DE445246C

DE445246C - Furnace for the production of aluminum and similar light metals and their alloys by means of melt electrolysis

Info

Publication number: DE445246C
Application number: DEV19535D
Authority: DE
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Publication date: 1927-06-07

Description

Die bekannten öfen zur Herstellung von Aluminium sowie ähnlichen Leichtmetallen und ihrer Legierungen mittels Schmelzelektrolyse bestehen in der Regel aus einem feststehenden und mit entsprechender Auskleidung versehenen Ofenboden, welcher die Kathode bildet, und einer Mehrzahl fester Anodenelektroden, die dem Boden gegenüberstehen, so daß der Stromdurchgang ίο stets an derselben Stelle erfolgt. Durch die aus diesem Grunde kontinuierlich an dem gleichen Platze erfolgende Beanspruchung durch den Strom wird der Boden der Kathode löcherig und die Lebensdauer der öfen erheblich verringert.The well-known furnaces for the production of aluminum and similar light metals and their alloys by means of fused electrolysis usually consist of one fixed furnace floor provided with a corresponding lining, which the Cathode, and a plurality of solid anode electrodes facing the bottom, so that the current ίο always takes place in the same place. Through the for this reason continuous stress in the same place The current causes holes in the bottom of the cathode and considerably reduces the service life of the furnace.

Ferner wird die um die Anoden befindliche Badzone im Verlaufe des Prozesses schneller tonerdearm, während in den übrigen Teilen des Schmelzbades ein Tonerdeüberschuß vorherrscht. Im Umkreise der Anoden bildet sich ein Gasring, der den Stromdurchgang erschwert. Die Folge davon ist, daß das Bad unruhig wird, eine übermäßige Zersetzung von Kryolith stattfindet, die Stromspannung steigt; der Stromverbrauch erhöht sich, was natürlich den Betrieb der Umformer in höchst unangenehmer Weise beeinflußt. . Man versucht diesen Schwierigkeiten dadurch zu begegnen, daß man das Bad mit einer eisernen Stange umrührt. Das aber . führt, insbesondere bei der großen Anzahl im Betrieb befindlicher öfen, ununterbrochen zu Betriebsstörungen. Diese Beunruhigungen werden gewöhnlich noch dadurch verschlimmert, daß der betreffende Arbeiter Tonerdearmut des Bades annimmt und Tonerde zugibt.Furthermore, the bath zone around the anodes becomes faster in the course of the process Low in alumina, while an excess of alumina prevails in the remaining parts of the molten bath. Around the anodes a gas ring forms, which makes the passage of current difficult. The consequence of this is that the bath becomes restless, excessive decomposition of cryolite takes place, the voltage increases; the power consumption increases, which of course affects the operation of the converter in a most unpleasant way. . One tries to counter these difficulties by stirring the bath with an iron rod. But that . leads continuously, especially with the large number of ovens in operation to operational disruptions. These worries are usually made worse by that the worker in question accepts the lack of clay in the bath and adds clay.

Es ist nun bei dem bekannten, mit einer Mittelelektrode versehenen Elektrolytofen von Kiliani vorgeschlagen worden, den Boden des Ofens rotieren zu lassen; das genügt gegebenenfalls, um einen kleinen, in der Mitte befindlichen Teil der Charge in Bewegung zu halten, keinesfalls aber, um die gesamte Charge, insbesondere den größeren an den Wandungen befindlichen Teil derselben, durchzuführen.It is now with the known, provided with a central electrode electrolytic furnace suggested by Kiliani to rotate the bottom of the furnace; this may be enough to add a small, in to keep the middle part of the batch in motion, but in no case to the entire batch, in particular the larger part of the same located on the walls, perform.

Zur restlosen Beseitigung dieser Übelstände dient daher die vorliegende Erfindung, welche gekennzeichnet ist durch die Kombination der an sich bekannten Beweglichkeit des die Kathode bildenden Ofenbodens und der gleichmäßig auf der Badoberfläche verteilten Anordnung einer Mehrzahl von Elektroden. The present invention therefore serves to completely eliminate these inconveniences, which is characterized by the combination of the known mobility of the furnace base forming the cathode and that distributed evenly on the bath surface Arrangement of a plurality of electrodes.

Auf diese Weise gelingt es, bei einem modernen und bekanntlich mit mehreren Anoden ausgerüsteten Ofen tatsächlich das gesamte Bad in Bewegung zu erhalten.In this way it is possible with a modern and, as is well known, several Anode-equipped furnace actually keeps the entire bath moving.

Dazu kommt folgender, für einen solchen Ofen außerordentlich bemerkenswerter Umstand :In addition, there is the following circumstance, which is extraordinarily remarkable for such a furnace :

Man ist bei den großen Dimensionen eines modernen Al-Erzeugungsofens, um eine gute Durchmischung der Charge zu erzielen, gezwungen, Rührstangen zu verwenden, welche allmählich eine beträchtliche Anreicherung des Bades an Eisen hervorrufen. Es wird also durch die Erfindung die Erzeugung eines reineren Aluminiums ermöglicht.With the large dimensions of a modern aluminum production furnace, you have to get a good one To achieve mixing of the batch, forced to use stirring rods which gradually produce a considerable iron build-up in the bath. It will thus the invention enables the production of a purer aluminum.

Die Bewegung des Ofens ist zweckmäßigerweise eine hin und her gehende Kreisbewegung von etwa 90⁰ oder mehr, die der Boden um seine vertikale Achse ausführt.The movement of the furnace is expediently a reciprocating circular movement of about 90 ^° or more, which the floor executes about its vertical axis.

Dabei sind die Anoden reihenweise gegeneinander versetzt angeordnet.The anodes are arranged in rows offset from one another.

Zum oberen Abschluß des Ofens ist eine feststehende, vertikal verschiebbare Kappe vorgesehen, welche mit einem Abzugsstutzen für die gebildeten Gase versehen ist. In dieser Ofenkappe sind verschließbare Einführungsöffnungen angeordnet, welche zur Aufnahme verschließbarer Materialeinführungstrichter mit daran angeschlossenen Einführungsstutzen dienen.At the top of the furnace is a fixed, vertically movable cap provided, which is provided with a discharge nozzle for the gases formed. In this furnace cap are closable insertion openings, which for Holds lockable material inlet funnel with an inlet nozzle connected to it to serve.

Die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung äußert sich folgendermaßen:The mode of operation of the present invention is expressed as follows:

In jedem Momente des Herstellungsprozesses befindet sich die einzelne Anode über einer neuen Stelle des Ofens bzw. Ofenbodens, und es findet daher die Beanspruchung desselben gleichmäßig statt. Der Anlaß der Lcrchbildung fällt weg; die Lebensdauer des Ofens wird in beträchtlicher Weise erhöht.At every moment of the manufacturing process, the individual anode is on top a new place in the furnace or furnace floor, and it therefore finds the stress the same place evenly. The cause of the erosion disappears; the lifetime of the Furnace is increased considerably.

Infolge der hin und her gehenden Kreisbewegung des Ofens bzw. des darin befindlichen Bades durchstreichen die in demselben herabreichenden Anoden sämtliche Zonen desselben, so daß es dadurch in seiner Gesamtheit in Bewegung erhalten wird. Hierdurch wird die Bildung von tonerdearmen und tonerdeübersättigten Zonen, welche die hauptsächlichste Ursache der eingangs geschildertenAs a result of the reciprocating circular movement of the furnace or the one in it In the bath, the anodes reaching down in the same line cross all zones of the same, so that it is thereby kept in motion in its entirety. This will the formation of alumina-poor and alumina-oversaturated zones, which are the main ones The cause of the above-mentioned

ίο Übelstände ist, vermieden.ίο evils is avoided.

Begünstigt wird diese Wirkung durch die gemäß der Erfindung neue Beschickungsweise mit Tonerde, welche durch die radial schwenkbaren und bis zum Boden reichenden Einführungsvorrichtungen unter gleichzeitiger Mitwirkung der Drehbewegung des Bodens gleichmäßig über denselben verteilt wird, während dieselbe bisher beliebig aufgeworfen und mit einer eisernen Stange eingerührt wurde.This effect is favored by the new charging method according to the invention with clay, which through the radially pivotable and reaching to the ground insertion devices under simultaneous Contribution of the rotary movement of the floor is evenly distributed over the same, while the same has been thrown up at will so far and was stirred in with an iron rod.

Der Abschluß des Bodens durch eine Kappe verfolgt einen mehrfachen Zweck. Er schützt das Bad vor Strahlungsverlusten und vermindert daher den Stromverbrauch.The purpose of terminating the base with a cap is multiple. It protects the bathroom from radiation losses and therefore reduces power consumption.

Er verhindert die Berührung der glühenden, aus dem Bade ragenden Anodenkohle mit dem Sauerstoff der Luft und damit den Abbrand derselben. Das bedeutet eine Ersparnis an Elektroden und verhütet die Badverunreinigung durch hineinfallenden Abbrand. It prevents the glowing anode carbon sticking out of the bath from coming into contact with it the oxygen in the air and thus the burning of the same. That means a saving on electrodes and prevents the bath from being contaminated by burning off.

Die sich über dem Bade ansammelnden Gase werden durch den Abführungsstutzen der Kappe abgezogen.The gases that collect above the bath are discharged through the discharge nozzle removed from the cap.

Der neue Ofen ist in den beiliegenden Abbildungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigtThe new oven is shown in the accompanying figures, for example shows

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch den Ofen,Fig. Ι a vertical section through the furnace,

Abb. 2 eine Draufsicht auf denselben,Fig. 2 is a plan view of the same,

Abb. 3 teilweise eine Seitenansicht und teilweise einen Schnitt gemäß c-d der Abb. 2. Der Ofen besteht aus dem das Bad aufnehmenden Ofenboden, der als Kathode dient, im Querschnitt zylinderförmiig ausgestaltet ist und aus dem Eisenmantel α mit graphitischer Auskleidung b besteht. Der Ofen ist auf Lagerböcken c gelagert, in welchen Rollen d vorgesehen sind. Mit diesen Rollen ist der Ofenboden auf einer kreisförmigen Schienen drehbar. Anstatt der Rolle können natürlich auch ähnliche Mittel verwendet sein.Fig. 3 is partially a side view and partially a section according to cd of Fig. 2. The furnace consists of the furnace base receiving the bath, which serves as a cathode, is cylindrical in cross-section and consists of the iron jacket α with a graphitic lining b . The furnace is mounted on pedestals c , in which rollers d are provided. With these rollers, the furnace floor can be rotated on circular rails. Instead of the role, of course, similar means can also be used.

Die Schiene e ist auf einem Fundament f gelagert. Die Zuführung der Kabel k zur Elektrode erfolgt durch eine Aussparung des Fundaments. Der Ofen ist oben durch eine Kappe i abgeschlossen, welche mit einer Reihe von Lappen / versehen ist, mit denen der Deckel auf Stutzen ί ruht. Mit einem Rande h übergreift der Deckel bzw. die Kappe zum Zwecke der Abdichtung den Ofenboden.The rail e is supported on a foundation f . The cables k are fed to the electrode through a recess in the foundation. The top of the oven is closed by a cap i , which is provided with a series of lobes / with which the lid rests on the nozzle ί. With an edge h of the lid or the cap engages over the furnace base for the purpose of sealing.

Von oben her ragen die Anoden f in den Ofen hinein. Dieselben sind ringförmig in mehreren Reihen, und zwar immer eine Reihe zur anderen Reihe versetzt, angeordnet. Sie tragen eine Metallkappe, im vorliegenden Falle aus Aluminium, an deren verjüngter Basis die Stromzuführung mittels der Kabel m erfolgt. An die Kappe i schließt sich ein Abzugskanal y, der nach dem Schornstein führt.The anodes f protrude into the furnace from above. They are arranged in a ring in several rows, always one row offset to the other row. They wear a metal cap, in the present case made of aluminum, at the tapered base of which the power is supplied by means of the cable m . A flue y, which leads to the chimney, connects to the cap i.

Durch eine geeignete Antriebsvorrichtung, z. B. Exzenter usw., wird der Ofen in Drehbewegung versetzt. ₌ By a suitable drive device, e.g. B. eccentric, etc., the furnace is set in rotation. ₌

In der Kappe befinden sich, und zwar jedesmal um 90° versetzt, Einführungsöffnungen z. In diese Einführungsöffnungen münden die Zuführungstrichter 0, an welche sich die Einführungsstutzen p anschließen. Dieselben sind schwenkbar angeordnet.In the cap are, each time offset by 90 °, insertion openings z. The feed funnels 0, to which the inlet nozzles p are connected, open into these inlet openings. The same are pivotably arranged.

Claims

Patent claims:

1. Furnaces for the production of aluminum 8g and similar light metals and their Alloys by means of fused electrolysis, characterized by the combination of known mobility of the furnace bottom forming the cathode and that which is evenly distributed over the bath surface Arrangement of a plurality of electrodes.

2. Oven according to claim 1, characterized in that the bottom has a and moving circular motion or a rotary motion around its vertical

• axis executes.

3. Furnace according to claim 1, characterized in that the anodes in rows are offset from one another.

4. Oven according to claim 1, characterized in that the upper end a fixed, vertically displaceable cap is provided, which with a Extraction nozzle is provided for the gases formed.

5. Oven according to claim 1, characterized in that the oven cap with closable insertion openings are provided, which are pivotable for receiving Material inlet funnel with an inlet nozzle connected to it are used.

For this purpose ι sheet of drawings.