DE2756756B1

DE2756756B1 - Schutzmanschette

Info

Publication number: DE2756756B1
Application number: DE2756756A
Authority: DE
Inventors: Hans Friedli; Robert Moser
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1979-05-17
Also published as: ATA836578A; NO148601C; US4172023A; IS1100B6; DE2756756C2; IT7830936A0; CA1123379A; YU288778A; FR2411900A1; ZA787003B; IT1100647B; GB2010331A; AT371502B; IS2469A7; JPS54119312A; NO148601B; FR2411900B1; GB2010331B; NO784210L; CH625560A5

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Manschette aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zum Schutz der Eisenspaten einer Anodenstange für einen Kohleblock, der als Anode zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium dient.

Gebrannte Kohleanoden für die Schmelzflußelektrolyse von Aluminium in einem Fluoridelektrolyten sind meist mit Anodenstangen mit zwei oder vier Spaten bzw. Zapfen aus Eisen versehen, die in den oberen Teil der Kohleanode eingesetzt und durch Umstampfen mit körniger oder breiiger Kunstkohlemasse oder durch Eingießen geschmolzener Kunstkohlemasse darin befestigt werden. Die Kohleanode hat beispielsweise einen Querschnitt von etwa 500 χ 1500 mm und eine Höhe von etwa 400 bis 550 mm. Mittels der Eisenspaten wird sie mit den Anodenstangen, und damit mit der Stromzuführung durch Anklemmen verbunden.

Nach dem Einsetzen der Kohleanode in den Elektrolyseofen erwärmt sich deren Kopf auf etwa 180⁰C. Nach sechs Tagen ist die Temperatur dort auf etwa 400—500⁰C im Mittel gestiegen. Wegen des Abbrands durch den bei der Elektrolyse freigesetzten Sauerstoff muß die Kohleanode ca. 15 bis 20 mm pro Tag gesenkt werden. Schließlich liegt sie so tief, daß auch die eingesetzten eisernen Spaten unterhalb der Oberfläche des schmelzflüssigen Elektrolyten liegen. Das von der Kohlemasse umgebene Ende der Spaten ist von dieser Masse geschützt, nicht aber deren aus der Anode herausragender Teil. Damit dieser nicht abzundert und sich nicht im Elektrolyten teilweise auflöst, muß auch der aus der Anodenkohle herausragende Teil der Eisenspaten geschützt werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Kunstkohlemasse (Koks/Pechmischung) erreicht werden, indem diese in eine Hülle, die um die Eisenspaten in eine Vertiefung der Anode eingesetzt ist, gegossen wird. Als Hülle eignet sich eine Art Manschette aus Aluminiumblech — auch Kragen genannt — sehr gut, denn abschmelzendes Aluminium verunreinigt das Bad nicht und wird in der kathodischen Aluminiumschicht zurückgewonnen.

Für einen Eisenspaten von beispielsweise

200 χ 50 mm kann eine Manschette von etwa 250 χ 100 mm Grundriß und 100 bis 200 mm Höhe verwendet werden. Die Blechdicke beträgt z. B. etwa

I mm. Für die Herstellung der Manschette wird ■> zweckmäßig hartgewalztes Reinaluminiumblech verwendet, dessen Reinheit und Oberflächenzustand praktisch keine Rolle spielen. Es kann daher auch Abfallblech verwendet werden. Selbstverständlich kommt auch legiertes Aluminium in Frage, sofern es

ιυ nicht Zusatzmetalle von solcher Menge enthält, daß das in der Elektrolysezelle gewonnene Aluminium in unzulässiger Weise verunreinigt wird.

Die Vertiefungen im Kopf der Kohleanoden entsprechen in bezug auf Zahl und Dimension den Manschetten, die satt in diese rechteckigen bzw. quadratischen Vertiefungen hineinpassen.

In F i g. 1 wird eine zum Stand der Technik gehörende Aluminiummanschette für einen im Schnitt quadratischen Eisenspaten gezeigt, die aus einem Blechstreifen, dessen beide Enden durch einen Falz verbunden sind, hergestellt ist. Diese Manschette ist im horizontalen Querschnitt dargestellt, wie sie aus dem Herstellungsautomaten herauskommt. Sie hat im vorliegenden Beispiel einen annähernd quadratischen Querschnitt.

Der Wandteil 10 hat ein nach innen abgekantete^ Ende

II und der Wandteil 13 einen nach außen umgebogenen Rand 12 Die abgebogenen Ränder 11 und 12 müssen ineinander gelegt und flachgeklopft oder flachgedrückt werden, damit eine Falzverbindung entsteht und sich die

so Manschette beim Einfüllen der Kunstkohlemasse nicht öffnet Dann wird der horizontale Querschnitt praktisch vollständig quadratisch und die Manschette in die quadratische Vertiefung im Kopf der Anode einsetzbar.

Diese und ähnliche bekannte Manschetten haben

J5 jedoch den Nachteil, daß sie beim Einsetzen derart justiert werden müssen, daß sie überall den gleichen Abstand vom Eisenspaten haben. Außerdem wirkt sich nachteilig aus, daß ihre Lage sich in bezug auf den Eisenspaten beim Einfüllen der Kunstkohlemasse leicht verändert, wodurch den mechanischen Eigenschaften abträgliche Inhomogenitäten entstehen können.

Die Erfinder haben sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Manschette aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zum Schutz der Eisenspaten einer Anoden-

ή stange für einen Kohleblock, der als Anode zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium dient, zu schaffen, welche die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist, aber dennoch auf einfache und wirtschaftliche Weise hergestellt werden kann.

w Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten Teile der rechteckig bzw. quadratisch ausgebildeten Manschette derart nach innen ragen, daß sie klemmend auf dem Eisenspaten aufliegen.

·"/> Die Manschette wird, wie bei der Beschreibung des Standes der Technik bereits erwähnt, aus einem Blechstreifen aus Aluminium oder einer geeigneten Aluminiumlegierung zu einer rechteckigen bzw. quadratischen Form gebogen und mittels eines Falzes

M> geschlossen.

Die nach innen ragenden Teile der Manschette können vorerst auf dem Blech, insbesondere der oberen Hälfte der Manschette, ausgestanzt und dann nach innen gebogen werden. Für die nach innen gebogenen Laschen ist im Prinzip jede geeignete geometrische Form denkbar; einfache Formen wie Rechtecke, Trapeze oder Halbkreise werden jedoch bevorzugt. Obwohl auf jeder Seite der Manschette beliebig viele

ORIGINAL INSPECTED

nach innen ragende Teile geschaffen werden können, ist es aus praktischen und wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft, auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Manschette je eine Lasche auszustanzen und nach innen zu biegen.

Nach einer Weiterausbildung der Erfindung sind die Laschen, die auf zwei gegenüberliegenden Seiten liegen, breiter ausgebildet als der Eisenspaten, auf welchem sie nach dem Einbiegen klemmend aufliegen. Aus diesen Laschen kann eine Aussparung, die der entsprechenden Dimension des Eisenspatens angepaßt ist, ausgestanzt werden. Dank dieser Maßnahme können die nach innen gebogenen Laschen die Schutzmanschette weiter stabilisieren, indem der Eisenspaten in die Aussparung eingreift und so ein seitliches Ausscheren der Manschette verhindert.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt schematisch

F i g. 2 eine Schutzmanschette mit zwei eingebogenen Laschen, in perspektivischer Darstellung.

Fig.3 das obere Ende einer Lasche mit einer Aussparung.

Fig.4 einen Vertikalschnitt senkrecht zu der Seite mit den eingebogenen Laschen.

F i g. 5 eine Seitenansicht in Richtung A von F i g. 4.

Die in Fig. 2 dargestellte Manschette ist für einen Eisenspaten mit länglichem, rechteckigen Querschnitt bestimmt. Die Manschette wird aus einem aus Reinaluminium bestehenden Streifen aus Abfallblech hergestellt. Die Enden des Streifens sind, wie in Fig. I näher beschrieben, durch einen in Fig.2 nicht dargestellten Falz miteinander verbunden. Auf den beiden Breitseiten der Manschette werden je zwei vom oberen Rand ausgehende, gleich lange Schlitze eingestanzt. Die entstehende Lasche 14 wird bei auf den Kohlekörper aufgesetzter Manschette nach innen gebogen, bis sie klemmend auf dem Eisenspaten aufliegt.

Die Länge s der eingestanzten Schlitze beträgt vorzugsweise 15-30% der gesamten Höhe h der Manschette. Insbesondere wird die Länge von 5 bevorzugt so gewählt, daß der Winkel α zwischen der Lasche und der Seitenwand der Manschette ungefähr 20 bis 70° beträgt. Die Breite b der Lasche kann im Prinzip beliebig gewählt werden. Bevorzugt liegt sie jedoch in der Größenordnung der entsprechenden Dimension des Eisenspatens.

^r> Eine für die Erfindung typische Manschette hat eine Länge von 260 mm, eine Breite von 110 mm und eine .Höhe Λ von 200 mm. In diese Manschette werden vier von der oberen Kante der Breitseiten ausgehende Schlitze eingestampft, die eine Länge s von 60 mm

ίο haben und zwei Laschen mit einer Breite b von 62 mm bilden. Das zur Bildung der Manschette eingesetzte, halbharte Reinaluminiumblech hat eine Dicke von 0,8 mm. Die durch das Einstanzen der Schlitze entstandenen zwei Laschen werden um einen Winkel

ι; von etwa 30° eingebogen.

F i g. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführung des oberen Endes einer Lasche 14. Aus diesem Ende der Lasche wird eine Aussparung 16 mit der Breite d herausgestampft. Die Breite d der Aussparung ist eine Spur

_>i) größer als die entsprechende Dimension des Eisenspatens, so daß die Lasche soweit eingebogen werden kann, daß der Eisenspaten mit der Lasche in Eingriff kommt. Die beiden Vorsprünge 15 verhindern, daß die Lasche und damit die Manschette seitlich verschoben werden

2> kann. Bei einer Lasche mit einer Breite b von 62 mm, die beispielsweise auf einen Eisenspaten von 50 mm Breite zu liegen kommt, beträgt die Breite (/der Aussparung ca. 51 bis 52 mm. Die Tiefe t der Aussparung 16 kann beispielsweise 5 mm betragen.

jo F i g. 4 zeigt einen in einer Aussparung des Anodenkörpers 18 eingesetzten Eisenspaten 17 mit quadratförmigem Querschnitt. Satt in die Aussparung eingesetzt ist eine Manschette 10 mit zwei seitlich eingebogenen, klemmend auf dem Eisenspaten 17 aufliegenden

s~) Laschen 14. Die Laschen stabilisieren die Manschette und bewirken, daß diese beim Einfüllen der Kunstkohlemasse in den Zwischenraum 19 zwischen Manschette 10 und Eisenspaten 17 ihre Lage nicht verändert.

In F i g. 5 kann ersehen werden, daß die eingebogene

ίο Lasche beidseitig zwei Fortsätze 15 hat, wodurch eine Aussparung entsteht, die vom Eisenspaten 17 ausgefüllt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Manschette aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zum Schutz der Eisenspaten einer Anodenstange für einen Kohleblock, der als Anode zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium dient, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten Teile der rechteckig bzw. quadratisch ausgebildeten Manschette (10) derart nach innen ragen, daß sie klemmend auf dem Eisenspaten (17) aufliegen.

2. Manschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen ragenden Teile am oberen Rand der Manschette (10) eingestanzte und nach innen gebogene Laschen (14) sind.

3. Manschette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Manschette (10) je eine Lasche (14) ausgestanzt und nach innen gebogen ist.

4. Manschette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (14) mit je einer der entsprechenden Dimension (d)des Eisenspatens (17) angepaßten Aussparung (16) versehen sind.