DE1163558B - Elektrolysezelle zur Herstellung von Aluminium - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 'WJKW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 22 d

Deutsche KL: 40 c -3/12

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

A 38760 VI a/40 c
6. November 1961
20. Februar 1964

In den Elektrolysezellen zur Herstellung von Aluminium im Schmelzfluß sind die Anoden mittels Anodenstangen an einem Stromleiter befestigt, der in Längsrichtung der Zelle angeordnet ist. Dieser Stromleiter ist heb- und senkbar, damit die Anoden ihrem Abbrand entsprechend abgesenkt werden können. Zu diesem Zweck hängt er in Hubwerken, die auf separaten Traggerüsten ruhen. Diese Traggerüste stehen quer zum Stromleiter und sind außerhalb der Zelle oder auf der kathodischen Wanne der Elektrolysezelle abgestützt. Die Zuleitung des Stromes erfolgt über Steigleitungen, in die eine biegsame Verbindung eingebaut ist, die das Heben und Senken des Stromleiters gestattet. Es sind Elektrolysezellen bekannt, in denen der Strom dem Stromleiter von beiden Enden durch Steigleitungen zugeleitet wird.

In älteren Aluminium-Elektrolysezellen mit vertikalen Stromzuführungsbolzen wird die Anode durch einen Längsträger aus Stahl getragen, und die Stromzuführung zu den vertikalen Stromzuführungsbolzen erfolgt über Aluminium-Schienen, die parallel zum Stahlträger angeordnet sind. Der Stahlträger ist zusammen mit der Aluminium-Schiene heb- und senkbar auf Stützen gelagert. Später wurde vorgeschlagen, die Aluminium-Schiene so auszubilden, daß sie gleichzeitig als Träger für die Anode und als Stromleiter dienen kann und ein Stahlträger überflüssig wird. Für diese selbsttragenden Stromleiter wird eine Aluminiumlegierung mit 1,8 bis 2% Eisen verwendet.

Bei den an den Elektrolysezellen auszuführenden Arbeiten, wie Einschlagen der Kruste, Eintragen von Tonerde und Verteilen auf der Kruste, Ausschöpfen von Metall, Anodendienst, Kontrolle und allgemeine Ofenbedienung, stehen die Traggerüste, deren Stützen sich an den Längs- oder Stirnseiten der Zellen befinden, hindernd im Wege. Sie versperren den uneingeschränkten Zugang zur Ofenwanne und erschweren die Mechanisierung der Arbeiten.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektrolysezelle zur Herstellung von Aluminium im Schmelzfluß mit Anoden, die mittels Anodenstangen heb- und senkbar an einem in Längsrichtung der Zelle angeordneten mit je einer Steigleitung an beiden Stirnseiten der Zelle verbundenen Stromleiter aufgehängt sind. Mit ihr werden die erwähnten Nachteile behoben, indem durch eine besondere Ausbildung des anodischen Teiles der Elektrolysezelle die separaten Traggerüste wegfallen, wodurch die Bedienung der Zelle wesentlich vereinfacht wird.

Erfindungsgemäß bildet der Stromleiter mit den beiden Steigleitungen einen festen Tragrahmen und sind die Anodenbolzen an seitlich des Tragrahmens Elektrolysezelle zur Herstellung von Aluminium

Anmelder:

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

Vertreter:

Dr. K. Schwarzhans

und Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, Patentanwälte, München 19, Romanplatz 10

Als Erfinder benannt:

Heinrich Wunderli, Rüschlikon (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 23. Dezember 1960 (Nr. 14 371)

angeordneten Stromschienen befestigt, die über biegsame Stromleitungsbänder mit dem festen Stromleiter verbunden und an auf dem Stromleiter befestigten Hubwerken aufgehängt sind. Die Steigleitungen bilden somit selbst die Stützen für den Tragrahmen, und es wird kein separates Traggerüst benötigt. Die Bewegungsmöglichkeit der Anode ist gewährleistet durch die Anordnung von beweglichen Stromschienen, die über biegsame Bänder leitend mit dem festen Stromleiter verbunden sind.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

Fig. 1 ist eine Längsansicht der Elektrolysezelle ζ. T. im Schnitt,

F i g. 2 ist eine Draufsicht und

F i g. 3 ist eine Ansicht von der Stirnseite z. T. im Schnitt.

Es handelt sich um eine Elektrolysezelle mit der Ofenwanne 1 und vorgebrannten Kohleanoden 2. Der Strom tritt über die im Kohleboden der Ofenwanne eingelassenen Kathodenbarren 3 aus der Zelle und wird über die Sammelschienen 4 der nächsten Zelle zugeleitet, wo er über die Steigleitungen 5, den festen Stromleiter 6 und die beiden seitlichen, beweglichen Stromschienen 7 den Anoden 2 zugeführt wird. Die Elektrolysezellen stehen also mit ihren Längsachsen quer zu der durch die hintereinander angeordneten Zellen gebildete Reihe.

Der zentrale Stromleiter in Längsrichtung der Zelle kann aus einem Balken bestehen, der auf die oberen Enden der Steigleitungen 5 aufgeschweißt ist. Im vor-

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liegenden Fall besteht er aus zwei Balken 6, die seitlich an die oberen Enden der Steigleitungen 5 angeschweißt sind. Der aus Steigleitungen und Stromleiter gebildete feste Tragrahmen steht auf den Sockeln 8. Die Sammelschienen 4 sind am Fuß der Steigleitungen 5 an diese angeschweißt. Steigleitungen und Stromleiter bestehen beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung mit 1,8 bis 2% Eisen, die gut gießbar ist, gute Festigkeit aufweist und deren Leitfähigkeit nur wenig schlechter ist als diejenige des Reinaluminiums. Die Steigleitungen können in Sand oder in Kokille gegossen werden, während der Stromleiter als einfaches Profil vorzugsweise durch Stranggießen hergestellt wird.

Die vorgebrannten Anoden 2 sind mittels der Anodenstangen 9 an den beweglichen Stromschienen 7 befestigt. Diese bestehen vorzugsweise aus Aluminium und werden durch einen Eisenträger 10, z. B. ein U-Profil, getragen. Zur Befestigung dient eine beliebige, nicht dargestellte Schraub- oder Klemmvorrichtung, die zum Auswechseln der Anoden gelöst werden kann. Stromschiene 7 und Eisenträger 10 sind in Hubwerken 11 mit Spindeln aufgehängt und können mit diesen gehoben und gesenkt werden. Die Hubwerke sind mittels Stützen und Querträgern 16 an dem aus Stromleiter und Steigleitungen gebildeten Tragrahmen befestigt. Auf jeder Seite des Tragrahmens ist eine Stromschiene 7 mit Eisenträger 10 angeordnet, so daß vier Hubwerke 11 nötig sind, die alle durch einen Antriebsmotor, der ebenfalls auf dem Tragrahmen festgemacht ist, über Getriebe und Wellen betätigt werden. Die Stromleitung vom Stromleiter 6 auf die Stromschiene 7 erfolgt über biegsame Stromleitungsbänder 12, die einerseits am Stromleiter und andererseits an der Stromschiene angeschweißt sind. Die Stromleitungsbänder sind zwischen den Anodenstangen angeordnet.

Während dem Betrieb der Elektrolysezelle wird die Gesamtheit der Anoden zusammen mit den Stromschienen 7, an denen sie befestigt sind, entsprechend ihrem Abbrand in der Fluoridschmelze mit Hilfe der Hubwerke 11 abgesenkt. Muß eine einzelne Anode, die aufgebraucht ist, ausgewechselt und durch eine neue ersetzt werden, so wird die Befestigungsvorrichtung, mit der die Anodenstange 9 an der Stromschiene 7 festgeklemmt ist, gelöst und der Anodenrest herausgezogen.

Beim Absenken der Anoden lassen nun aber die biegsamen Stromleitungsbänder sowie das Hubwerk nur einen beschränkten Hubweg zu. Es sind deshalb zu beiden Seiten des Tragrahmens noch Hilfsstromschienen 13 angebracht. Sie liegen auf am Tragrahmen befestigten Querbalken 14 und sind über Bänder 15 elektrisch mit dem Stromleiter 6 verbunden.

Sie bestehen aus Aluminium und werden wie die Stromschienen 7 von einem Eisenprofil getragen. Die Hilfsstromschienen 13 sind fest. Haben nun beim Absenken der Anode die Stromschienen 7 ihre unterste Position erreicht, so werden die Anodenstangen 9 vorübergehend an den Hilfsstromschienen 13 festgeklemmt, worauf die Stromschienen 7 gehoben und die Anodenstangen wieder an ihnen befestigt werden, so daß die Anode wieder weiter abgesenkt werden kann, bis einzelne aufgebraucht sind und ersetzt werden müssen.

Die Erfindung wurde vorstehend am Beispiel einer Elektrolysezelle mit vorgebrannten Anoden beschrieben. Das Prinzip des als Tragrahmen ausgebildeten festen Stromleiters 6 mit den seitlich angeordneten heb- und senkbaren Stromschienen 7 kann aber auch auf Zellen mit selbstbackender Anode angewandt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrolysezelle zur Herstellung von Aluminium im Schmelzfluß mit Anoden, die mittels Anodenstangen heb- und senkbar an einem in Längsrichtung der Zelle angeordneten, mit je einer Steigleitung an beiden Stirnseiten der Zelle verbundenen Stromleiter aufgehängt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter (6) mit den beiden Steigleitungen (5) einen festen Tragrahmen bildet und die Anodenstangen (9) an seitlich des Tragrahmens angeordneten Stromschienen (7) befestigt sind, die über biegsame Stromleitungsbänder (12) mit dem festen Stromleiter verbunden und an einem auf dem Stromleiter befestigten Hubwerk (11) aufgehängt sind.

2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter (6) aus zwei Balken besteht, die seitlich an die oberen Enden der Steigleitungen (5) angeschweißt sind.

3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch je eine auf beiden Seiten des Stromleiters (6) an diesem befestigte Hilfsstromschiene (13), an der die Anodenstangen während des Hebens der Stromschienen (7) befestigt werden können.

4. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum festen Tragrahmen gehörenden Teile aus einer an sich bekannten Aluminiumlegierung mit 1,8 bis 2,'O°/o Eisen bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Aluminium Suisse«, 1960, Nr. 1,
S. 3 bis 7.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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