehreren Flüssigkeiten gefüllt, welcheThe space between the anode layer and the corresponding non-consumable electrode is filled with one or more liquids, which
(beispielsweise vorgebrannte Elektrodenkohle oder gebackene Söderbergmasse).(for example pre-burnt electrode carbon or baked Söderberg mass).
Die obere Kammer wird mittels einer wärmeisolierenden Schicht 22 abgedeckt, in welcher entsprechend jeder Zelle drei Öffnungen vorgesehen sind, von denen jede durch eine leicht bewegliche Abdeckung 23 aus einem sehr gut wärmeisolierenden The upper chamber is covered by a heat insulating layer 22, in which accordingly three openings are provided for each cell, each of which is covered by an easily movable cover 23 made of a very good heat insulating material
Material verschlossen werden kann (ζ. Β. porösem, feuerfestem Material oder Aluminiumoxyd). Nach Entfernung dieser Abdeckungen gelangt man an die Zuleitungen 26 aus feuerfestem Material, welche mit den geneigten Führungen 25 in Verbindung stehen, wobei diese wenigstens in ihrem unteren Teil, der mit dem Schmelzbad in Berührung steht, aus einem inerten Material gebildet sind.Material can be sealed (ζ. Β. Porous, fireproof material or aluminum oxide). To Removal of these covers leads to the supply lines 26 made of refractory material, which with the inclined guides 25 are in communication, at least in their lower part, which is with the weld pool is in contact, are formed from an inert material.
Die Pfeile 16 zeigen schematisch den Weg des elek-The arrows 16 show schematically the path of the elec-
diese Maßnahmen bei jeder Einzelzelle wiederholt worden sind, kann die eigentliche Elektrolyse beginnen. If these measures have been repeated for each individual cell, the actual electrolysis can begin.
Der Wechselstrom wird hierbei durch Gleichstrom 5 ersetzt, so daß diejenige aktive Oberfläche der bipolaren Elektroden, welche nach oben weist, als Kathode wirkt, während die nach unten weisende Fläche als Anode dient. Die Umiaufvorrichtung für das Schmelzbad und die Zuführungsvorrichtung für dasThe alternating current is replaced by direct current 5, so that the active surface of the bipolar Electrodes that face upwards act as cathodes, while the face that faces downwards serves as an anode. The circulation device for the weld pool and the feed device for the
trischen Stromes an, welcher von den aus Graphit be- ίο Aluminiumoxyd (beide in den Zeichnungen nicht darstehenden bipolaren, nicht verbrauchbaren und sta- gestellt) werden anschließend in Betrieb gesetzt, tionär angeordneten Elektroden durch die dünne, In dem Maße, wie die Elektrolyse fortschreitet,tric current, which is made of graphite ίο aluminum oxide (both not shown in the drawings bipolar, non-consumable and staged) are then put into operation, tionary arranged electrodes through the thin, As the electrolysis progresses,
flüssige Berührungsschicht 29 in die erneuerbare fließt das an der Kathode erzeugte Aluminium nach Anode verläuft, die sich langsam aufbrauchende an- unten ab und sammelt sich in der unteren Kammer, odische Oberfläche derselben verläßt und in den ent- 15 aus der es über die einzelnen Leitungen 10 abgezogen sprechenden Elektrodenzwischenraum eintritt (zwei wird.liquid contact layer 29 in the renewable flows the aluminum generated at the cathode The anode runs, the slowly consumed one from the bottom and collects in the lower chamber, odic surface of the same and in the ent- 15 from which it is withdrawn via the individual lines 10 speaking electrode gap (two becomes.
Zellen vor dem Zwischenraum 14 in Fig. 1), der mit Sowohl die Verteilung des elektrischen Stromes inCells in front of the gap 14 in Fig. 1), which is connected to both the distribution of the electric current in
dem geschmolzenen Schmelzbad aus fluorhaltigen den Elektroden als auch der elektrolytische Angriff Verbindungen gefüllt ist, und welcher anschließend auf die aktive anodische Oberfläche sind an allen in die benachbarte, nicht verbrauchbare und stationär 20 Punkten der aktiven Oberfläche der Anodenschichten angeordnete bipolare Graphitelektrode durch deren gleich stark, so daß die ursprünglich vorhandene ernach oben gerichtete kathodische Oberfläche eintritt. neuerbare Anodenschicht 3, 4, 5, 6 auf der Seite des Die Pfeile 18 stellen schematisch die Strömungs- Schmelzbades ganz gleichmäßig aufgebraucht wird, richtung (Hauptumlauf) des Elektrolysebades dar, Infolgedessen sollte die Spitze 7 theoretisch bis in die welche hier in einem Sinn entgegen der des elek- 25 Stellung T zurückgehen, jedoch ist der von oben her trischen Stromes dargestellt ist. ausgeübte Druck ausreichend, daß die gesamte An-the molten weld pool is filled with fluorine-containing electrodes as well as the electrolytic attack compounds, and which are then applied to the active anodic surface at all in the adjacent, non-consumable and stationary 20 points of the active surface of the anode layers arranged bipolar graphite electrode through their equally strong, so that the originally present upward cathodic surface occurs. Renewable anode layer 3, 4, 5, 6 on the side of the The arrows 18 show schematically the flow melt bath is used up very evenly, direction (main circulation) of the electrolysis bath, As a result, the tip 7 should theoretically up to the opposite here in a sense that of the electrical 25 position T go back, but the current from above is shown. pressure exerted sufficient that the entire
Die in Fig. 4 dargestellte erneuerbare Anode (mit Ordnung langsam nach unten gleitet und so die einer dreieckigen Schnittfläche, bei der die Spitze des Spitze T die Stellung 7 einnimmt. Wenn der von oben Dreiecks nach unten zeigt) hat anfänglich eine ausgeübte Druck, welcher der wirksamen Gewichtsgrößere Stärke, weil die Neigung der flüssigen Kon- 3° komponente parallel zu den Wänden der Führung taktschicht zwischen der feststehenden Anode und des Teils der Anodenanordnung entspricht, der sich der erneuerbaren Anodenschicht umgekehrt ver- außerhalb des Schmelzbades befindet, größer als der läuft. Auftrieb des in dem Bad untergetauchten Teiles derThe renewable anode shown in Fig. 4 (with order slowly slides downwards and thus that of a triangular cut surface, in which the tip of the tip T is in position 7. When the triangle points downwards from above) initially has an exerted pressure, which the effective weight greater strength, because the inclination of the liquid component parallel to the walls of the guide corresponds to the contact layer between the fixed anode and the part of the anode arrangement that is opposite to the renewable anode layer outside the weld pool, greater than that running . Buoyancy of the part of the submerged in the bath
Schmale Kanäle 30 in der nicht verbrauchbaren Anodenschicht ist, so wird eine sich selbst ergänzende bipolaren Elektrode zweigen einen geringen Anteil 35 und erneuerbare Anodenschicht erhalten, die autodes an der Kathode erzeugten Aluminiums in Rieh- matisch den Elektrodenabstand zwischen den den tung der flüssigen Zwischenschicht ab. Dadurch wird Elektrodenzwischenraum bildenden Elektrodenflächen das regelmäßige Hinabgleiten der erneuerbaren konstant hält.There are narrow channels 30 in the non-consumable anode layer, so it becomes self-complementary bipolar electrode branches a low percentage 35 and renewable anode layer get the autodes At the cathode, aluminum generated the electrode spacing between the treatment of the liquid intermediate layer. This creates electrode surfaces that form a space between the electrodes keeps the regular downward slide of renewables constant.
Anodenschicht erleichtert und der von dem Durch- Wenn die erneuerbare Anodenschicht aus einerAnode layer facilitated and the by- If the renewable anode layer consists of a
gang des elektrischen Stromes durch die anodische 40 Anzahl von kleinen Kohlenstoffblöcken aus vorge-Zwischenschicht aus flüssiger Schmelze herrührende brannter Elektrodenkohle besteht, so ist es zur Ergän-Ohmsche Spannungsabfall auf vernachlässigbar kleine zung der verbrauchten Elektrodenkohle ausreichend, Werte herabgesetzt. Diese Ausführungsform der Er- daß man periodisch die Abdeckungen öffnet und in findung ist sehr geeignet, um von oben her rohe, ge- die Einlasse 26 einen neuen kleinen Block 1 einschmolzene oder feste Söderbergmasse zuzuführen. 45 schiebt, und zwar zu einem Zeitpunkt, zu dem der Der Betrieb eines Mehrzellenofens gemäß der Erfin- vorher diese Lage 1 einnehmende kleine Block infolge dung wird wie folgt durchgeführt: des elektrolytischen Angriffes die Stellung 2 einge-passage of the electric current through the anodic 40 number of small carbon blocks from pre-intermediate layer If there is burnt electrode carbon originating from liquid melt, then it is to supplement the ohmic Voltage drop to a negligibly small amount of the consumed electrode carbon is sufficient, Values reduced. This embodiment of the fact that one periodically opens the covers and in The invention is very suitable to melt the inlets 26 into a new, small block 1 from above or to supply solid Söderberg mass. 45 pushes at a time when the The operation of a multi-cell furnace according to the invention- previously this layer 1 occupying small blocks as a result is carried out as follows: of the electrolytic attack, position 2 is
Der mit Metall und schmelzflüssigem Bad gefüllte nommen hat. Diese Maßnahme kann mit einem mini-Ofen wird auf eine Betriebstemperatur von etwa malen Aufwand an Arbeit und ohne Störung des 900 bis 1000° C gebracht und auf dieser Temperatur 50 Wärmegleichgewichtes des Ofens und der Zelle sowie gehalten, indem man beispielsweise Wechselstrom ohne Störung der Gleichmäßigkeit des Elektrolyseverwendet. Anschließend wird die eraeuerbare An- Vorganges und ohne Schwankungen der Flüssigkeitsodenschicht in jede einzelne Zelle eingebracht, indem spiegel durchgeführt werden.The one filled with metal and molten bath has taken. This measure can be done with a mini oven will work at an operating temperature of about times and without disturbing the 900 to 1000 ° C and at this temperature 50 heat equilibrium of the furnace and the cell as well by using, for example, alternating current without disturbing the uniformity of the electrolysis. Then the renewable process and without fluctuations in the liquid electrode layer introduced into each individual cell by performing mirrors.
man die Schichten 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 27 in mehreren Der neue Block 1 kann einfach über den Block 2layers 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 27 in several The new block 1 can easily be accessed via block 2
Stücken oder in Form eines einzigen Stückes von 55 gelegt werden oder es kann ein geeignetes Bindeoben her durch die Führungsrinnen 25 einführt. Da mittel zwischen dem einen und dem anderen BlockPieces or in the form of a single piece of 55 or it can be a suitable binding top through the guide channels 25. Because middle between one and the other block
die Anodenkohle eine Dichte von etwa 1,5 und das Schmelzbad eine solche von etwa 2 aufweist, drückt der hydrostatische Auftrieb des Bades die einzelnen Teile 1, 2, 3, 4. 5 oder 6 oder die Einzelschicht 27 60 nach oben, so daß sich die gesamte Schicht gegen die Oberfläche der nicht verbrauchbaren bipolaren Elektrode preßt, deren Fläche nach unten weist (Fig. 1). Durch Anwendung von Druck von oben kann manthe anode carbon has a density of about 1.5 and the weld pool has a density of about 2, presses the hydrostatic buoyancy of the bath the individual parts 1, 2, 3, 4, 5 or 6 or the individual layer 27 60 upwards so that the entire layer is against the surface of the non-consumable bipolar electrode presses, the surface of which faces downwards (Fig. 1). By applying pressure from above you can
aufgebracht werden (ζ. Β Söderbergmasse, Pech oder Teer), um so die erneuerbare Anodenschicht fester zu gestalten.be applied (ζ. Β Söderberg mass, pitch or tar), so the renewable anode layer is stronger to design.
Wenn andererseits als sich selbst erneuernde Anodenschicht ein einziger Block aus Söderbergmasse verwendet wird, so kompensiert man den Verbrauch der Anode in analoger Weise, wie es schon für die Anwendung kleiner Blöcke aus Söderbergmasse an-If, on the other hand, a single block of Söderberg mass is used as the self-renewing anode layer is used, one compensates for the consumption of the anode in a manner analogous to that used for the Use of small blocks from Söderberg mass
die Schicht leicht nach unten stoßen, bis die Spitze 7 65 stelle von vorgebrannten Anoden beschrieben wurde,push the layer downwards slightly until the tip has been written on by prebaked anodes,
in Berührung mit dem Vorsprung 8 kommt, welcher Es ist auch möglich, den geeigneten Führungsrinnencomes into contact with the projection 8, which It is also possible to use the appropriate guide troughs
von der als Trägerbasis für die bipolare Elektrode geschmolzene Söderbergmasse zuzuführen, jedoch istof the molten Söderberg mass as a support base for the bipolar electrode, however
dienenden inerten Schicht gebildet wird. Nachdem es dann vorteilhaft, die inneren Wände der Führungs-Serving inert layer is formed. After it is then advantageous to remove the inner walls of the guide
rinnen im oberen Teil bis knapp über den Schmelzbadspiegel mit Metallblechen auszukleiden.Line the channels with metal sheets in the upper part to just above the level of the melt pool.
Die Erfindung gibt also eine Lösung der Aufgabe, eine sich selbst einstellende und kontinuierliche Abstandshaltung zwischen den Elektroden zu schaffen und die Erneuerung der Anoden während einer Elektrolyse mit sich langsam verzehrenden Anoden zu ermöglichen, bei der eine vollkommene Konstanthaltung des Elektrodenabstandes in der Zelle erreicht wird, die weder durch fortschreitenden Verbrauch der Anode noch durch die jeweilige Erneuerung der Anode gestört wird.The invention therefore provides a solution to the problem of self-adjusting and continuous spacing creating between the electrodes and the renewal of the anodes during an electrolysis with slowly consuming anodes, with which a perfect constant maintenance of the electrode spacing in the cell is achieved, which is neither due to progressive consumption of the Anode is still disturbed by the respective renewal of the anode.
Dieses überraschende Ergebnis wird erzielt, ohne daß irgendeine Regelvorrichtung außerhalb des Ofens notwendig ist. Außerdem wird die nicht verbrauchbare Anodenschicht (welche bei jeder bipolaren Zwischenelektrode einen einzigen Körper mit der Kathode bildet) ortsfest und unverändert beibehalten. Selbstverständlich dienen die hier beschriebenen und dargestellten Ausführungen nur als Beispiel.This surprising result is achieved without any control device outside the furnace necessary is. In addition, the non-consumable anode layer (which is the case with every bipolar intermediate electrode forms a single body with the cathode) is kept stationary and unchanged. Of course, the versions described and shown here only serve as an example.
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