DE2841459A1

DE2841459A1 - Abdeckung einer schmelzflusselektrolysezelle

Info

Publication number: DE2841459A1
Application number: DE19782841459
Authority: DE
Inventors: Alfred Sturm
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1978-08-24
Filing date: 1978-09-23
Publication date: 1980-03-06
Also published as: ZA794350B; ES483495A1; SE7907053L; IT7925217A0; GB2029449A; US4218300A; JPS5531197A; FR2434216A1; CA1125232A; NL7905733A; AU4964579A; NO792662L; AU524252B2; IT1122841B

Description

284U59

SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG, 3569 Chippis

Abdeckung einer Schmelzflusselektrolyse^//^,

22.August 1978
FPA-Wie/Ri - 1237 -

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Abdeckung einer Schmelzflusselektrolysezelle

Die Erfindung betrifft eine Schmelzflusselektrolysezelle zur Reduktion von Aluminiumoxid zu metallischem Aluminium, bestehend aus einer mit Kohle ausgekleideten Elektrolysewanne, einem längsmittig angeordneten, absenkbaren Anodenträger, beidseitig des Anodenträgers befestigten, in Reihe angeordneten Anodenstangen, gegebenenfalls weiteren, zwischen den Anodenstangen am Anodenträger befestigten Vorrichtungen, einem längsmittig zwischen den beiden Anodenstangenreihen verlaufenden Abgassammelkanal, und einer schräg vom Anodenträger zum längsseitigen Wannenrand verlaufenden, aus einzelnen, seitlich aneinanderstossenden Deckeln bestehenden Abdeckung.

Es ist erforderlich, die bei der konventionellen Herstellung von Aluminium durch Reduktion von Aluminiumoxid in einer Schmelzflusselektrolysezelle entstehenden Abgase konzentriert zu sammeln und die gesammelten Abgase vor der Abgabe an die Atmosphäre zentral einer Aufbereitungsanlage zuzuführen.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse die Elektrolysezellen allseitig abzudecken und die Abgase über einen längs des Anodenträgers verlaufenden Abgassammelkanal abzuführen.

Einige der bekannten Abdeckungssysteme bestehen im wesentlichen aus einer unterhalb des Anodenträgers waagrecht angebrachten, die Anodenstangen (DE-OS 2 330 557) bzw. die Anodenblöcke (DE-OS 2 251 898) umgreifenden Abdeckung, an deren Aussenseiten weitere, schräg bis zum Rand der Elektrolysewanne reichende Abdeckungen befestigt sind, wobei die längsseitigen, mehrfach unterteilten Abdeckungen zur Bedienung der Zelle sowohl als einzelne Deckel als auch gesamthaft mittels eines Tragrahmens gehoben werden können.

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Ferner ist eine am Anodenträger selbst befestigte Abdeckung bekannt (DE-OS 2 510 400), die vom Anodenträger schräg zum längseitigen Wannenrand verläuft und durch Schwenkbewegungen um in Längsrichtung zur Elektrolysezelle liegende Drehachsen hochgeklappt werden kann.

In der DE-OS 2 263 348 ist im weiteren ein Abdeckungssystem beschrieben, welches aus ineinander verschiebbaren, die Elektrolysezelle ganz überdeckenden Haubenteilen besteht. Zur Bedienung der Zelle muss diese jeweils durch Verschieben ganzer Haubenteile zu einem grossen Teil abgedeckt werden.

Die dem Stand der Technik zugehörenden Abdeckungssysteme weisen bei verhältnismässig aufweniger Konstruktionsweise nicht unwesentliche Mangel auf. So muss beispielsweise bei einem Anodenwechsel entweder ein Grossteil der Zelle abgedeckt werden, was einen entsprechend hohen Abgasaustritt in die Halle bedeutet, oder aber der Anodenwechsel lässt sich nicht bedienungsfreundlich durchführen. Zur Beschickung der Zelle mit Tonerde sowie zum Krustenbrechen müssen die längsseitigen Abdeckungen - bei einer rationellen Bedienung der Zelle auf ihrer ganzen Länge hochgeklappt werden, was wiederum mit einem erheblichen Abgasaustritt verbunden ist. Zudem ist das Aufsetzen des zum Hochfahren des Anodenträgers üblicherweise verwendeten HiIfsträgers nicht in jedem Fall problemlos möglich.

Als weiterer Nachteil der nach dem Stand der Technik bekannten Abdeckungen muss gewertet werden, dass eine wirksame Sammlung der Abgase nur mit verhältnismässig grossem finanziellen Aufwand erreicht werden kann. Zudem ist die Umrüstung bestehender, ungedeckter Eletrolysezellen - wenn überhaupt möglich nur mit erheblichem Aufwand durchführbar.

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Somit hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, eine Abdeckung für eine Schmelzflusselektrolysezelle zu schaffen, die es erlaubt, bestehende, konventionelle Elektrolysezellen auf einfache Weise umweltfreundlich umzurüsten. Die Abdeckung soll es ermöglichen, den Anodenwechsel sowie das Hochfahren des Anodenträgers mit den bestehenden Mitteln durchzuführen. Die Abdeckung soll im weiteren von einem einzelnen Mann ohne zusätzliche Hilfseinrichtungen bedient werden können und zudem ein gutes Verhältnis Wirkungsrad/Investitionsaufwand zeigen.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Anodenträger beidseitig je mindestens eine Lagerschiene aufweist, auf welcher Lagerschiene die Anodenstangen seitlich umgreifende Deckel mittels einer am anodenträgerseitigen Deckelrand befestigten Halterung zumindest bei Beginn des Absenkens des Anodenträgers aufliegen, und diese Deckel auf dem längsseitgen Wannerand frei aufliegen.

Die erforderliche elektrische Isolation der Deckel erfolgt beispielsweise durch eine isolierte Auflage der Deckel am Anodenträger und/oder einen den Wannenrand bildenden Tonerderahmen.

Da insbesondere bei bestehenden Schmelzflusselektrolysezellen die Höhe des Wannenrande^s im allgemeinen zu gering ist, um bei stark abgesenktem Anodenträger ein Anstehen der Deckel auf dem Hallenboden zu verhindern, sind nach einer vorteilhaften Ausbildungsform des Erfindungsgegenstandes im Bereich des unteren Drittels der Deckel Abgleitsicherungen angebracht. Stehen nun nach einer gewissen Absenkstrecke des Anodenträgers die Ableitsicherungen am Wannenrand an, so tritt bei der weiteren Absenkbewegung bei nun stillstehenden Deckeln ein Gleiten der anodenträgerseitigen Deckelränder bzw. der Halterungen am Anodenträger ein.

Nach einer weiteren, vorteilhaften Ausbildungsform des

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Erfindungsgegenstandes ist an jedem Deckel mindestens28jHi< Entfernen der Deckel dienliche Haltevorrichtung, vorzugsweise ein Handgriff, angebracht.

Zum Einbringen der Tonerde und Elektrolysezuschläge sowie zur Entnahme von Aluminium weist auf beiden Zellenseiten je mindestens ein Deckel erfindungsgemäss eine verschliessbare Oeffnung (14) auf, wobei der Verschluss der Oeffnung zweckmässigerweise aus einer gegen das Zelleninnere aufstossbaren, durch die rücktreibende Kraft einer Feder selbsttätig schliessendenKlappe besteht.

Zur Verbesserung der Dichtigkeit der erfindungsgemässen Abdeckung können die Deckel im Bereich ihres anodenträgerseitigen Randes sowie auf mindestens einer der von benachbarten Deckeln aneinanderstossenden Seitenflächen mit einer Auflage eines flexiblen und hitzebeständigen Materials, z.B. Asbest, versehen sein.

Im weiteren hat es sich als besonders vorteilhaft erweisen, die Deckel zur Erhöhung der Verwindungssteifigkeit in der Form von gewellten oder wechselseitig abgewinkelten, in einem Rahmen fixierten Blechen auszugestalten. Eine wechselseitige Abwinklung des Bleches parallel zum Wannenrand in der Form von Trittstufen ermöglicht es zudem, kleinere Reparaturarbeiten im Bereich des Anodenträgers während des Elektrolysebetriebes ohne weitere Hilfseinrichtungen durchzuführen.

Zur Verminderung des Gleitwiderstandes zwischen dem anodenträgerseitigen Deckelrand bzw. der Halterung und dem Anodenträger können an den Halterungen Rollkörper angebracht sein.

Am Anodenträger befestigte Hilfeinrichtungen, wie z.B. Antriebsaggregate von Krustenbrechern, werden zweckmässigerweise kastenförmig eingekleidet, wobei die kastenförmige Einkleidung von einem Deckel seitlich umgriffen wird. Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgegenstandes hat der

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Deckel die gleiche Breite wie die kastenförmige Einkleidung und liegt auf einer an dieser Einkleidung befestigten Lagerschiene auf.

Die Abdeckung der Schmalseiten der Eleketrolysezelle besteht beispielsweise aus einer zweiteiligen, senkrecht stehenden Seitenwand, wobei die beiden Teile flexibel ineinandergreifen. Der obere Teil ist isoliert am Anodenträger befestigt, der untere Teil ist ebenfalls isoliert auf dem Wannenrand montiert.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig.l: Eine Seitenansicht der Abdeckung bei hochgefahrenem Anodenträger

Fig.2: Eine Seitenansicht der Abdeckung bei abgesenktem Anodenträger

Fig.3: Eine Draufsicht auf die Abdeckung

Ueber der Schmelzflusselektrolyse befindet sich der längsmittig angebrachte Anodenträger (1) mit den an ihm befestigten Anodenstangen (2) und dem Abgassammeikanal (3). Vom Anodenträger erstrecken sich die Deckel (4) schräg bis zum längsseitigen Wannenrand (5).

Im Bereich des anodenträgerseitigen Deckelrandes sind Halterungen (6) angebracht; im Bereich des unteren Drittels der Deckel befinden sich die Abgleitsicherungen (7).

Gemäss Fig. 1 liegen bei hochgefahrenem Anodenträger die Halterungen auf der Lagerschienen (13) auf. Beim Absenken des Anodenträgers gleiten die Deckel über den längsseitigen Wannen-

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rand, bis die Abgleitsicherungen am Wannenrand anstehen. Danach tritt gemäss Fig. 2 bei weiterem Absenken des Anodenträgers bei nun stillstehenden Deckeln ein Gleiten zwischen den aus der Lagerschiene austretenden Halterungen und dem Anodenträger ein.

Zum Entfernen der Deckel sind an diesen Handgriffe (8) befestigt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umschliessen die Deckel seitlich die Anodens tangen.

In Fig. 3 hat der an die kastenförmige Einkleidung (9) des Antriebsaggregates (10) für einen Krustenbrecher anstossende Deckel (4a) die gleiche Breite wie die Einkleidung. An diesem Deckel ist eine Oeffnung (14) mit einer nach dem Zelleninnern aufstossbaren Klappe (11) angebracht, welche Klappe sich mittels einer an der Deckelrückseite befestigten Vorrichtung mit einer Feder (12) selbsttätig schliesst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bestehende, konventionelle Schmelzflusselektrolysezellen kostengünstig und betriebsfreundlich umgerüstet werden können. Um einen Anodenwechsel durchzuführen, muss nur der entsprechende Deckel abgehoben werden; das Einfüllen der Tonerde und die Entnahme von Aluminium geschieht durch eine Oeffnung mit selbsttätig schliessender Klappe, wodurch der Abgasaustritt in die Halle bei der Bedienung der Zelle stark reduziert wird. Das Hochfahren des Anodenträger kann mit den bestehenden Mitteln, d.h. Aufsetzen eines Hilfsträgers über dem Anodenträger, ohne Behinderung durch das erfindungsgemässe Abdeckungssystem durchgeführt werden.

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Claims

v\ TENTANWALT DIPL INQ. QERHARU F. HIEBSCH D 7700 SnQEN/HOHENTWIEL - χ - Postfach m. tel.οτ7«-6ΐι» 284 U59 Patentansprüche .· Nr.

1. Schmelzflusselektrolysezelle zur Reduktion von Aluminiumoxid zu metallischem Aluminium, bestehend aus

a) einer mit Kohle ausgekleideten Elektrolysewanne,

b) einem längsmittig angeordneten, absenkbaren Anodenträger _r

c) beidseitig des Anodenträgers befestigten, in Reihe angeordneten Anodenstangen,

d) gegebenenfalls weiteren, zwischen den Anodenstangen am Anodenträger befestigten Vorrichtungen,

e) einem längsmittig zwischen den beiden Anodenstangenreihen verlaufenden Abgassammelkanal, und

f) einer schräg vom Anodenträger zum längsseitigen Wannenrand verlaufenden, aus einzelnen, seitlich aneinanderstossenden Deckeln bestehenden Abdeckung,

dadurch gekennzeichnet, dass

g) im Bereich des'"Anodenträgers (1) beidseitig je mindestens eine Lagerschiene (13) befestigt ist,

h) auf welcher Lagerschiene die Deckel (4,4a) mittels einer am anodenträgerseitigen Deckelrand befestigten Halterung (6) zumindest bei Hochlage des Anodenträgers aufliegen, und

i) diese Deckel auf dem längsseitigen Wannenrand (5) frei aufliegen.

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2. Schmelzflusselektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschienen (13) am Anodenträger befestigt sind und die Anodenstangen (2) von den Deckeln (4) seitlich umgriffen werden.

3. Schmelzflusselektrolysezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass gegebenenfalls vorhandene, weitere Vorrichtungen von den Deckeln (4) seitlich umgriffen werden.

4. Schmelzflusselektrolysezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

a) gegebenenfalls vorhandene, weitere Vorrichtungen durch aus senkrechten, rechtwinklig zueinander angeordneten Wänden bestehende, kastenförmige Einkleidungen (9) abgedeckt sind,

b) an den dem längsseitigen Wannenrand zugekehrten Wänden der Einkleidungen weitere Lagerschienen (13a) befestigt sind, und

c) die Deckel (4a). die gleiche Breite wie diese Wände aufweisen.

5. Schmelzflusselektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel im Bereich des unteren Drittels eine Abgleitsicherung (7) aufweisen.

6. Schmelzflusselektrolysezelle nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Deckel mindestens eine, dem Entfernen des Deckel dienliche Haltevorrichtung, vorzugsweise ein Handgriff (8), angebracht ist.

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7. Schmelzflusselektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Zellenseiten je mindestens ein Deckel eine verschliessbare Oeffnung (14) aufweist, wobei der Verschluss der Oeffnung
vorzugsweise aus einer gegen das Zelleninnere aufstossbaren, durch die rücktreibende Kraft einer Feder (12)
selbsttätig schliessenden Klappe (11) besteht.

8. Schmelzflusselektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel im Bereich ihres anodenträgerseitigen Randes sowie auf mindestens
einer der von benachbarten Deckeln aneinanderstossenden Seitenflächen mit einer Auflage eines flexiblen und hitzebeständigen Materials, vorzugsweise Asbest, versehen sind.

9. Schmelzflusselektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel aus einem in einem Rahmen fixierten, gewellten oder wechselseitig abgewinkelten Blech bestehen.

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