DE2303339A1 - Elektrolysezelle - Google Patents

Description

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61

Aluminum Company of America, Pittsburgh / Pennsylvania (V.St.A.)

Elektrolysezelle

Die Erfindung betrifft allgemein Elektrolysezellen zum Erzeugen geschmolzener Metalle, beispielsweise von Aluminium aus Verbindungen solcher Metalle und insbesondere zum wesentlichen Vermindern der nachteiligen Einwirkungen von Magnetfeldern auf das in den Zellen enthaltene geschmolzene Metall.

Bei der Produktion von Aluminium beispielsweise in einer Elektrolysezelle wird geschmolzenes Aluminium durch Elektrolyse von Aluminium erzeugt, das in einem geschmolzenen Salzbad aufge-, löst ist, wobei am Boden der Zeile eine Schicht geschmolzenen aluminiums gebildet wird. Bekanntlich werden von den Magnetfeldern und den Stromdichten in der Zelle auf das geschmolzene Aluminium einwirkende Elektromotorische Kräfte erzeugt, die zu einer erheblichen Bewegung und Zirkulation der Aluminiumschicht in der Zelle führen, welche Bewegung eine weitgehende Erosion der Innenauskleidung der Zelle verursacht. Bei dieser Erosion werden an der Stelle

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von Rissen oder Sprüngen an der Innenauskleidung der Zelle Löcher erzeugt, die schließlich zu einer Außerbetriebsetzung der Zelle-(n) führen, damit die Zelle repariert und/oder die Auskleidung ersetzt werden kann. Hierbei entstehen natürlich sehr hohe Kosten, da die Zelle während der Stillegung kein Metall produziert, während andererseits hohe Material- und Arbeitskosten für die Reparatur oder den Ersatz einer Auskleidung der Zelle entstehen.

Die Bewegung der geschmolzenen Metallschicht erfordert eine unzulässig weite Trennung der Anoaen der Zelle von der Zellenauskleidung, die die Katode der Zelle darstellt, da die in Bewegung befindliche Schicht sich in der Zelle unterhalb der Anoden senkrecht zu verschieben sucht. Diese große Entfernung der Zeller. anöden von der die Katode bildenden Innenauskleidung verlängert die Strecke und damit den elektrischen Widerstand des durch die Zelle fließenden elektrischen Stromes, so ciass die Wirksamkeit der Zelle wegen der erhöhten Spannungen zwischen Katode und Anode absinkt und eine übermäßig große Leistung verbraucnt wird. Unter Berücksichtigung der Stärke des in jeder Zelle fließenden Stromes oftmals in der Größenordnung von I5O.OOO Amp. und der großen Anzahl von Zellen, deren Anzahl im Durchschnitt I50 beträgt, erhellt, dass die gesamte Erhöhung der Kosten für die elektrische Energie ziemlich groß werden kann, und wenn hierzu noch die Kosten für Reparaturen und für den Ersatz der Zellenauskleidungen hinzukommen, so stellt eine fehlende Kontrolle der Bewegung des geschmolzenen Metalls eine kostspielige Angelegenheit dar.

Die die Bewegung der Metallschicht verursachenden Magnetfelder haben ihren Ursprung sowohl in der Zelle als auch außerhalb dieser, wobei die Hauptquelle der von außen her erzeugten Kraftlinien aus den Steigeleitungen für die Zellenanoden und aus Teilen der Katodenstromleitungen besteht, die die Zelle mit einer benachbarten Zelle verbinden. Die Quelle für den intern erzeugten Magnetfluss besteht aus dem Zellenstrorn selbst, d.h. aus dem Elektrolysestrom, der von den Anoden aus zu der die Katode bildenden Auskleidung durch das Salzbad und durch die Metallschicht fließt sowie von den Katodenverbindungsleitungen aus, die sich in die Auskleidung hjneinerstrecken.

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Ganz allgemein können die Kräfte, die das Metali in Bewegung setzen,, dadurch geschwächt werden, dass die Stärke des Magnetfel-oes in der Zelle herabgesetzt wird und ebenso die Dichte der in der Zelle und in den Zuleitungen flieiienuen Ströme und/oder durch eine Umgruppierung dieser Veränderlichen in deren Beziehungen zur Zelle und zur geschmolzenen Aluminiumschicht. Um den nachteiligen Einfluß der Magnetfelder in der Zelle herabzusetzen wurde beispielsweise versucht, die Katoden- und Anodenleitjzfer und deren Stromzuführungsleiter in bezug auf die Zelle auf verschiedene Weise anders anzuordnen, Es hat sich jedoch gezeigt, dass trotz der Schwächung einer besonderen Magnetfeldkomponente in der Zelle andere Magnetfeldkomponenten nachteilig beeinflusst wurden, d.h. die Stärke der anderen Komponenten wurde erhöht oder herabgesetzt in einer Weise, bei der die Geschwindigkeit uer Zirkulation des Aluminiums tatsächlich erhöht wurde. Dies ist eine Folge des Umstandes, dass die elektromotorischen Kräfte das geschmolzene Metall in komplizierten Zirkulationsmustern in Umlauf zu setzen suchen, so dass lediglich eine Schwächung oder eine Beseitigung der einen Magnetfeldkomponente zu einer Erhöhung der Schwierigkeit bei der Metallströmung anäbatt zu einer Absenkung führen kann.

Die bei der Aluminiumerzeugung am meisten verwendeten Zellen weisen einen äußeren, magnetisch leitenden Stahlmantel auf, der im allgemeinen dazu dient, den Innenraum oer Zelle gegen Magnetflüsse abzuschirmen, die außerhalb der Zelle erzeugt werden. Dieser Stahlmantel ist jedoch an den Seiten und an den Enden der Zelle zusammenhängend und umscnließt vollständig die Zelle und aie Stromversorgungsleitungen. Der in der Zelle fließende Strom erzeugt einen Magnetfluss, der in die magnetisch zusammenhängende Umschließung der Zelle hinein gerichtet ist und im Mantel eine sehr starke Magnetfeldkomponente nach dem Gesetz von Ampere

[H * dl = I

erzeugt, d.h., die Summe der magnetischen Intensitäten H im Mantel, in Teilstrecken längs des Mantels gemessen, ist gleich dem Geüamtstrom im Mantel. Unter der Annatime einer gleichmäßigen Verteilung der MagnetfelUstFärke längs des Mantels besteht die Magnetic ierungskraft H einfach aus dem eingeschlossenen Strom divi-■; i ort 'luroii den Zeilenumfang. Bei der in den letzten vergangenen

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Jahren vorgesehenen Verstärkung des in der Elektrolysezelle fließenden Stromes wurde in der Folge auch die Stärke der erzeugten Magnetfelder erhöht, die den Mantel mit dem Magnetfluß zu sättigen suchten, wodurch die Wirksamkeit des Mantels bei der Abschirmung gegen außerhalb der Zelle fließende Ströme heA>gesetzt wird.

Die Erfindung sieht eine Elektrolysezelle zum Erzeugen eines geschmolzenen Metalls vor, die mit einem aus einem magnetisch leitenden Material bestehenden Mantel versehen ist, wobei die von einem Strom durchflossene Zelle eine Quelle für einen Magnetfluss bildet, der den Mantel zu sättigen sucht und in diesem im wesentlichen in einer Richtung eine sehr starke Magnetfeldkomponente erzeugt, Im Mantel der Zelle ist ein langgestrecktes, den Magnetfluss behinderndes Mittel angeordnet, das im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Magnetfeldkomponente verläuft und die Kraft der Magnetfeldkomponente in der Zelle im Bezirk des den Magnetfluss behindernden Mittels konzentriert mit der Folge, dass die Magnetfeldkomponente in der Zelle im Bezirk des übrigen Teiles des Mantels geschwächt und zugleich die Sättigung des übrigen Teiles des Mantels herabgesetzt wird, so dass der Mantel der Zelle eine wirksame Abschirmung gegen Magnetfeldkomponenten bildet, die außerhalb der Zelle erzeugt werden.

Das den Magnetfluss behindernde Mittel kann aus einem am Mantel vorgesehenen Einschnitt oder aus einem Spalt bestehen, Der Spalt wird vorzugsweise mit einem nicht magnetisierbaren Material angefüllt und geschlossen, wodurch die Zelle abgedichtet und deren Zusammenhang aufrechterhalten wird. Der Spalt verüuft am Mantel im wesentlichen senkrecht zur Richtung der vom Zellenstrom erzeugten magnetischen Kraftlinien. Die Stärke der Magnetfeldkomponente im Mantel konzentriert" sich im Spalt und in der Nähe des Spaltes in der Zelle, an welcher Stelle die Stärke der Komponente im allgemeinen gering war und der Bewegung des geschmolzenen Metalls inder Zelle keinen Widerstand entgegensetzte. Da die Gesamtintensität der Komponente feststeht (und vom Zellenstrom abhängig ist), so wird die Intensität der Komponente im übrigen Teil des Mantels und in den übrigen entsprechenden Bezirken in der Zelle um denjenigen Wert vermindert, um den die Intensität im Bezirk der Spalte erhöht wird, welche Schwächung der

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Komponente bei der Verlangearaung und/oder dem Unterbinden der Metallbewegung mitwirkt.

Der Spalt am Mantel verringert ferner die Möglichkeit, dass der Mantel gesättigt wird, wodurch dessen Wirksamkeit als Abschirmung gegen Magnetfelder erhöht wird, die außerhalb der Zelle erzeugt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Wirkung einer nützlichen Feldkomponente in der Zelle wesentlich erhöht durch die Verwendung einer Mangnetfeldkopplung, die eine Sättigung des Zellenmantels an kritischen Stellen bewirkt, um die Stärke oder,die Einwirkung eines äußerlich erzeugten Feldes in der Zelle zu erhöhen, das das auf das geschmolzene Metall einwirkende Kraftmuster verbessert.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen die

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht einer Elektrolysezelle, die am Außenmantel nach der Erfindung mit einem nicht-magnetischen Spalt versehen ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in der Fig. 1 dargestellte Zelle und die

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil der Zelle nach der Linie 3-3 a§r Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Elektrolysezelle oder einen Tiegel Iu, Uli; in ■ .r Industrie allgemein bekannt, die (der) zum Produzieren eines Metalls, z.B. von Aluminium verwendet wird. Solche Zellen weisen allgemein einen Außenmantel 12 aus einem magnetisch leitenden Material, z.B. aus Stahl auf säwie eine eine K%ode darstellende Innenauskleidung 14 aus einem Kohlenstoffmaterial, wie in der Fig. 3 als Querschnitt und in der Fig. 1 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist. Der Zellenmantel ist üblicherweise mit einem Oberdeck Ip mit aer in der Fig. 3 dargestellten Ausgestaltung versehen, obwohl die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist. Durch am Mantel 12 vorgesehene Öffnungen 17 hindurch erstrecken sich in die Auskleidung 14 der Zelle 10 (an beiden Seiten) Katodenkollektors chienen 18, die an der Außenseite der Zelle durch

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nicht dargestellte Sammelringleitungen mit einander verbunden sind, • die ihrerseits mit weiteren Ringleitungen 20 in "Verbindung stehen, die an den Enden der Zelle ageordnet sind, und die dfe Zelle mit den Anoden der nächsten angrenzenden Zelle einer Zellenbatterie verbinden.

In eine-n in der Zelle 10 enthaltenen (nicht dargestellten) Elektrolyten sind mittels elektrisch leitender Stangen 2K Anoden hineingehängt, welche Stangen auf geeignete Weise an nicht dargestellten Anodensammelleitungen befestigt sind. In einer Zellenbatterie verlaufen die Katodenleitungen einer vorhergehenden Zelle au den Anodenleitungen, wodurch benachbarte Zellen zu einer elektrischen Serienschaltung mit einander verbunden werden.

Im Betrieb wird der Zelle 10 über die Anoden 22 Gleichstrom zugeführt, der durch den Elektrolyten im wesentlichen senkrecht nach unten und durch eine Schicht geschmolzenen Metalls (nicht dargestellt) am Boden der Zellenauskleidung 14 fliesst. Der Strom fließt in die Auskleidung hinein und wird von den Schienen 18 gesammelt und über die Leitungen 20 zur nächsten Zelle geleitet.

Wie bereits ausgeführt, erzeugt der Fluss des Zellenstromes magnetische Kraftlinien, die in den magnetisch leitenden Mantel 12 hinein gerichtet sind, die den Mantel zu sättigen suchen und in diesem eine sehr starke, waagerechte Magnetfeldkomponente erzeugen, die die Sättigung des Mantels stark vermindert, wenn nicht überhaupt gänzlich beseitigt, so dass der Mantel seine Punktion als Abschirmung gegen Magnetfelder nicht ausüben kann, die außerhalb der Zelle erzeugt werden, beispielsweise durch die Katoden- und Anodensammelleitungen oder durch benachbarte Zellen.

Die im Mantel 12 induzierte waagerechte Magnetfeldkomponente wird in der Zelle reflektiert und verläuft durch die Lage des geschmolzenen Metalls, wobei die Bewegung des Metalls in der Zelle verstärkt wird. In einer Zelle von der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführung bestehen außer der waagerechten Komponente noch senkrechte und quer verlaufende Feldkomponenten, die zusammen mit der waagerechten Komponente das Me^.11 mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten und in komplizierten Mustern

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in Umlauf setzen, von denen in der Fig. 2 eines der einfacheren Strömungsmuster dargestellt ist. Im besonderen sucht das Metall von der Mitte der Zelle hinweg zu den Enden der Zelle zu strömen, wie in der Fig. 2 durch die Pfeile "a" dargestellt, und weiterhin waagerecht an den Seiten der Zelle entlang zu deren Mitte, wie durch die Pfeile "b" dargestellt ist. Wenn das Metall in Richtung zu der in der Längserstreckung der Zelle verlaufenden Mittellinie strömt, so führt die Strömung eine Wendung in der Querrichtung zur Mitte der Zelle aus, wie durch die Pfeile "c" angedeutet. Auf diese Weise werden Metallströmungsbäder erzeugt, obwohl, wie bereits ausgeführt, die Metallströmungsmuster in solchen Elektrolysezellen kompliziert sind und unterschiedlich bei verschieden ausgestalteten Zellen, wobei die Strömungsmuster von dem Ort der Kollektorschienen und -leitungen und von der Nähe benachbarter Zellen abhängen.

Wegen der Eigenart eines Magnetfeldes, das von einer Stromquelle induziert wird, beispielsweise vom Hauptelektrolysestrom, so sinkt die Stärke des Feldes an den Ecken der Stromquelle bis zum Wert Null ab, wohingegen an den seitlichen Mitten· der Stromquelle die Stärke des Feldes bis auf den Höchstwert ansteigt. Bei der Ausführung des Mantels 12 nach den Figuren 1 und 2 ist daher die waagerechte Feldkomponente an den Seiten der Zelle 10 nahe an den Ecken der Zelle ziemlich schwach, wohingegen die Kraft des waagerechten Feldes in Richtung zur Mittelseite der Zelle wesentlich stärker wird. In der Zelle 10 besteht ciese Verteilung der Stärke der waagerechten Komponente und fördert die Metallströmung in der Zelle wegen der elektromotorischen Kraft, die auf das Metall senkrecht zum waagerechten Verlauf des Feldes ausgeübt wird. Diese elektromotorische Kraft wird auf das Metall in Bezirken in der Zelle ausgeübt, die die Strömung des Metalls in dem oben beschriebenen Quadrantenmuster unterstützen, d.h. die Stärke der waagerechten Komponente an der Mittelseite der Zelle übt eine Kraft in Richtung der Pfeile "c" aus, während in den Bezirken der Zellenecken (Pfeile "a") die Stärke der waagerechten Feldkomponente schwach ist.

Nach der Erfindung wird die Stärke der waagerechten FeIdkoj-iponcnte, die im Mantel 12 an den Mittelseien der Zelle 10

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durch den vom Zellenstrom erzeugten Magnetfluss induziert wird, wesentlich herabgesetzt, während die Stärke der waagerechten Komponente in den Zellenseiten nahe an den Ecken der Zelle entsprechend und wesentlich erhöht wird (nach dem obengenannten Gesetz von Ampere). Dies wird in der Weise durchgeführt, dass nahe an den Ecken der Zelle langgestreckt^ und verhältnismässig schmale nicht-magnetische Bezirke 26 im Mantel vorgesehen werden, wie in der Fig.l dargestellt, welche Bezirke 26 den Magnetfluss im Mantel unterbrechen und behindern, wobei allgemein eine Sättigung des Mantels verhindert wird, so dass in der Auswirkung der Mantel zu einer wirksamen Abschirmung gegen Magnetfelder wird, die außerhalb der Zelle erzeugt werden. Da die Stärke der in der Längserstreckung verlaufenden Feldkomponente sich in den nichtmagnetischen Bezirken 26 konzentriert und damit in den Bezirken der Zelle, in denen die Strömung des geschmolzenen Metalls quer zur Zelle in Richtung zu den Ecken verläuft, steht äÜf das geschmolzene Metall von der waagerechten Komponente in Richtung zur Mitte der Zelle ausgeübte Kraft in direktem Gegensatz zur Querströmung des Metalls. Im Gegensatz hierzu wird die Kraft der waagerechten Komponente an den Seiten der Zelle zwischen den nichtmagnetisehen Bezirken 26 entsprechend geschwächt, so dass die nach innen gerichtete Strömung des Metalls nicht unterstützt wird, wie bei einem magnetisch zusammenhängenden Mantel.

Wie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, erstrecken sich die nicht-magnetischen Bezirke 26 vorzugsweise bis in eine vorhandene Abdeckung 16 einer Zelle hinein, um eine vollständige Unterbrechung des magnetischen Kreises im Zellenmantel zu sichern. Wie aus den Figuren 1 und 5 zu ersehen ist, verlaufen die nichtmagnetisehen Bezirke vorzugsweise vom Deck 16 aus nach unten bis zu den Öffnungen 17 am Mantel, die für die beiden Kollektorschienen 18 nahe an den Enden der Zelle vordren eli'"-n sj.du. Iu uer i-ig.j? ist das den Bezirk 26 ausfüllende nicht-magnetische Material als Seitenansicht dargestellt.

Die soweit beschriebenen nicht-magnetischen Bezirke 26 können am Mantel an jeder kritischen Stelle mitHilfe von zwei im wesentlichen parallelenEinschnitten hergestellt werden.Der schmale ausgeschnittene Teil des Mantels wird dann entfernt unter Hinterlassung

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eines Luftspaltes an der kritischen Stelle des Mantels, welcher Spalt zum Konzentrieren des Magnetflusses und der Feldkomponante ausreicht. Um jedoch zu verhindern, dass aus der Zelle durch die Spalte Dämpfe entweichen, und um andererseits den strukturellen Zusammenhalt der Zelle aufrechtzuerhalten, sollen der Spalt oder die Spalte mit einem geeigneten nicht magnetisierbarer! Material ausgefüllt und abgedichtet weraen. Als ein solches Material wird nicht magnetisierbarer und nichtrostender Stahl angeführt, der in Form eines Streifens oder einer Stange an der betreffenden Stelle mit dem Mantel verschweißt, wie in der Flg.l mit starken Vollinien 27 dargestellt ist, zu welchem Zweck ein nicht magnetisierbares Schweißmaterial verwendet wird.

Bei einem solchen Aufbau der Zelle und bei einer solchen Konzentration und Herabsetzung der Kraft eines Magnetfeldes in kritischen Bezirken einer Zelle als Folge des Zellenaufbaus wird die Strömung des geschmolzenen Metalls verlangsamt und so reguliert, dass der Metallspiegel in der Zelle im wesentlichen eben und gleichförmig ist, so dass die Anoden der Zelle tiefer angeordnet werden können. Auf diese weise wird der Pfad für den Fluss des elektrischen Stromes verkürzt, so dass der Widerstand der Zelle und die erforderliche Spannung herabgesetzt wird und damit die Kosten für die elektrische Leistung.

Als Folge der Regulierung der Metalls tr örnung nach der Erfindung wird außerdem die Lebensdauer der Zellenauskleidung wesentlich verlängert, so dass auch Ersparnisse dadurch erzielt werden, dass die Auskleidung weniger häufig repariert oder ersetzt werden muss.

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführung der Zelle erzeugen die sich in die Katodenauskleidung 14 hineinerstreckenden Kollektorschienen l8 in der Zelle einen Magnetfluss, der eine rechtwinklig zum Stromfluss in den Schienen verlaufende Komponente aufweist, die daher senkrecht durch die Schicht des geschmolzenen Metalls in der Zelle verläuft. Der von jeder Kollektorschiene erzeugte Magnetfluss wird dadurch beeinflusst, dass die benachbarten Schienen die Stärke der resultierenden Feldkomponente im Bezirk der in der Mitte der Zelle gelegenen Seiten zu schwächen suchen. Die an jeder Ecke der Zelle gelegenen Kollektorschiene

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weist jedoch an der den Enden der Zelle zugewandten Seite keine benachbarte Schiene auf, die auf den Magnetfluss eine herabsetzende Wirkung ausübt, so dass in den Zellenecken die senkrechte Komponente ziemlich kräftig ist.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Aufbau zum Beeinflussen der Strömung des geschmolzenen Metalls in der Zelle 10, bei dem in Verbindung mit den nicht magnetisierbaren Bezirken 26 weitere Erspr\a,nisse erzielt werden können. Wie in den Figuren 1 und 2 dargest&Llt, sind um die Endringleitungen 20 herum mit Abstand von diesen zwei C-förmige magnetische Kopplungsglieder j50 angeordnet, die geeigneterweise am Mantel 12 an den Zellenenden nahe an der Strornabseite der Zelle befestigt sind, wie in der Fig.2 dargestellt, welche Strornabseite der Zelle diejenige Seite ist, an die die nächste Zelle angrenzt und den Strom aus der vorhergehenden Zelle erhält, wenn die Zellen zu einer Batterie zusammengeschaltet sind.

Die Kopplungsglieder j?0 besteht aus einem magnetisch leitenden Material, z.B. aus Eisen oder Stahl, welche Kopplungsglieder um die Ringleitungen 20 herum so angeorde\it sind, dass der von den stromführenden Ringleitungen erzeugte Magnetfluss konzentriert und in den Mantel 12 der Zelle 10 hineingeleitet wird, wodurch der Mantel im Bezirk der Kopplungsglieder gesättigt wird. Bei dieser Sättigung des Mantels inder Nahe der Kopplungsglieder stellt der Mantel keine wirksame Abschirmung gegen das Magnetfeld dar, das von den Leitungen 20 erzeugt wird.

Im Betrieb erzeugt der von den Sammelschienen 18 In der Auskleidung 14 gesammelte Zellenstrom, wie bereits ausgeführt, eine Magnetfeldkomponente, die senkrecht durch die Zelle und durch das geschmolzene Metall in der Zelle verläuft, welche Kompontenten das Metall allgemein in den bereits beschriebenen vier Hauptbädern in Umlauf zu setzen suchen. Der Fluss des elektrischen Stromes in den Hauptringleitungen 20 erzeugt eine Magnetfeldkomponente, die senkrecht und entgegengesetzt zur Magneti'eldkomponente verläuft, die von den Sammelschienen 18 in der Zelle nahe an der stromab gelegenen Seite der Zelle erzeugt wird. Da die Kopplungsglieder J50 den Mantel 12 in deren Nähe sät igen, so dass der Mantel den Innenraum der Zelle gegen die von d-n

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Sammelleitungen 20 erzeugten senkrechten Komponente nicht mehr abschirmt, so dass diese Komponente in die Bezirke an den Ecken der Zelle eindringt und die Stärke der senkrechten Komponente wesentlich schwächt, die von den Kollektorschienen in der Zelle erzeugt wird, wodurch die Geschwindigkeit der Strömung des geschmolzenen Metalls wesentlich herabgesetzt wird in bezug auf die Strömung des geschmizenen Metalls, die von der Kollektorscliienenkomponente verursacht wird. Bei dieser Herabsetzung der Strömung des geschmolzenen Metalls können die Anocien der Zelle näher an der Auskleidung angeordnet werden, wodurch der Widerstand zwischen Anode und Katode und damit die Spannung herabgesetzt wird. Weiterhin wird die Abnutzung der Auskleidung mit der Metallströmung vermindert, so dass auch die Kosten für die Reparatur und den Ersatz der Auskleidung herabgesetzt werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wurden Kopplungsglieder zum Schwächen einernachteiligen Magnetfeldkomponente in einer Zelle vorgesehen. Wegen der Kompliziertheit der Metallströmungsmuster in einer Zelle besteht die Möglichkeit, die Metallsiiömung zu verlangsamen oder zu unterbinden, wenn in der Zelle eine Magnetfeldkornponente vorhanden ist, die verstärkt werfen kann, zu welchem Zweck die Kopplungsglieder vorgesehen v/erden können.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen nicht magnetisierbaren Mantelbezirke 2ü und mit aen Kopplungögliedern 30 im Hinblick auf den hohen Stromverbrauch in den Zellen und bei der grofoen Anzahl von Zellen in einer Batterie zum Produzieren von Metall auf gewerblicher Basis die Spannung und die Abnutzung der Auskleidung der Zellen stark herabgesetzt werden kann, so dass bei der Produktion von Metall wesentliche Ei-spi|anisse erzielt werden können.

Patentans prüche

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   1· - Elektrolysezelle zum Produzieren von geschmolzenen Metallen mit einem Mantel aus einem magnetisch leitenden Material, weiche Zelle in stromführendem Zustand eine Magnetflussquelle darstollt, aie den Mantel zu sättigen sucht und im Mantel eine sehr starke Magnetfeldkomponente erzeugt, cUe im wesentlichen in einer Richtung verläuft, gekennzeichnet durch ein langgestrecktes, den Magnetfluss behinderndes Mittel (26) am Mantel (12), das im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Magnetfeldkomponente verläuft, welches den Magnetfluss behindernde Mittel die Stärke der Magnetfeldkomponente konzentriert, wobei die Konzentration der magnetischen Kraft in der Zelle im Bezirk des den Magnetfluss behindernden Mittels die Magnetfeldkomponente in der Zelle im Bezirk des übrigenTeils des Mantels und zugleich die Sättigung des übrigen Teiles des Mantels schwächt, co d;..s:i der Mantel der Zelle als Abschirmung gegen Magnetfeldkornponenten wirkt, die außerhalb der Zelle erzeugt werden.
2. 2._ Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Magnetfluss behindernde Mittel aus einem langgestreckten und nicht magnetisierbarer! ,Spalt (ί-6) am Mantel (12) der Zelle (1O) besteht.
3. 3.. Elektrolysezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den Magnetfluss behindernde Mittel aus einem langgestreci ten Körper (27) aus einem nicht magnetis!erbauen Material besteht, der im langgestreckten Spalt (26) befestigt ist.
4. 4. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 - ^, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldkomponente in der Zelle (10) in dor Längserstreckung zwischen deren Knden verläuft, und dass die den Magnetfluss behindernden Mittel (26)

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   am Mantel (12) an den Selten der Zelle nahe an deren Enden vorgesehen sind und in einer im wesentlichen senkrechten Richtung verlaufen.
5. 5. elektrolysezelle naoh einem der vorstehenden Ansprüche, die mindestens einen elektrischen Leiter (20) außerhalb der Zelle (10) aufweist, der mindestens längs eines Teiles der Zelle (10) verläuft, welcher Leiter bei Führung eines elektrischen Stromes ein in einer vorherbestimmten Richtung verlaufendes Magnetfeld erzeugt, gekennzeichnet durch ein magnetisch leitendes Gl<^Ld (30)» das an mindestens einem Teil des äußeren Leiters (20) angeordnet ist, und das mit dem stromführenden Leiter zusammenwirkend den Mantel der Zelle mit dem Magnetfluss an der Stelle des Gliedes sättigt.
6. 6. ElektrolysesLle nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch leitende Glied (50) an der von der Elektrolysezelle (10) entfernt gelegenen Seite des äußeren Leiters (20) angeordnet ist.
7. 7. Elektrolysezelle nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch leitende Glied (.30) so ausgestaltet ist, dass es zusammen mit dem Mantel (12) der Zelle (10) den äußeren Leiter (20) an der Gebrauchsstelle des Gliedes umgibt.

   Kra./Br.

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