DE69004110T2 - Aluminiumelektrolysezelle mit einer kontinuierlichen Anode. - Google Patents

Aluminiumelektrolysezelle mit einer kontinuierlichen Anode.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Elektrolysezellen zur Herstellung von Aluminium, umfassend eine Kathode und eine Anode des kontinuierlichen Typs und insbesondere mit einer Anode, die aus verklebten oder mechanisch miteinander verbundenen Kohlenstoffblöcken aufgebaut ist, und wobei auf diese Anode neue Blöcke von Kohlenstoff aufgebracht werden, um während des Elektrolyseprozesses verbrauchtes Kohlenstoffmaterial zu ersetzen.
  • Im allgemeinen werden zwei Typen von elektrolytischen Zellen bei der elektrolytischen Herstellung von Aluminium verwendet, nämlich Zellen, die mit selbst-backenden Anoden, sogenannten Soederberg-Anoden, versehen sind und Zellen, die mit vorgebackenen Kohlenstoffanoden versehen sind, die aufgrund ihres Verbrauchs während des Elektrolyseprozesses durch neue Anoden ersetzt werden müssen.
  • Elektrolysezellen mit Anoden des vorgebackenen Typs haben den Vorteil, daß der Spannungsabfall geringer als auf dem Soederberg-Typ ist. Dies hat hauptsächlich mit der Tatsache zu tun, daß der elektrische Widerstand von vorgebackenen Anoden geringer als der Widerstand in der Koksmasse der Soederberg- Anode ist. Weiterhin ist der Abfall in der Spannung zwischen den Stromleitern und dem Kohlenstoffmaterial für die vorgebackenen Anoden geringer als für die Soederberg-Anoden. Dies kommt daher, weil die Stromleiter für die vorgebackenen Anoden mit den Kohlenstoffblöcken verbunden werden, bevor sie in der Zelle angeordnet werden, und daher mittels Kleben, Schrauben, Gießen oder dgl. fest verbunden werden können. Andererseits werden die Stromleiter für die Soederberg-Anoden während des Elektrolyseprozesses in der kohlenstoffhaltigen Anodenmasse auf solche Weise positioniert, daß sie bei Erreichen ihrer tiefsten Position hochgezogen werden können, um erneut positioniert zu werden (die Verbindung ist relativ locker).
  • Andererseits weisen die vorgebackenen Anoden des diskontinuierlichen Typs mehrere Nachteile auf. Da sie durch neue Anoden ersetzt werden müssen, bevor sie vollständig verbraucht sind, gibt es einen Anodenrestverlust von etwa 15 bis 25 % des gesamten Anodenverbrauchs. Weiterhin sind die Austausch- und Wartungsarbeiten umfangreich und können recht kostspielig sein.
  • Aufgrund der Nachteile traditioneller Elektrolysezellen sind Elektrolysezellen mit vorgebackenen Anoden des kontinuierlichen Typs entwickelt worden. Das NO-Patent Nr. 98126 offenbart eine Zelle zur Erzeugung von Aluminium, in der eine kontinuierliche vorgebackene Elektrode verwendet wird, die aus Blökken von Kohlenstoff gebildet ist, die mittels Kleben aneinander befestigt sind. Die Anode wird in einer senkrecht gleitenden Beziehung innerhalb eines Stahlmantels angeordnet und der elektrische Strom wird wie in der Soederberg-Anode mittels Kontaktbolzen geleitet, die in Löchern in der Oberseite der Anode vorgesehen sind. Beim Befestigen neuer Kohlenstoffblöcke an der Anode müssen die Bolzen herausgezogen werden, was unpraktisch und zeitaufwendig ist und zu hohen Betriebskosten führt. Die Lösung hat daher keine praktische Anwendung gefunden.
  • Das NO-Patent Nr. 73535 offenbart eine Zelle zur Erzeugung von Aluminium, wo zwei Anoden Seite an Seite in Stahlmänteln angeordnet sind. Die Anoden sind aus Blöcken von Kohlenstoff gebildet, auf die bei Verbrauch der Anoden neue Blöcke von Kohlenstoff gelegt werden können. Das Anbringen der Anoden erfolgt durch Hebevorrichtungen, die an der Oberseite der Stahlmäntel vorgesehen sind. Weiterhin sind zur Leitung von elektrischen Strom zu den Elektroden und zur Bereitstellung der notwendigen Reibung, um die Elektroden in Position zu halten, die unteren Enden der Stahlmäntel mit Druckeinrichtungen in der Form von Gewichtsarmen vorgesehen, wobei jeder Arm auf einem austauschbaren Gleitkontakt wirkt, der durch eine Feder mit individuellen Schraubeneinstellmitteln gesteuert wird.
  • Ein Nachteil bei der obigen Lösung ist, daß die Druckeinrichtungen, die mit Schrauben und beweglichen Teilen konstruktiv kompliziert sind, etwas über dem elektrolytischen Bad angeordnet sind und daher durch die Hitze und aggressive Gase aus dem Bad beschädigt werden können. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Druckeinrichtungen groß sind, was die wirksame Anodenfläche verringert und es schwierig macht, einen Zugang zum elektrolytischen Bad z.B. im Zusammenhang mit dem Abstechen von Metall, dem Krustenaufbrechen etc. zu bekommen.
  • Auch die Wartung von solchen Zellen ist schwierig, da nur zwei Elektroden verwendet werden, wobei jede große Kohlenstoffblöcke umfaßt, deren Handhabung mühsam ist. Auch der relativ große Abstand zwischen den Stromleitern der Blöcke sorgt für eine ineffiziente Stromzufuhr und eine ungleichmäßige Stromverteilung in der Anode.
  • Aufgrund der obigen Nachteile hat die Lösung gemäß dem NO-Patent Nr. 73535 keine praktische Anwendung gefunden.
  • US 3009870 offenbart eine elektrolytische Zelle mit einer Anode, die mehrere Anodenstapel umfaßt, wobei der Raum zwischen benachbarten Anodenstapeln mit einer Packung gefüllt ist, die aus festgestampftem, pulverförmigem Elektrolytenmaterial besteht, wobei elektrischer Strom zu jedem Anodenstapel durch Bolzen geführt wird, die an den Enden der Anodenstapel befestigt sind.
  • Die vorliegende Erfindung versucht eine Elektrolysezelle zur Herstellung von Aluminium auf Basis des Prinzips einer kontinuierlichen Anode bereitstellen, welche die obigen Nachteile nicht aufweist, d.h. die konstruktionstechnisch einfach und daher billig zu bauen ist und die gleichzeitig verläßlich und in der Wartung unkompliziert ist.
  • Erfindungsgemäß umfaßt eine Aluminiumelektrolysezelle eine Kathode und eine kontinuierliche Anode, wobei die Anode miteinander verbundene Kohlenstoffblockkörper umfaßt, um einen senkrechten Stapel von Kohlenstoffblöcken zu bilden, so daß neue Kohlenstoffblöcke während des Betriebs geliefert werden können, um während des Elektrolyseverfahrens verbrauchtes Kohlenstoffmaterial zu ersetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode in Abschnitte aufgeteilt ist, wobei jeder Abschnitt in einem leicht abnehmbaren Halter oder in einer Kassette befestigt ist, wobei die Halter oder Kassetten nah beieinander in einer Reihe angeorndet sind, die sich längs der Zelle erstreckt, wobei jede Kassette an ihrem oberen Ende einen Vorsprung hat, der dazu bestimmt ist, an Trägerwänden oder Konstruktionen an den langen Seiten der Zelle abnehmbar angeschlossen zu werden.
  • Vorzugsweise liegen die Vorsprünge auf senkrecht beweglichen Stäben, die an jeder langen Seite der Zelle angeordnet sind, wobei die Stäbe mit Hebevorrichtungen an jedem ihrer Enden vorgesehen sind, um ein Anheben, Absenken und Neigen der Anode zu ermöglichen.
  • Günstigerweise ist jede Kassette mit mindestens einem, vorzugsweise zwei Führungselementen vorgesehen, um jeweils einen Stapel von Kohlenstoffkörpern zu halten. Hebevorrichtungen können zum Einbringen der Kohlenstoffblöcke durch die Führungselemente nach unten in das Elektrolysebad vorgesehen sein.
  • Der untere Teil der Kassetten ist vorzugsweise mit einer Halteanordnung einschließlich elektrischer Kontakte versehen, wobei die Halteanordnung für eine ausreichende Reibung sorgt, um den Stapel von Kohlenstoffkörpern zu halten und gleichzeitig für elektrische Kontakte sorgt, um Strom zu den Kohlenstoffkörpern zu leiten. Die Halteanordnung kann Klemmvorrichtungen umfassen, die an den Ecken der Kohlenstoffkörper wirken, wobei die Vorrichtungen mittels Diagonalstreben miteinander verbunden sind, und durch senkrechte Streben in ihrer Stellung gehalten werden. Die Kontaktkraft zwischen den Klemmvorrichtungen und dem Kohlenstoffblock kann durch Biegen der Diagonalstreben oder durch Verschieben der senkrechten Streben relativ zueinander erfolgen.
  • Das Biegen kann durch Bewegen von Streben erfolgen, die an einem Ende mit dem Mittelteil der Diagonalstreben verbunden und an ihren anderen Enden mit einer Festziehungsanordnung oder Federanordnung verbunden sind, die am oberen Ende der Kassette angeordnet ist.
  • Alternativ kann die Halteanordnung Klemmvorrichtungen umfassen, die mittels senkrechter Streben in position gehalten werden, wobei die Kontaktkraft zwischen den Vorrichtungen und den Kohlenstoffkörpern mittels eines Einstellrahmens eingestellt werden kann, der abgesenkt oder angehoben werden kann und der an seinen Ecken mit geneigten Führungselementen versehen ist, die auf komplementäre Führungselemente an den Klemmvorrichtungen wirken.
  • In einer anderen Ausführungsform können die Kohlenstoffkörper mit einer oder mehreren Bohrungen versehen sein, wobei jede Bohrung mit einer Welle vorgesehen ist, die an ihren unteren Enden ein Gewinde aufweist. Das obere Ende der Welle ist mit einem Lager und einer Antriebsanordnung versehen, um die Welle zu drehen, wodurch die Kohlenstoffkörper mittels der Wellen in ihrer Stellung gehalten und abgesenkt oder angehoben werden können.
  • Die Kohlenstoffblöcke können aus zwei Hälften bestehen, von denen jede mit halbkreisförmigen Nuten vorgesehen ist, wobei die Bohrungen bei dem Stapelungsvorgang erzeugt werden, wenn der neue Kohlenstoffblock, der die beiden Hälften umfaßt, auf den Kohlenstoffstapel gesenkt und daran verklebt wird.
  • Die Erfindung wird jetzt weiterhin mittels eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, worin:
  • Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zelle zeigt.
  • Figur 2 die gleiche Zelle im Querschnitt zeigt.
  • Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anodenkassette mit einer Klemmvorrichtung in größerem Maßstab zeigt.
  • Figur 4 einen waagrechten Schnitt der in Figur 3 gezeigten Anodenkassette im Bereich der Klemmvorrichtung zeigt.
  • Figur 5 einen waagrechten Schnitt einer Klemmvorrichtung wie in Figur 3 angegeben zeigt.
  • Figur 6 eine alternative Anordnung zur Steuerung der Kontaktkraft für die Klemmvorrichtung zeigt.
  • Figur 7 eine weitere alternative Anordnung zeigt.
  • Figur 8 eine Querschnittsansicht einer Zelle mit einer alternativen Halte- und Zufuhranordnung zeigt.
  • Figur 9 schematisch ein bevorzugtes Verfahren zum Anbringen eines Kohlenstoffblocks an die Anode mit der Anordnung gemäß Figur 8 zeigt.
  • Eine bei der elektrolytischen Herstellung von Aluminium verwendete Zelle hat eine Kathode 13 und eine Anode 14. Die Kathode 13 kann von einem bekannten, traditionellen Aufbau sein, umfassend einen Stahlmantel 9, eine hitzefeste Verkleidung 15 und eine innere Kohlenstoffschicht 16 mit Kathoden-Sammelschienenleitern 17 und Kathodenabnehmern (nicht gezeigt).
  • Die Anode 14 ist aus Abschnitten in Form von leicht austauschbaren Kassetten oder Haltern 8 hergestellt, die für eine kontinuierliche Zufuhr von Segmenten oder Blöcken aus Kohlenstoff 21 vorgesehen sind. Zusätzliche Kassetten 22, die eine Ausstattung zur Zufuhr von Zusatzmaterialien wie etwa Aluminiumoxid in das elektrolytische Bad aufweisen, sind zwischen den Kassetten 8 angeordnet. Die Kassetten 8, 22 sind mit Vorsprüngen 18 versehen, die auf senkrecht beweglichen Stäben 20 liegen. Die Kassetten werden eng aneinander gelegt, so daß sie nach oben einen Verschluß für die Zelle bilden.
  • Wie zuvor erwähnt, liegen die Kassetten auf beweglichen Stäben 20. Diese Stäbe sind mit (hydraulischen oder mechanischen) Hebevorrichtungen 19 versehen, um die Anode (d.h. die Kassetten) z.B. im Zusammenhang mit Anodenwirkungsproblemen abzusenken, anzuheben oder zu neigen. Die Hebevorrichtungen 19 sind auf Stützen 1 angeordnet, die auf der Kathodenkonstruktion oder dem Zellfundament ruhen und die gesamte Anordnung wird somit von diesen Stützen gehalten.
  • Entlang der kurzen Enden und der Seiten der Zelle ist eine nach außen/oben schwenkbare oder leicht abnehmbare Hülle 12 vorgesehen. Diese Hülle, die in Form von Platten oder dgl. ist, stellt einen dichten Verschluß für die Zelle dar, wenn die Platten in einer geschlossenen Position sind und gibt leichten Zugang zur Zelle, wenn sie in einer offenen Position sind.
  • Da die Kassetten einen "Deckel" für die Zelle vorsehen und die Enden und Seiten der Zelle mit Platten 12 bedeckt sind, ist der Raum über der Zelle vollkommen abgeschlossen. Dies ermöglicht ein Evakuieren der während des Elektrolyseprozesses erzeugten Gase durch eine Evakuierungsleitung 3.
  • Die Kassetten 8 sind mit Klemmvorrichtungen 27 versehen, die zum Halten des Kohlenstoffblocks 21 bestimmt sind.
  • Die Kassetten 8 sind vollständig oder teilweise aus elektrisch leitfähigen Materialien hergestellt und über eine Verbindung 2 und flexible Anschlüsse 4 mit Anoden-Sammelschienenhaltern verbunden. Der konstruktive Aufbau der Kassetten ist weiterhin in den Figuren 3 bis 5 gezeigt. Wie aus Figur 3 zu erkennen ist, besteht die Kassette aus einem oberen Teil 23, der mit zwei Führungselementen 24 für die Anoden-Kohlenstoffblöcke oder Segmente 21 versehen ist. Die Kohlenstoffblöcke 21 sind mittels Kleben oder dgl. aneinander befestigt und können, wenn sie allmählich von unten verzehrt werden, an der Oberseite durch Ankleben eines neuen Kohlenstoffblocks "verlängert" werden. Zur Verringerung des Wärmeverlusts durch die Kassetten können Isolierungsblöcke 25 an der Oberseite der Kohlenstoffblöcke für jedes der Führungselemente 24 vorgesehen sein. Solche Isolierungsblöcke sind am meisten bevorzugt, wenn die Kassetten 8 mit einer Kühleinrichtung versehen sind. Es sollte jedoch betont werden, daß die erfindungsgemäßen Zellen mit oder ohne Kühleinrichtung verwendet werden können.
  • Die Zufuhr des Anodenkohlenstoffs durch die Führungselemente 24 herab erfolgt einzeln mittels entfernbarer Hebevorrichtungen (durch das Bezugszeichen 26 gezeigt), die mittels einer Steuerungseinheit (nicht gezeigt) gesteuert werden. Die Hebevorrichtungen 26 können vom mechanischen oder hydraulischen Typ sein, sie werden jedoch in diesem Zusammenhang nicht weiter beschrieben.
  • Der untere Teil der Führungselemente 24 umfaßt eine Halteanordnung in der Form einer Klemmvorrichtung 27, die am oberen Teil der Führungselemente mittels senkrechter Streben/Leiter 28 (siehe auch Figur 4) befestigt ist. Die Halteanordnung hält mittels Reibungskraft den "Stapel" von Kohlenstoffblöcken 21 und leitet gleichzeitig elektrischen Strom zum Anodenkohlenstoff. Zwischen den elektrischen Kontakten der Klemmvorrichtung und dem Elektrolysebad wird für einen kurzen Stromweg gesorgt. Die Klemmvorrichtung 27 kann der korrosiven Umgebung in Nachbarschaft des elektrolytischen Bads widerstehen und hat eine verringerte Baubreite (keine Platzerfordernis). Dieser letztgenannte Vorteil ist aufgrund des geringen Abstands zwischen den Kassetten wichtig.
  • Die Klemmvorrichtungen 27 sind miteinander durch Diagonalstreben 5 um den Umfang jedes Stapels von Kohlenstoffblöcken herum verbunden und werden gegen die Ecken und Schwalbenschwanznuten 29 durch Verkürzung der effektiven Länge der Streben 5 gepreßt. Schwalbenschwanznuten 29 werden mit Kohlenstoffblöcken verwendet, die einen rechteckigen Querschnitt und lange Seiten aufweisen, um zusätzliche Stromkontakte bereitzustellen, so daß die bestmögliche Stromverteilung in der Anode erhalten wird. Ein Kohlenstoffblock mit einem quadratischen Querschnitt würde nur Klemmvorrichtungen an den Ecken der Anode erfordern. Die Streben 5 sind so eingerichtet, daß sie einem Biegen ausgesetzt werden können. Durch Ziehen/Anheben oder Drücken/Absenken der Festziehungsstreben 30 wird der Abstand zwischen den Klemmvorrichtungen verringert und der Druck gegen die Anode vergrößert. Unter normalen Arbeitsbedingungen ist es ausreichend, die Streben in festgezogenem Zustand mittels einer eingestellten Feder (nicht gezeigt) zu halten.
  • Das Einstellen der Feder kann so gesteuert werden, daß kleine Unregelmäßigkeiten hinsichtlich der Größe der Anode akzeptiert werden können, ohne die Haltekräfte über eine gewollte Toleranz hinaus zu ändern.
  • Die Haltekraft und der Druck zwischen der Klemmvorrichtung und der Anode werden gemäß den technischen Betriebsbedingungen ausgewählt.
  • Der Aufbau der Klemmvorrichtung ist in Figur 5 gezeigt. Sie besteht aus einem konstruktionstechnischen Teil 32, einem stromleitenden Teil 33, einer abnutzungsbeständigen Schicht 34 und einer äußeren Isolierung 35.
  • Wenn die Klemmvorrichtung und die konstruktionstechnischen Elemente, welche diese Vorrichtungen miteinander verbinden, gekühlt werden, können billigere Materialien verwendet und bessere Ergebnisse in Form eines erhöhten Kontraktdrucks und eines verringerten elektrischen Widerstands zwischen der Klemmvorrichtung und der Anode erreicht werden.
  • Daher können Bohrungen oder Leitungen 36 für die Zirkulation eines Kühlfluids durch die Klemmvorrichtungen vorgesehen werden. Solche Bohrungen sind auch in den Streben 28 vorgesehen, um diese zu kühlen. Die aus dem Kühlfluid gewonnene Energie kann für Energiesparzwecke verwendet werden, siehe NO-Patent Nr. 158511, das einem der Erfinder gehört.
  • In dem zuvor erwähnten Beispiel wird die Kontaktkraft zwischen der Klemmvorrichtung 27 und dem Anodenkohlenstoff 21 durch Ziehen oder Drücken der Festziehungsstreben 30 eingestellt. Figur 6 zeigt ein weiteres Beispiel, worin die Klemmkraft durch Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Streben 28 relativ zueinander eingestellt wird. Weiterhin zeigt Figur 7 ein anderes Beispiel, wo die Klemmvorrichtungen gegen den Anodenkohlenstoff mittels einer Art von Keilanordnung gepreßt werden. An der Außenseite der Streben 28 ist ein Rahmen 48 vorgesehen, der angehoben oder abgesenkt werden kann und der an den unteren Teilen seiner Ecken mit geneigten Führungselementen 49 versehen ist, die an komplementäre Führungselemente an der Klemmvorrichtung 27 stoßen.
  • Figur 8 zeigt einen Querschnitt einer Zelle einschließlich einer Anodenkassette 8 mit einer alternativ eingerichteten Halte- und Zufuhranordnung. Es sind zwei Führungselemente für die Anodenkohlenstoffe 21 gezeigt. Anstelle einer Verwendung von Klemmvorrichtungen wie oben erläutert ist jeder der Anodenkohlenstoffe 21 mit zwei senkrechten Bohrungen 41 versehen und jede der Bohrungen ist mit Wellen 40 versehen, die Gewinde 38 an ihren unteren Enden aufweisen. Die Wellen 40 sind mit Drucklagern an ihren oberen Enden versehen und können mittels einer Getriebe- und Motoranordnung (nicht gezeigt) gedreht werden. Der Anodenkohlenstoff 21 wird mittels der Wellen durch ihre mit Gewinden versehenen Enden in Position gehalten und kann durch Drehen der Wellen angehoben oder abgesenkt werden. Ein elektrischer Strom kann vollständig oder teilweise durch die Wellen oder durch die Führungsvorrichtungen 42 geliefert werden.
  • In Figur 9 ist ein bevorzugtes Verfahren der Zugabe neuer Kohlenstoffkörper auf die Oberseite der Anode gezeigt, wenn diese allmählich verzehrt wird. Wie zu erkennen ist, besteht jeder der Kohlenstoffkörper oder -blöcke aus zwei Hälften 43, die jeweils mit zwei parallelen, halbkreisförmigen Nuten 44 versehen sind.
  • Die Hälften 43 werden auf die Oberseite des Kohlenstoffblock- "Stapels" 21 gelegt (die Kassetten-Führungselemente sind nicht gezeigt) und die halbkreisförmigen Nuten bilden nach Durchführung des Klebevorgangs die "Bohrungen" 41. Das Bezugszeichen 45 zeigt die Klebstoffschichten zwischen den Kohlenstoffkörpern 21. Andererseits kann Klebstoff auch zwischen den Hälften 43 verwendet werden (bei 46).
  • Die Führungselemente 24 verhindern eine Trennung der beiden Hälften 43 nachdem das Kleben stattgefunden hat und da der Klebstoff zu diesem Zeitpunkt (gerade nach Zugabe der beiden Hälften auf die Oberseite des Stapels) noch nicht gehärtet ist, sollte der Freiraum zwischen dem Führungselement 24 und dem Kohlenstoff 21 ausreichend sein, um den Kohlenstoff durch sein eigenes Gewicht nach unten gleiten zu lassen. An den unteren Enden 42 der Führungselemente neben den Lagern 38 der Wellen sollte der Freiraum verringert sein. Der Freiraum (die Toleranz) kann so eng sein, daß der elektrische Strom vollständig oder teilweise zum Kohlenstoff in diesem Bereich geleitet wird.
  • Alternativ können die Kohlenstoffblöcke in einem Stück gefertigt werden und mit durchgehenden Bohrungen versehen sein, wobei die Kohlenstoffblöcke von oben auf die Wellen gelegt werden. Weiterhin müssen die Kohlenstoffkörper nicht mit zwei Bohrungen und entsprechenden Wellen versehen sein, sondern sie können ein oder mehrere Löcher und eine entsprechende Anzahl von Wellen besitzen. Alternativ können Nuten an der Ecke der Anoden vorgesehen sein, wobei Wellen zwischen dem Anodenkohlenstoff und den Wänden/Ecken des Anodenführungselements angeordnet sind.
  • In den Figuren und in der Beschreibung sind Beispiele gezeigt und erläutert, worin Kohlenstoffkörper mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt verwendet werden. Natürlich ist die Erfindung nicht auf solche Formen beschränkt. Somit können die Kohlenstoffkörper einen kreisförmigen Querschnitt oder eine andere Form aufweisen. Die Kassetten müssen nicht zwei Führungselemente haben, sondern sie können ein oder mehr als zwei solcher Führungselemente haben, und die Kohlenstoffkörper können vom vorgebackenen Typ sowie vom "grünen Kohlenstoff" -Typ sein.

Claims (12)

1. Aluminiumelektrolysezelle, die eine Kathode und eine kontinuierliche Anode umfasst, wobei die Anode miteinander verbundene Kohlenstoffblockkörper umfasst, um einen senkrechten Stapel von Kohlenstoffblöcken zu bilden, so dass neue Kohlenstoffblöcke während der Benutzung geliefert werden können, um das während des Elektrolyseverfahrens verbrauchte Kohlenstoffmaterial zu ersetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode in Abschnitte aufgeteilt ist, wobei jeder Abschnitt in einem leicht abnehmbaren Halter oder in einer Kassette (8) befestigt ist, wobei die Halter oder Kassetten (8) nah beieinander in einer Reihe angeordnet sind, die sich längs der Zelle erstreckt, wobei jeder Halter oder Kassette (8) an seinem oberen Ende einen Vorsprung (18) hat, der dazu bestimmt ist, an Trägerwänden oder Konstruktionen an den langen Seiten der Zelle abnehmbar angeschlossen zu werden.
2. Aluminiumelektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18) auf senkrecht bewegbaren Stäben (20) liegen, die auf jeder langen Seite der Zelle angeordnet sind.
3. Aluminiumelektrolysezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrecht bewegbaren Stäbe (20) an jedem Ende mit Hebevorrichtungen (19) vorgesehen sind, um das Anheben, Absenken und Neigen der Anode durchzuführen.
4. Aluminiumelektrolysezelle nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kassette (8) mit mindestens einer Führungsbahn (24) vorgesehen ist, um je einen Stapel von Kohlenstoffkörpern (21) zu halten.
5. Aluminiumelektrolysezelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kassetten (8) je mit zwei nebeneinander angeordneten Führungsbahnen (24) vorgesehen sind, um einzelne Kohlenstoffkörperstapel (21) zu halten.
6. Aluminiumelektrolysezelle nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil der Kassetten mit einer Halteanordnung (27-35) vorgesehen sind, die elektrische Kontakte einschliesst, wobei die Halteanordnung genügend Reibung liefert, um den Kohlenstoffkörperstapel (21) zu halten, und gleichzeitig elektrische Kontakte zu liefern, um Strom zu den Kohlenstoffkörpern leiten.
7. Aluminiumelektrolysezelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung Klemmvorrichtungen (27) umfasst, die auf die Ecken der Kohlenstoffkörper (21) wirken, wobei diese Vorrichtungen mittels Diagonalstreben (5) miteinander verbunden sind, und durch senkrechte Streben in ihrer Stellung gehalten werden.
8. Aluminiumelektrolysezelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraft für die Klemmvorrichtungen eingestellt wird, indem die Diagonalstreben (5) gebogen werden, oder durch Verschiebung der senkrechten Streben (28) relativ zueinander.
9. Aluminiumelektrolysezelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegung mittels Festziehungsstreben (30) durchgeführt wird, die an einem Ende an das Mittelteil der Diagonalstreben (5) angeschlossen sind, und an ihren anderen Enden an eine Festziehungsanordnung oder Federanordnung, die am oberen Ende der Kassette (B) angeordnet sind.
10. Aluminiumelektrolysezelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung Klemmvorrichtungen (27) umfasst, die durch senkrechte streben (28) in ihrer Stellung gehalten werden, und dass die Kontaktkraft zwischen den Vorrichtungen (27) und den Kohlenstoffkörpern mittels eines Einstellungsrahmens (48) eingestellt werden kann, der abgesenkt oder angehoben werden kann, und der an seinen Ecken mit geneigten Führungsvorrichtungen (49) vorgesehen ist, die auf komplementare Führungsvorrichtungen auf den Klemmvorrichtungen (27) wirken.
11. Aluminiumelektrolysezelle nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffkörper (21) mit einen oder mehreren Bohrungen (41) vorgesehen sind, wobei jede Bohrung mit einer Welle (40) vorgesehen ist, die ein Gewinde an ihren unteren Enden hat, wobei das obere Ende der Spindel mit einer Lagerung und einer Antriebsanordnung versehen ist, um die Welle zu drehen, wobei die Kohlenstoffkörper in ihrer Stellung gehalten werden können, und mittels der Wellen abgesenkt oder angehoben werden können.
12. Elektrolysezelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffblöcke (21) aus zwei Hälften (42) bestehen, von denen jede mit halbkreisförmigen Nuten vorgesehen ist, wobei die Bohrungen (41) unter der Stapeloperation geschaffen werden, wenn der neue Kohlenstoffblock, der die beiden Halften umfasst, auf den Kohlenstoffstapel gesetzt wird und daran geklebt wird.
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