DE2122246B2 - Stahlwanne fur Elektrolysezellen zur Gewinnung von Aluminium - Google Patents

Description

Derartige Stahlwannen werden zur elektrolytischen Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung

Gewinnung von Aluminium und auch zur Gewin- der den bekannten Stahlwannen anhaftenden Mängel

nung von anderen Buntmetallen benötigt. 35 eine Stahlwanne zu entwickeln, die konstruktiv ein-

Die Stahlwanne ist bei Elektrolysezellen zur Alu- fach gebaut ist, einen geringen Metallaufwand erfor-

miniumgewinnung einer der wichtigsten Bauteile, dert, eine große Lebensdauer besitzt und zum Ein-

von der die Lebensdauer der Zelle wesentlich ab- satz in Großleistungs-Elektrolysezellen geeignet ist.

hängt. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer

Es ist bekannt, daß die Kohlenherdfläche der 40 Stahhvanne der eingangs beschriebenen Art am Bo-

Stahlwannenauskleidung sich nicht nur infolge von den der Wanne einer der Zahl der vertikalen Träger

Hochtemperaturen, sondern hauptsächlich infolge entsprechende Anzahl Aussparungen zur Aufnahme

der Durchtränkung der Kohlenvollsteine mit fluor- von Stiftschrauben vorgesehen ist, über die die

haltigen Salzen ausdehnt. Während der Ausdehnung Wanne an den vertikalen Trägern gelenkig befestigt

der Kohlenherdfläche entstehen erhebliche Kräfte, 45 ist, die ihrerseits wieder über Distanzstücke verbun-

welche die Wände der Stahlwanne beanspruchen. den sind.

Eine Untersuchung des Verhaltens von Stahlwan- Es ist vorteilhaft, zur Verhinderung des Auftretens

nen verschiedener Bauarten und Größen ergab eine von Biegemomenten im Stahlwannenboden infolge

bestimmte Abhängigkeit zwischen der Verlängerung Einwirkung außermittiger Kräfte die Längsachsen

der Lebensdauer der Elektrolysezellen und der Ver- 50 der Aussparungen in der Bodenebene anzuordnen,

größerung der Steifigkeit der Stahlwannenwände. Vorzugsweise werden als Distanzstücke zwischen

Es sind Stahlwannen für Elektrolysezellen zur den vertikalen Trägern an der Stahlwanne zur Me-

Aluminiumgewinnung bekannt, die kastenförmig tallersparnis Stahlbetonbalken verwendet, wodurch

ausgeführt sind und mittels Trägern auf Fundament- ein erheblicher Nutzen bei der Massenfertigung die-

tragstützen angeordnet sind und außen an den 55 ser Bauteile erzielt wird.

Schmalseiten und am Boden horizontale Träger und Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines

an den Längsseiten vertikale Träger aufweisen. Da- Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die

bei sind die vertikalen gegenüberliegenden Träger Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

paarweise im Mittelteil durch unter dem Kastenbo- F i g. 1 eine Vorderansicht mit teilweisem Schnitt

den verlaufende stählerne Zugstangen verbunden. 60 der erfindungsgemäßen Stahlwanne,

Die unteren Enden dieser Träger sind in Fundament- Fi g. 2 einen Grundriß der Stahlwanne,

aussparungen befestigt und durch Elektroisolations- Fig. 3 einen Schnitt IH-III der Fig. 1,

platten abgedeckt. F i g. 4 einen Schnitt IV-IV der F i g. 2.

An diesen bekannten Stahlwannen wird durch das Eine Stahlwanne für Elektrolysezellen zur Gewin-Vorhandensein von langen Zugstäben, die infolge ih- 65 nung von Aluminium besteht aus einem rechteckigen., rer großen Länge erheblichen Verformungen unter- aus Stahlblech geschweißten Kasten 1 (Fig. 1, 2), worfen sind, sowie von relativ langen vertikalen Trä- dessen Längsseiten mit Winkelstahlstücken 2 verse-· gern die Steifigkeit der Stahlwanne verringert und hen sind, die die Steifigkeit der Kastenlängsseiten in.

der Spannweite zwischen vertikalen Trägem 3 gewährleisten. Die Schmalseiten des Kastens 1 sind durch Versteifungsträger 4 mit Decklamellen 5 verfestigt. Die Schmalseiten des Kasten 1 werden dabei ais auf zwei Auflagern frei liegende, durch gleichmäßig verteilte Belastung beladene Träger beansprucht. Ein solches Beanspruchungsschema der Schmalseiten ist durch das Fehlen von Versteifungsbauteilen in den Kastenwinkeln gewährleistet. Die Steifigkeit des Kastenbodens wird mittels an den Boden geschweißter Z-Trager 6, durch die der Kasten 1 sich gegen die Baukonstruktion abstützt, gebildet. Im Kastenboden sind Aussparungen7 (Fig.3, 4) für die durch Muttern 9 mit kugelförmigen Stützflächen ausgestatteten Stiftschrauben 8 vorgesehen, welche zur Befestigung der vertikalen Träger 3 an den Längsseiten der Stahlwanne dienen. Die Aussparungen 7 für die Stiftschrai.-ben 8 verhindern, indem sie in die Kastenbodenebene eingeschweißt sind, das Entstehen von Biegemomenten infolge der Einwirkung von Zugkräften (Spannkräften).

In den vertikalen Trägern 3 sind im unteren Teil Taschen vorgesehen, in welche horizontale Stahlbetonbalken als Distanzstücke 10 eingelegt werden. In den Längswänden des Kastens 1 sind Fenster 11 (F i e 1) zur Au'inahme der Enden der in die Kohlenvollsteinauskleidung eingebauten Stahlblöcke vorgesehen Die Stiftschrauben 8 verbinden mittels des Kistenbodens paarweise die vertikalen Träger 3, zwischen deren unteren Enden die Distanzstücke 10 verlegt sind Erfolgt eine Einwirkung der Kohlenherdfläche auf die Längswände des Kastens 1, so wird die Belastung auf die oberen Teile der Träger 3 übertragen und durch die Distanzstücke 10 sowie durch die mit dem Kastenboden verbundenen Stiftschrauben 8 aufgenommen. Die Distanzstücke 10 werden dabei auf Druck beansprucht, die Stiftschrauben 8 auf Zug. Die Stiftschrauben 8 übertragen ihrerseits die Belastung durch die Aussparungen 7 auf den Kastenboden. Die Inanspruchnahme des Kastenbodens ermöglicht es, auf lange Zugstangen zu verzichten, die bei den bekannten Stahlwannen verwendet werden und die infolge ihrer erheblichen Länge große Verformungen im elastischen Bereich aufweisen und somit die Steifigkeit der Stahlwanne verringern. Durch die kugelförmigen Stützflächen (Sitzflächen) der Muttern 9 und der Aussparungen 7 können die Stiftschrauben 8 sich selbst einstellen, wobei eine Biegung der Stiftschraube 8 bei Kastenverformungen verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 folglich auch die Lebensdauer der Elektrolysezelle. Patentansprüche: Außerdem verursacht das Vorhandensein von Zugstäben einen hohen Metallverbrauch. Die Tragfähig-

1. Stahlwanne für Elektrolysezellen zur Gewin- keit des Bodens wird bei dieser Konstruktion nicht nung von Aluminium, die außen an den Schmal- 5 vollständig genutzt. Die Einscannung der unteren seiten und an der Unterseite des Bodens horizon- Enden der vertikalen Träger in die Fundamentaustale Träger zur Versteifung und an den Längssei- sparungen vermindert die Elektrosicherheit für das ten vertikale Träger aufweist, an denen sie be- Bedienungspersonal und verursacht zusätzliche weglich gelagert ist, dadurch gekenn- Schwierigkeiten bei der Beförderung der Stahlwanne zeichnet, daß am Boden der Wanne einer der io zur Generalüberholung.

Zahl der vertikalen Träger (3) entsprechende An- Aus der deutschen Auslegeschrift 1 005 739 ist ein zahl Aussparungen (7) zur Aufnahme von Stift- Elektrolysiertrog für metallurgische Prozesse, insbeschrauben (8) vorgesehen ist, über die die Wanne sondere zur Aluminiumherstellung durch Elektrolyse an den vertikalen Trägern gelenkig befestigt ist, bekannt, wobei der Außenkörper des Troges aus die ihrerseits wieder über Distanzstücke (10) ver- 15 einer Anzahl verschiedener Einzelteile zusammengebunden sind. setzt ist, welche relative Verschiebungen gegeneinan-

2. Stahhvanne nach Anspruch 1, dadurch ge- der erfahren können und mittels elastischer Rückkennzeichnet, daß die Längsachsen der Ausspa- führelemente, wie Spanneisen und Federn, mit konrungen (7) in der Bodenebene angeordnet sind. trollierter Elastizitätsgrenze auf das feststehende

3. Verwendung von Stahlbetonbalken als Di- 20 Troggestell montiert sind. Die Verschiebung der stanzstücke (10). Trogwände bei Beanspruchungen vollzieht sich unter

genau gleichbleibender Kraft, die durch die Elastizi-

tat der Spanneisen selbst bewirkt wird, welche aus

ausgewähltem Stahl bestehen und deren Ausmaße für 25 diesen Effekt berechnet sind. Eine derartige komplizierte Konstruktion erfordert einen großen Material-Die Erfindung betrifft eine Stahlwanne für Elek- und Arbeitsaufwand zur Herstellung, insbesondere trolysezellen zur Gewinnung von Aluminium, die teure spezielle Stähle und genaue Berechnungen, woaußen an den Schmalseiten und an der Unterseite des bei noch die berechnete Spannkraft der Federn oder Bodens horizontale Träger zur Versteifung und an 30 Spanneisen genau eingestellt werden muß, da ansonden Längsseiten vertikale Träger aufweist, an denen stes statt des gewünschten Ausgleichs zusätzliche sie beweglich gelagert ist. Deformationskräfte auftreten.