DE2133847C3 - Verfahren zur Prüfung von nicht oxy dierbaren warmedammenden Auskleidungsma teriahen fur Aluminium Elektrolysezellen auf Kryohthbestandigkeit - Google Patents

Verfahren zur Prüfung von nicht oxy dierbaren warmedammenden Auskleidungsma teriahen fur Aluminium Elektrolysezellen auf Kryohthbestandigkeit

Info

Publication number
DE2133847C3
DE2133847C3 DE2133847A DE2133847A DE2133847C3 DE 2133847 C3 DE2133847 C3 DE 2133847C3 DE 2133847 A DE2133847 A DE 2133847A DE 2133847 A DE2133847 A DE 2133847A DE 2133847 C3 DE2133847 C3 DE 2133847C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cryolite
aluminum
lining
day
oxidizable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2133847A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2133847B2 (de
DE2133847A1 (de
Inventor
Sebastian Dipl.-Chem. Dr. Klingnau Huwyler
Wolfgang Dr.Ing. Chippis Schmidt-Hatting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcan Holdings Switzerland AG
Original Assignee
Schweizerische Aluminium AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schweizerische Aluminium AG filed Critical Schweizerische Aluminium AG
Publication of DE2133847A1 publication Critical patent/DE2133847A1/de
Publication of DE2133847B2 publication Critical patent/DE2133847B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2133847C3 publication Critical patent/DE2133847C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/085Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes characterised by its non electrically conducting heat insulating parts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

befindet sich in einer mit Kohlenstoff 11 ausgekleide- chen werden.
ten Stahlwanne 12, die mit einer thermischen Isola- Die langfristigen Veränderungen, weiche die Aus-
tion 13 aus hitzebeständigem, wärmedämmendem 45 kleidungsmaterialien in der Zelle durch den Angriff
Auskleidungsmaterial versehen ist. Das kathodisch der Badkomponenten durchmachen, werden in dem
abgeschiedene Aluminium 14 liegt auf dem Boden Labortest auf einfache Weise und in sehr kurzer Zeit
15 der Zelle. Die Oberfläche 16 des flüssigen Alumi- zur Erscheinung gebracht.
niums stellt die Kathode dar. In die Kohlenstoffaus- Für den Test werden aus den zu prüfenden Auskleidung 11 sind eiserne Kaihodenbarreii 17 einge- 50 kieidungsmateriaiien Proben geschnitten. Man wählt lassen, die den Strom aus dem Boden der Zelle nach zweckmäßigerweise eine Größe von etwa außen führen. In die Fluoridschmelze 10 tauchen 35 X 35 x 65 mm, die sich als handlich erwiesen von oben Anoden 18 aus amorphem Kohlenstoff ein, hat; andere Größen sind selbstverständlich auch die den Gleichstrom dem Elektrolyten zuführen. Sie brauchbar. An diesen Proben werden zunächst die sind über Stromleiterstangen 19 und durch Schlösser 55 scheinbare Dichte und die Kaltdruckfestigkeit ermit-20 mit dem Anodenbalken 21 fest verbunden. Der telt.
Elektrolyt 10 ist mit einer Kruste 22 aus erstarrter Weitere Proben werden auf 800 ± 20° C erwärmt Schmelze und einer darüber befindlichen Tonerde- und mindestens einen Tag lang auf dieser Temperaschicht 23 bedeckt. Der Abstand d der Anodenunter- tür gehalten; anschließend wird deren Kaltdruckfeseite 24 zur Aluminiumoberfläche 16, auch Interpo- 60 stigkeit bestimmt. Ein Abfall der Kaltdruckfestigkeit lardistanz genannt, läßt sich Heben oder Senken des nach erfolgter Erwärmung läßt bereits auf eine Anodenbalkens 21 mit Hilfe der Hubwerke 25 ver- Schwächung der Struktur durch reine Temperaturändern, die auf Säulen 26 montiert sind. Infolge des einwirkung schließen.
Angriffs durch den bei der Elektrolyse in Freiheit ge- Weitere Proben werden in Kryolithpulver eingesetzten Sauerstoff verbrauchen sich die Anoden an 65 packt, vorzugsweise in einem Graphittiegel, und für ihrer Unterseite täglich um etwa 1,5 bis 2 cm je nach mindestens einen Tag auf 500 ± 20° C erwärmt, ab-Zellentyp. gekühlt, von anhaftendem Kryolith gereinigt und auf Die thermische Isolation 13 besteht meistens, in Schrumpfung oder Volumenzunahme geprüft; es
wird auch untersucht, ob gleichzeitig eine Gewichtsveränderung eingetreten ist. Für den Einbau in Elektrulysezellen gut geeignete Materialien dürfen weder eine nennenswerte Schrumpfung noch eine nennenswerte Volumenzunahme noch nennenswerte Gewichtsveränderungen aufweisen. Die Prüfung wird ergänzt durch die Bestimmung der Kaltdruckfestigkeit der in Kryolith erwärmten Probekörper. Für die Brauchbarkeit der Materialien sollte die KaltdruckfestigMt der in Kryolith erwärmten Proben gegenüber derjenigen der nicht in Kryolith erwärmten Proben keinen nennenswerten Unterschied zeigen. Hierbei kann es vorkommen, daß nach erfolgter Temperatureinwirkung mit oder ohne Kryolith eine höhere Druckfestigkeit auftritt; das läßt auf eine unerwünschte Versprödung des Materials schließen. Eine verminderte Druckfestigkeit anderseits beweist einen Angriff durch den Kryolith. Solche beim Test in nennenswerter Weise veränderte Materialien sind für die Auskleidung von Aluminium-Elektrolysezellen nicht geeignet. Materialien dagegen, welche diesen Test ohne nennenswerte Veränderung bestehen, sind zum Einsatz in Zellenbereichen niedriger Temperatur geeignet.
Es folgt der gleiche Test im Kryolith, jedoch bei einer Temperatur von 800 ± 20° C (Dauer wiederum mindestens ein Tag), Die Kriterien der Beurteilung sind die gleichen wie nach der Erwärmung auf 500 ± 10° C. Materialien, die auch diese Beanspruchung ohne nennenswerte Veränderungen überstanden haben, sind zur Verwendung in Alumi-
to nium-EIektroIysezellen ohne Einschränkung einsetzbar, sofern ihre Absolutwerte für Festigkeit und thermische Leitfähigkeit es zulassen.
Es hat sich gezeigt, daß zwischen den Ergebnissen dieses Tests und dem Verhalten der Materialien in den Elektrolysezellen eine gute Korrelation besteht. Es läßt sich dabei das Risiko, das vor allern beim Einsatz von neuen, bisher nicht verwendeten Materialien besteht, erheblich reduzieren.
Die Erhöhung der Zellenlebensdauer, die durch so geprüfte Materialien möglich wird, gestattet eine beträchtliche Senkung .'<;r Aluminium-Gestehungskosten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. ■ι
    der Reihenfolge von der Fluoridschmelze lö nach
    Verfahren tut Prüfung von nicht oxydierbaren, medämmenden Materials ^!%%%£
    v/ärnwdiiramenden Auskleidungsmaterialien for 5 niger ^mpereturbestanÄgen, dafür aber gut warme-
    Alummium-Elektrolysezelten auf KryoUthbestän- dämmenden ^18»00^18 1^
    digkeit, dadurch gekennzeichnet, daß Im Laufe der
    Probekörper des Auskleidungsmaterials vorberei- flüssige und ^^f.^S^Smää^Jn tet werden, wovon ein Teil unbehandelt bleibt, Kohlenstoffschicbt 11 bis ^ ^"^^"Τ"' ein Teil in Kryolith eingepackt und mindestens «. den Auskleidungssch.cbten vonZw.schen den Badeinen Tag lang auf 500 ± 100C gehalten ond komponenten und diesen ^^Γη o'wS
    ein weiterer Teil in Kryolitbpulver eingepackt ttonsmaterialien kann es zu chemischen Reaktionen und mindestens einen Tag lang auf 800 ± 20° C kommen, welche die IsolaOonsmatermhen angre, en. gehalten wird, worauf die Kaltdruckfestigkeit Dieser Angriff kann entweder emen Zerfall der iso-(Druckfestigkeit bei Raumtemperatur), die t5 Iationsmaterialien, oder aber deren Schrumpfung scheinbare Dichte und die Dimension der behan- oder Volumenausdehnung ^""ken Alle diese Efdelten Probekörper mit den entsprechenden Wer- fekte verringern die Festigkeit der warmedarnmenden ten der unbehandelten Probekörper verglichen Auskleidung 13 und damit die Lebensdauer der werden Elektrolysezelle. Die Folge ist eine frühzeitige und
    2o kostspielige Reparatur, die mit einem Produktionsausfall verbunden ist. Weiterhin erhöht sich der
    Spannungsabfall im Kohleboden 11 stark, was eine
    Verschlechterung des spezifischen elektrischen Ener-
    Die Erfindung betrifft eine Methode zur Prüfung gieaufwandes (kWh/kg Al) verursacht
    von nicht oxydierbaren, wärmedämmenden Ausklei- 15 Die geschilderten Schwierigkeiten lassen sich ver-
    dungsmaterialien für Aluminium-Elektrolysezellen ringern oder gänzlich vermeiden, indem tür die tner-
    auf Kryolithbeständigkeit. mische Isolation 13 kryolithbtsta.'.dige Auskle.-
    Für die Gewinnung von Aluminium durch Elek- dungsmaterialien eingesetzt werden,
    trolyse von Aluminiumoxyd (AUO3, Tonerde) wird Es ist daher notwendig, die Auskleidungsmatena-
    dieses in einer Fluoridschmelze gelöst. Die Elektro- 30 lien vor dem Einbau in die Zelle auf Kryolithbestan-
    lyse erfolgt in einem Temperaturbereich von etwa digkeit zu untersuchen.
    940 bis 975° C. Das kathodisch abgeschiedene Alu- Die erfindungsgemäße Methode besteht dann, daß
    minium sammelt sich unter der Fluoridschmelze auf Probekörper des Auskleidungsmatenals vorocrcitet
    dem Boden der Zelle. In die S. hmelze tauchen von werden, wovon ein Teil unbehandelt bleibt, ein Teil
    oben Anoden aus amorphem Kohlenstoff ein. An 35 in Kryolith eingepackt und mindestens einen Tag
    den Anoden entsteht durch die elektrolytische Zer- lang auf 500 ± 10° C gehalten und ein weiterer Teil
    setzung des Aluminiumoxids Sauerstoff, der sich mit in Kryolithpulver eingepackt und mindestens einen
    dem Kohlenstoff der Anoden zu CO und CO, ver- Tag lang auf 800 ± 20° C gehalten wird, worauf die
    bindet. " Kaltdruckfestigkeit (Druckfeshikeit bei Raumtempe-
    Das Prinzip einer Aluminium-Elektrolysezelle geht 40 ratur), die scheinbare Dichte und die Dimensionen
    aus der Figur hervor, die einen Schnitt in Längsrich- der behandelten Probekörper mit den entsprechen-
    tung zeigt. Die Fluoridschmelze 10 (der Elektrolyt) den Werten der unbehandelten Probekörper vergli-
DE2133847A 1970-07-17 1971-07-07 Verfahren zur Prüfung von nicht oxy dierbaren warmedammenden Auskleidungsma teriahen fur Aluminium Elektrolysezellen auf Kryohthbestandigkeit Expired DE2133847C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1090770A CH557886A (de) 1970-07-17 1970-07-17 Verfahren zur pruefung der kryolithbestaendigkeit von waermedaemmenden auskleidungsmaterialien fuer aluminium elektrolysezellen.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2133847A1 DE2133847A1 (de) 1972-01-20
DE2133847B2 DE2133847B2 (de) 1974-04-18
DE2133847C3 true DE2133847C3 (de) 1974-11-21

Family

ID=4368074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2133847A Expired DE2133847C3 (de) 1970-07-17 1971-07-07 Verfahren zur Prüfung von nicht oxy dierbaren warmedammenden Auskleidungsma teriahen fur Aluminium Elektrolysezellen auf Kryohthbestandigkeit

Country Status (13)

Country Link
US (1) US3688559A (de)
JP (1) JPS5627823B1 (de)
AT (1) AT309091B (de)
AU (1) AU461233B2 (de)
BE (1) BE770044A (de)
CA (1) CA928101A (de)
CH (1) CH557886A (de)
DE (1) DE2133847C3 (de)
FR (1) FR2101751A5 (de)
GB (1) GB1349779A (de)
NL (1) NL152358B (de)
NO (1) NO142462C (de)
ZA (1) ZA714495B (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3604845C2 (de) * 1986-02-15 1995-08-24 Egon Evertz Verfahren zur Feststellung des Verhaltens von feuerfestem Material

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3261699A (en) * 1966-07-19 Table ii
US3457158A (en) * 1964-10-02 1969-07-22 Reynolds Metals Co Cell lining system

Also Published As

Publication number Publication date
DE2133847B2 (de) 1974-04-18
US3688559A (en) 1972-09-05
ZA714495B (en) 1972-03-29
AT309091B (de) 1973-08-10
NL152358B (nl) 1977-02-15
NO142462B (no) 1980-05-12
BE770044A (fr) 1971-11-16
DE2133847A1 (de) 1972-01-20
JPS5627823B1 (de) 1981-06-27
NO142462C (no) 1980-09-03
AU461233B2 (en) 1975-05-22
CH557886A (de) 1975-01-15
GB1349779A (en) 1974-04-10
CA928101A (en) 1973-06-12
NL7108820A (de) 1972-01-19
AU3132971A (en) 1973-01-18
FR2101751A5 (de) 1972-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69529537T2 (de) Fluor-Zelle
DE69306775T2 (de) Anode-kathode anordnung für aluminium-herstellungszellen
DE1251962B (de) Kathode fur eine Elektrolysezelle zur Herstellung von Aluminium und Verfahren zur Herstellung derselben
DE69901718T2 (de) Poröse, kohlenstoff-freie anoden auf basis von metallen für aluminium-gewinnungszellen
DE2438891A1 (de) Verfahren zur schmelzflusselektrolyse mit unverbrauchbaren bipolaren elektroden
DE2446668C3 (de) Verfahren zur Schtnelzflußelektrolyse, insbesondere von Aluminiumoxid, und Anode zur Ausführung des Verfahrens
DE2818971A1 (de) Verbesserte vorrichtung und verbessertes verfahren zur abtrennung eines metalles aus einem salz
DD142061A5 (de) Verfahren zur gewinnung von aluminium durch schmelzflusselektrolyse
DE2336609C3 (de) Elektrolytische Zelle für die Herstellung von Alkalimetallschloraten aus Alkalimetallschloridlösungen
DE3247967C2 (de)
DE1758022A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von alkalimetallen
DE1533439A1 (de) Elektrolytische Zelle zur Gewinnung von Aluminium und Verfahren zum Betrieb derselben
DE2133847C3 (de) Verfahren zur Prüfung von nicht oxy dierbaren warmedammenden Auskleidungsma teriahen fur Aluminium Elektrolysezellen auf Kryohthbestandigkeit
DE2740340A1 (de) Verfahren zur verminderung der waermeabstrahlung aus einer zelle zur elektrolytischen reduktion von aluminiumoxid
EP0132647B1 (de) Auskleidung für Elektrolysewanne zur Herstellung von Aluminium
DE1926099A1 (de) Verfahren zur Steuerung der Zufuehrung von Aluminiumoxid zu einer Aluminiumreduktionszelle
DE2624368C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Schutzschicht
DE3116273A1 (de) Elektrolysewanne
DE1173877B (de) Elektrolytische Zelle
EP0099331B1 (de) Kathodenwanne einer Aluminiumelektrolysezelle
DE2844417C3 (de) Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen von Temperaturen von Metallschmelzen bei der Elektrolyse
DE60201534T2 (de) Elektrolysezellen zur aluminiumgewinnung mit drainiertem kathodenboden und einem reservoir für aluminium
DE1558726C3 (de)
EP3350358B1 (de) Kathodenboden zur herstellung von aluminium
DE2153293A1 (de) Verfahren für die Gewinnung von Aluminium durch Elektrolyse von Aluminiumoxid im Fluoridschmelzfluß

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: HIEBSCH, G., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 7700 SINGEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee