DE2122246C3 - Stahlwanne fur Elektrolysezellen zur Gewinnung von Aluminium - Google Patents

Description

2 StahUvanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Ausspa-

runuen (7) in eier Bodenebene anordnet sind.
Χ VerwenJun« von Stahlbetonbalken als Di-

sianzstüeke (Ί0) ~
ManzMutke. (IU).

Die Erfindung betrifft eine Stahlwanne für Elekirolyse/ellen zur Gewinnung von Aluminium, die außen an den Schmalseiten und an der Unterseite des Bodens horizont.'Ie Träger zur Versteifung und an den Längsseiten vertikale Träger aufweist.'an denen sie beweglich gelagert ist. "

Derartige Stahlwanncn werden zur elektrolytischen Gewinnung von Aluminum und auch zur Gewinnung von anderen Buntmetallen benötigt.

Die Stahlwanne ist bei Eleklrolysezcllen zur Aluminiumgcwinnung einer der wichtigsten Bauteile, von der die Lebensdauer der Zelle wesentlich abhangt.

Es ist bekannt, daß die Kohlcnherdflache der Stahhvannenauskleidung sich nicht nur infolge von Hochtemperatur^, sondern hauptsächlich infolge der Durchtränkung der Kohlenvollsteine mit fluorhaltigcn Salzen ausdehnt. Während der Ausdehnung der Kohlenhcrdfläehe entstehen erhebliche Kräfte. welchc die Wände der Stahlwanne beanspruchen.

Line Untersuchung des Verhaltens von Stahl wannen verschiedener Bauarten und Größen ergab eine bestimmte Abhängigkeit zwischen der Verlängerung der Lebensdauer der Elektrolysezelle!! und der Vergrößerung der Steifigkeit der Slahlwannenwände.

Es sind Stahlwannen für Elektrolysezellen zur Aluminiumgcwinnung bekannt, die kastenförmig ausgeführt sind und mittels Trägern auf Fundamenttragstützen angeordnet sind und außen an den Schmalseiten und am Boden horizontale Träger und an den Längsseiten vertikale Träger aufweisen. Dabei sind die vertikalen gegenüberliegenden Träger paarweise im Mittelteil durch unter dem Kastcnboden verlaufende stählerne Zugstangen verbunden. Die unteren Enden dieser Träger sind in Fundamentaussparungcn befestigt und durch Elektroisolationsplatten abgedeckt.

An diesen bekannten Stahlwanncn wird durch das Vorhandcnscin von langen Zugstäben, die infolge ihrer großen Länge erheblichen Verformungen unterworfen sind, sowie von relativ langen vertikalen Trägern die Steifigkeit der Stahlwanne verringert und

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der erfahren können und mittels elastischer Rückführelcmente, wie Spanneisen und Federn, mit kontrollierter Elastizitätsgrenze auf -J.·.·- feststehende ^o Troggestell montiert sind. Die Verschiebung der Trogwände bei Beanspruchungen vollzieh; sich unter genau gleichbleibender Kralt, die durch die Elastizität der Spanneisen selbst bewirkt wird, welche- aus ausgewähltem Stahl bestehen und deren Ausmaße tür diesen Effekt berechne! sind. Eine derartige komplizierte Konstruktion erfordert einen großen Material- und Arbeitsaufwand zur Herstellung, insbesondere teure spezielle Stähle und genaue Berechnungen, enbei noch die berechnete Spannkraft der Federn oder Spanneisen genau eingestellt werden muß. du ansonsten statt des gewünschten Ausgleichs zusätzliche Deformationskräfte auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es. unter Vermeidung der den bekannten Stahlwannen anhaftenden Mangel eine Stahlwanne zu entwickeln, die konstruktiv einfach gebaut ist. einen geringen Metallaufwand erfordert, eine große Lebensdauer besitzt und zum Einsatz in Großleistungs-EIektroiysczellcn geeignet ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Stahhvannc der eingangs beschriebenen Art am Boden der Wanne einer der Zahl der vertikalen Träger entsprechende Anzahl Aussparungen zur Aufnahme von Stiftschrauben vorgesehen ist, übci die die Wanne an den vertikalen Trägern gelenkig befestigt ist, die ihrerseits wieder über Distanzstücke verbunden sind.

Es ist vorteilhaft, zur Verhinderung des Auftretens von Biegemomenten im Stahlwannenboden infolge Einwirkung außermittiger Kräfte die Längsachsen der Aussparungen in der Bodenebene anzuordnen.

Vorzugsweise werden als Distanzslüekc zwischen

den vertikalen Trägern an der Stahhvannc zur Me-

tallcrsparnis Stahlbetonbalken verwendet, wodurch

ein erheblicher Nutzen bei der Massenfertigung diescr Bauteile erzielt wird.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbcispicls unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht mit teilweisem Schnitt der erfindungsgemäßen Stahlwanne,

F i g. 2 einen Grundriß der Stahlwanne, F i g. 3 einen Schnitt IH-III der F i g. 1, F i g. 4 einen Schnitt IV-IV der F i g. 2. Eine Stahlwanne für Elektrolysezelle zur Gcwinnung von Aluminium besteht aus einem rechteckigen, aus Stahlblech geschweißten Kasten 1 (Fig. 1,2), dessen Längsseiten mit Winkelstahlstücken 2 versehen sind, die die Steifigkeit der Kastenlängsseiten in

der Spannweite zwischen vertikalen Trägern 3 gewährleisten. Die Schmalseiten des Kastens 1 sind durch Versteifungsträger 4 mit Decklamellen S verfestigt. Die Schmalseiten des Kastens 1 werden dabei als auf zwei Auflagern frei liegende, durch gleichmä-(Jig 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-Trüger6, durch die der Kasten 1 sich gegen die Baukonstruktion abstützt, gebildet. Im Kastenboden sind Aussparungen 7 (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 Stiftschrauben 8 verhindern, indem sie in die Kastenbodenebene eingeschweißt sind, das Entstehen von Biegemomenten infolge der Einwirkung von Zugkräften (Spannkrallen).

In den vertikalen Trägern 3 sind im unteren Teil Taschen vorgesehen, in welche hurizoptalc Stahlbetonbalken als Distanzstücke K) eingelegt werden. In den l.ängswändcn des Kastens 1 sind Fenster 11 (F i g. 1) zur Aufnahme der Enden der in die Kohlenvollsteinauskleidung eingebauten Stahlblöcke vorgesehen. Die Stiftschrauben 8 verbinden mittels des Kastenbodens 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 durrh dh 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 Aussparung, η 7 können die Suitschrauben 8 sich selbst einst;Il :n, wobei eine Bieüunu der Stiftschraube 8 bei Kastenverformunuen verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruche:

   I. Stahlwanne für Elektrolysezellen zur Qewinnung von Aluminium, die außen an den Schmalseilen und an der Unterseite des Bodens horizon- t»lc Trüger zur Versteifung und an den Längsseiten vertikale Träger aufweist, an denen sie bewegltch gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Wanne einer der Zahl der vertikalen Träger (3) entsprechende Anzahl Aussparungen (7) zur Aufnahme von Stiftschrauben (8) vorgesehen ist, über die die Wanne an den vertikalen Trägern gelenkig befestigt ist,

   ^{wicder über Djstanzstückc (10) ver}"'⁵ folglieh auch die Lebensdauer der Elektrolysezelle. αot erdem verursacht das Vorhandensein von Zug- $bÄn S^Metallverbrauch. Die Tragfähigkeil des; Boden«ι wird1 bei ^ser Konstruk ,an mehl vollständig genutzf Rp^pa™?^Ζ,™ Enden der vertikalen ι rag r
   sparungen vermindert die UWos.u u ι r aas

   **™^™$ ARdir St^wanXe Schwierigkeiten u«= "

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