DE1558752C - Feuerfeste Auskleidung fur Wannen von Einzellen oder Mehrzellenofen fur die Schmelzflußelektrolyse von Aluminium - Google Patents

Description

wärme sehr gering ist Es lassen sich stabile und langhaltende Wände auch großer Höhe auf einfache Weise herstellen. Die Kryolithauskleidung kann direkt in die eigentliche Metallwanne eingesetzt werden.

Die Herstellung der feuerfesten Auskleidung erfolgt zweckmäßigerweise aus vorgefertigten Kryolithformstücken. Diese stellt man dadurch her, daß man den praktisch reinen schmelzflüssigen Kryolith in eine Form gießt, ihn darin sich durch Kühlen verfestigen läßt, anschließend die aus der Gußschale oder Form entnommenen Formstücke an Ort und Stelle zusammensetzt und die einzelnen Formstücke unter Erhitzen in an sich bekannter Weise miteinander verschweißt Vor dem Verschweißen kann zweckmäßigerweise eine dünne Schicht aus pulverisiertem oder geschmolzenem Kryolith in die Schweißstelle verteilt werden.

Dies hat den Vorteil, daß die Ofenauskleidung einfach montierbar ist und die einzelnen Formstücke abdichtend miteinander verbunden sind.

Claims (3)

1 2 abscheidet, die nicht wieder in dem Schmelzbad aufPatentansprüche: gelöst werden kann. Außerdem ist der Boden durch durchsickernde Komponenten Verformungen ausge-

1. Feuerfeste Auskleidung für Wannen von setzt, wodurch lokale Änderungen der Stromdichte Einzellen- oder Mehrzellenöfen für die Schmelz- 5 und somit Überhitzungen eintreten, wodurch ein flußelektrolyse von Aluminium, dadurch ge- höherer_τLeistungsbedarf für den Betrieb erforderlich kennzeichnet, daß die Auskleidung der ge- wird. :,.

samten Wanne oder ihrer wesentlichsten Teile aus -Man ist deshalb bereits dazu übergegangen, beivorgefertigten Formstücken aus praktisch reinem spielsweise die Seitenwände der Wannen mit siliciumnatürlichem oder synthetischem Kryolith besteht. io nitridgebundenem Siliciumcarbid auszukleiden. Ob-

2. Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten wohl dieses Material äußerst temperaturbeständig ist, Auskleidung nach Anspruch 1 aus vorgefertigten ist sein ohmscher Widerstand bei hohen Tempera-Kryolith-Formstücken, dadurch gekennzeichnet, türen, also wenn es in die Schmelze eingetaucht ist, daß man den praktisch' reinen schmelzfiüssigen relativ niedrig. Außerdem wird das Material, obwohl Kryolith in eine Form gießt, ihn darin sich durch 15 es in hohem Maße- chemisch resistent ist, in Mehr-Kühlen verfestigen läßt, anschließend die aus der zellenöfen, die bei höheren Spannungen betrieben Gußschale oder Form entnommenen Formstücke werden, elektrochemisch angegriffen.

an Ort und Stelle zusammensetzt und die einzel- Es ist weiterhin bekannt, metallurgische öfen mit

nen Formstücke unter Erhitzen in an sich be- einer erstarrten Schmelze aus Natriumchlorid und

kannter Weise miteinander verschweißt. 30 Kryolith zu beschichten (deutsche Patentschrift

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- 871 355). Für öfen für die Herstellung von Alukennzeichnet, daß man vor dem Verschweißen minium durch Schmelzflußelektrolyse ist es bekannt, eine dünne Schicht aus pulverisiertem oder ge- Wannenauskleidungen aus einem Material herzuschmolzenem Kryolith in die Schweißstelle ver- stellen, das 20 bis 75 % eines feuerfesten Oxyds entteilt. *5 hält und dessen Rest aus Kryolith besteht. Dabei

kann das feuerfeste Oxyd beispielsweise Aluminiumoxyd sein (deutsche Auslegeschrift 1 209 303). Dabei hat sich ein relativ hoher Aluminiumoxydgehalt als besonders günstig für die Eigenschaften des Wand-

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Auskleidung 30 materials erwiesen. Dies bedeutet jedoch, daß zur für Wannen von Einzellen- oder Mehrzellenöfen für Herstellung einer Schmelze aus diesem Material zur die Schmelzflußelektrolyse von Aluminium. Formung der Wände sehr hohe Temperaturen er-

Bekanntlich sind die Wannen der üblicherweise forderlich sind, was sehr hohe Leistungen für die Erverwendeten Aluminiumöfen mit Graphitkohle aus- hitzung bedeutet und zu Schwierigkeiten bei der gekleidet, die als Kathode dient. Die Wannen ent- 35 Formung führt. Außerdem ist es schwer, die bei halten geschmolzenen Kryolith, in dem das Alu- Mehrzellenöfen infolge der Verwendung bipolarer miniumoxyd gelöst vorliegt. Durch in die Schmelze Elektroden erforderlichen besonders hohen Seitentauchende Anoden und Zuführung der erforderlichen wände herzustellen.

elektrischen Leistung scheidet sich infolge der ein- Schließlich ist noch bekannt, die Zwischenräume

setzenden Elektrolyse metallisches Aluminium am 40 zwischen den Anoden eines Ofens zur Herstellung Boden der Wanne ab. von Aluminium durch Schmelzflußelektrolyse mit

Diese Aluminiumöfen haben den Nachteil, daß einer Packung aus festgestampftem pulverförmigem sich die aus Graphitkohle bestehenden Seitenwände Kryolith oder Tonerde auszufüllen (österreichische abnutzen, beispielsweise durch chemische Reaktionen Patentschrift 193 620).

mit der Schmelze, durch Veränderungen der Zu- 45 Die der Erfindung zugrundeliegnde Aufgabe besammensetzung und der Temperatur der Schmelze steht nun darin, eine feuerfeste Auskleidung für u. dgl. Da jedoch Kryolithschmelzen die Neigung · Wannen von Einzellen- oder Mehrzellenöfen für die haben, sich zu verfestigen, sobald die Temperatur Schmelzflußelektrolyse von Aluminium zu schaffen, der Schmelze um 50 bis 100° C unter die bei 950° C das frei von den infolge der Verwendung von Aluliegende Elektrolysetemperatur abfällt, bildet sich bei 5° miniumoxyd gestellten Erfordernissen ist.
derartigen Temperaturänderungen an der Wannen- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Auswand eine halbfeste bis feste Schicht der Schmelze, kleidung der gesamten Wanne oder ihrer wesentlichwodurch die fehlende Graphitkbhle ersetzt wird. Die sten Teile aus vorgefertigten Formstücken aus prak-Dicke dieser Schicht hängt von der Änderung der tisch reinem natürlichem oder synthetischem Kryolith Temperatur der Schmelze ab. Bei diesem Vorgang 55 besteht. *

bestehen schließlich die Seitenwände zu einem immer Eine derartige Auskleidung hat den Vorteil, daß

größer werdenden Anteil aus verfestigter Schmelze ihr Schmelzpunkt über der Temperatur des Elektromit unterschiedlichem Kryolithanteil. Da die Schmelz- lyseschmelzflusses liegt und durch die Schmelze temperatur dieser Wände sehr niedrig ist, d. h. bei selbst weder chemisch noch elektrochemisch anweniger als 940° C liegt, sind die mit der Schmelze 60 gegriffen wird. Einer Auflösung der Kryolithwand in Berührung stehenden Wände halbfest und somit durch die Schmelze wird dadurch entgegengewirkt, instabil, außerdem ist die Wandstärke lokal ver- daß die Temperatur der Schmelze in den wandnahen schieden und für den optimalen Ofenbetrieb un- Schichten durch entsprechende Bemessung und Anzweckmäßig. Ordnung der Anoden niedrig, z.B. unter 900° C, Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich zwi- 65 gehalten wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daschen dem Graphitkohleboden und der darüber- durch, daß die Stärke der Kryolithschicht nur wenige liegenden Aluminiumschicht eine feste bis stark Zentimeter zu betragen braucht, so daß der Herviskose Masse insbesondere in den Randbereichen Stellungsaufwand hinsichtlich Materials und Schmelz