DE1221453B - Verfahren zur Inbetriebnahme eines Mehrzellenelektrolyseofens zur Aluminiumherstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C22d

Deutsche Kl,: 40 c-3/12

Nummer: 1221453

Aktenzeichen: M 61067 VI a/40 c

Anmeldetag: 20. Mai 1964

Auslegetag: 21. Juli 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme von Elektrolyseöfen zur Aluminiumherstellung, und zwar von Mehrzellenöfen, die aufgehängte bipolare Elektroden aufweisen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung M 53738 VI a/40 c (deutsche Auslegeschrift 1204 836) und der deutschen Patentanmeldung M 58788 VI a/40 c (deutsche Auslegeschrift 1 213 626) beschrieben worden sind.

Die Inbetriebnahme der üblichen zur Herstellung von Aluminium verwendeten Elektrolyseöfen (Kathodenwanne mit eingetauchten Anoden) erfolgt im allgemeinen durch Einführen von Koks zwischen Kathode und Anode und Kurzschließen der Zelle durch die Koksschicht, die wegen ihres Widerstandes die zum Vorerhitzen des Ofens auf eine genügend hohe Temperatur (etwa 900° C) erforderliche Wärme liefert und die Einführung des Bades ermöglicht.

Der auf der Oberfläche des schmelzflüssigen Bades schwimmende Koks wird anschließend mittels Schöpfkellen entfernt. ao

Es ist ein weiteres Verfahren zur Inbetriebnahme von Mehrzellen-Amminiümelektrolyseöfen mit eingebetteten bipolaren Elektroden bekannt, wonach stationäre bipolare Elektroden aus kohlenstoffhaltigen Böcken in Schichten übereinander angeordnet und voneinander durch dünne Aluminiumoxydschichten isoliert sind. Die Einführung des geschmolzenen Aluminiums erfolgt dabei in den stets auf die Schmelztemperatur des Aluminiums (durch entfernbare elektrische Widerstände) vorerhitzten Ofen, der einen Kurzschluß zwischen den Zellenreihen hervorruft, nämlich den Endelektroden der Zellenreihen und den unteren Blöcken der bipolaren Zwischenelektroden, wobei diese auf etwa 900° C erhitzt werden.

Keines dieser Verfahren zur Inbetriebnahme von öfen des in den genannten Patentanmeldungen beschriebenen Typs hat sich als befriedigend erwiesen. Tatsächlich stellt das erste Verfahren eine ziemlich komplizierte Inbetriebnahme dar; der Nachteil des ersten Verfahrens liegt darin, daß das Füllen mindestens eines Teils des vorgesehenen Raums, der anschließend das Bad enthält, eine beträchtliche Menge Koks erfordert, dessen Entfernung nach dem Vorerhitzen und dem allmählichen Einführen des Schmelzbades weder rasch noch einfach vor sich geht. Auch das zweite Verfahren kann nicht vorteilhaft durchgeführt werden.

Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden, die im besonderen ein Verfahren zur Inbetriebnahme von Mehrzellenöfen mit aufgehängten Elektroden ohne Verwendung von Koks vorsieht.

Verfahren zur Inbetriebnahme eines
Mehrzellenelektrolyseofens zur
Aluminiumherstellung

Anmelder:

MONTECATINI Societä Generale per
rindustria Mineraria e Chimica;
Giuseppe de Varda, Mailand (Italien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn.
J. Reitstötter und Dr.-Ing. W. Bunte,
Patentanwälte, München 15, Haydnstr. 5

Als Erfinder benannt:

Giuseppe de Varda, Mailand (Italien)

Beanspruchte Priorität:

Italien vom 29. Mai 1963 (11200)

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Inbetriebnahme wird durch eine erste Stufe des Vorerhitzens des Ofens mit an sich bekannten Mitteln und durch eine zweite Stufe des Vorerhitzens auf Elektrolysetemperatur bei leerem Ofen durchgeführt. Das Vorerhitzen in der zweiten Stufe erfolgt durch Kurzschließen der Elektroden in Reihe oder parallel, vorzugsweise durch die Aufhängeglieder der Elektroden selbst. In der Zeichnung ist ein Ofen des beschriebenen Typs, teilweise von oben, als Beispiel schematisch dargestellt, wobei dieser gemäß der Erfindung mit den Verbindungselementen zum Hervorrufen des Kurzschlusses versehen ist. In der Zeichnung stellen und 2 die Außenwände des Ofens an den langen und kurzen Seiten und 3 die Zwischenelektrodenspalten dar; 4 bezeichnet die Abstichöffnungen, 5 die aufgehängten Elektroden, 6 eiserne Aufhängungsstangen oder -drähte in den Elektroden, die an einem Traggestell, dem gegenüber sie isoliert sind, befestigt sind, 7 Stromzuführangsstangen, 8 Kurzschluß-Verbindeteile, wie Stangen oder Klinken, 9 Zuleitungen für das Aluminiumoxyd und 10 Spalten für das Bad.

-'·■: 609 590/328

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung· dargestellte Beispiel bei der Inbetriebnahme in folgender Weise verfahren:

Nach einer ersten Stufe des Vorerhitzens des Ofens mit bekannten Mitteln oder z. B. durch elektrische Widerstände, die in verschiedenen Punkten der Außenwände 1 und 2 und im Boden des Ofens eingelassen und/oder vorgesehen sind, oder auch durch andere bewegliche elektrische Widerstände, die in die freien Räume des Ofens eingelassen sind, wie in die Spalten 3, 10 und/oder die Abstichöffnungen 4, ist eine zweite Vorwärmstufe in folgender Weise vorgesehen: Alle im Ofen aufgehängten Elektroden 5 werden durch die eisernen Aufhängungen in den Elektroden kurzgeschlossen. Auf diese Weise dienen die vom übrigen Ofen isolierten Aufhängestangen während der gesamten zweiten Vorerhitzungsstufe als Stromleiter, so daß der Berührungswiderstand ihrer in die Elektrode eingebetteten Flächen und die Elektrode selbst zur Erzeugung von Joulescher Wärme verwendet werden kann.

Die Berührungsfläche muß· einen genügenden Stromabfall ermöglichen, um die erforderliche Wärme zu erzeugen, die notwendig ist, den Elektrodenaufbau auf die gewünschte Temperatur von etwa 900° C zu bringen. Die Stromzuführungsstangen? sind deshalb gleichzeitig miteinander in Reihe verbunden, so daß der durch eine oder mehrere Aufhängungsstangen 6 auf einer Seite der Elektrode fließende Kurzschlußstrom durch die Elektrodenanordnung oder durch eine oder mehrere der Elektrodenstangen 6 auf der anderen Seite der Elektrode und dann durch ein stromzuführendes Verbindeglied 8 fließen und in die Stange oder Stangen gegenüber dem letzteren, das im Aufbau der nächsten Elektrode befestigt ist, eintreten kann. Der Strom tritt in die Elektrodenanordnung durch die Kontaktfläche zwischen den Stangen und der Elektrode ein, fließt durch die Elektrodenanordnung und tritt aus der gegenüberliegenden Stangenanordnung aus.

Nach Erreichen der erwünschten Temperatur wird der Strom ausgeschaltet, die Verbindeglieder 8, die gleichzeitig die Aufhängestangen 6 verbinden, entfernt und das Schmelzbad und mitunter auch vorher das geschmolzene Aluminium in den Ofen gegeben. Schließlich wird der Strom eingeschaltet und

ίο die Elektrolyse nach Zuführung 9 des Aluminiumoxyds in Betrieb genommen. Während des gesamten Vorerhitzens (erste und zweite Stufe) wird der Ofen von oben sorgfältig geschlossen gehalten, um Wärmeverluste zu vermeiden und ein Eindringen von Luft zu vermeiden, die zu einem Verbrennen des kohlenstoffhaltigen Materials führen würde. Das Vorerhitzen kann vorteilhaft in einer inerten Gasatmosphäre, z. B. in Stickstoff, durchgeführt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Inbetriebnahme eines Mehrzellenofens zur Aluminiumherstelhmg, der von oben mittels isolierter Metallstangen oder.

   -drähte, vorzugsweise zwei je Elektrode, mit aufgehängten Elektroden versehen ist, unter Vorerhitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrzellenofen in zwei Stufen ■ vorerhitzt wird, wobei die erste Stufe mittels Wärmezufuhr über vom Elektrodensystem unabhängige Mittel bzw. Heizorgane und die zweite Stufe durch Kurzschließen der bipolaren Elektroden in Reihe oder parallel, vorzugsweise durch die Aufhängeglieder erfolgt, die durch zwischen den bipolaren Elektroden verteilte Glieder verbunden werden können, während der Ofen leer und gegen das Eindringen von Luft geschützt ist und die Inbetriebnahme vorzugsweise in inerter Atmosphäre, wie in Stickstoff, vorgenommen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   DU9 590/328 7.66 © Bundesdruckerei Berlin