DE911333C

DE911333C - Furnace for fused aluminum electrolysis

Info

Publication number: DE911333C
Application number: DEV1998D
Authority: DE
Inventors: Walter Fritsche; Dipl-Ing Hans Schmitt
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1942-06-05
Filing date: 1942-06-05
Publication date: 1954-05-13

Description

Ofen für die Schmelzflußelektrolyse von Aluminium Die Erfindung betrifft einen Ofen von großer Leistung für die Schmelzflußelektrolyse von Aluminium mit außerhalb des Ofens fertiggestellten und im Ofen zu mehreren zusammengefaßten Kohleanoden. Nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden eigenen Vorschlag wird eine bessere Stromausbeute dadurch ermöglicht, daß die Kohleanoden, die in den größtmöglichen, von den Elektrodenfabriken herstellbarenAbmessungen verwendet werden, in einer bestimmten Anordnung in den Ofen eingesetzt und durch eine wärmeisolierende Haube überdeckt sind. Diese Anordnung der Anoden erlaubt es, einen größtmöglichen zusammenhängenden Anodenquerschnitt mit möglichst wenig Außenkanten in das Bad zu bringen, so daß die Stromverteilungsverhältnisse günstig werden. Dieser sehr große zusammenhängende Anodenquerschnitt kommt dadurch zustande, daß die zu Paaren zusammengefaßten Anodenblöcke in liegender Anordnung in den Ofen eingebracht werden.Furnaces for the fused aluminum electrolysis The invention relates to a high performance furnace for the fused aluminum electrolysis completed outside the furnace and combined in the furnace to form several carbon anodes. A suggestion of its own that does not belong to the state of the art becomes a better one Current yield is made possible by the fact that the carbon anodes, which are in the greatest possible dimensions manufacturable by the electrode factories are used in a certain Arrangement inserted into the furnace and covered by a heat-insulating hood are. This arrangement of the anodes allows the greatest possible coherence Bring anode cross-section into the bath with as few outer edges as possible, so that the power distribution ratios become favorable. This very large coherent one The anode cross-section is due to the fact that the anode blocks are combined in pairs placed in a horizontal arrangement in the furnace.

Die liegende Anordnung der zu mehreren zusammengefaßten Anodenblöcke hat neben dem obenerwähnten Vorteil, einen sehr großen zusammenhängenden Stromdurchgangsquerschnitt zu bieten, auch noch den Vorteil, daß die wärmeabstrahlenden Seitenflächen der Anode verhältnismäßig klein sind, was sich ebenfalls für die Stromausbeute des Ofens günstig auswirkt. Andererseits wäre es jedoch aus betrieblichen Gründen, nämlich wegen des erforderlichen Ersatzes der abgebrannten Anoden, sowohl als auch wegen der bei diesem Ersatz verbleibenden Reste der abgebrannten Anoden erwünscht, höhere Abmessungen bei gleicher Größe des zusammenhängenden waagerechten Querschnitts zu verwenden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jedes aus mehreren Blöcken bestehende Paket von einem möglichst dicht schließenden, aber die senkrechte Bewegung des Paketes noch zulassenden, wärmeisolierenden Rahmen umschlossen ist. Beim Ofen gemäß der Erfindung sind also die Anoden wiederum in der bei den früher üblichen Öfen gewöhnten senkrechten Anordnung angebracht, doch sind einerseits die wärmeabstrahlenden Seitenflächen durch den Rahmen bedeckt, und andererseits ist dadurch die Möglichkeit gegeben, die Anoden mit einer wärmeisolierenden Haube zu überdecken.The horizontal arrangement of the multiple anode blocks has, in addition to the above-mentioned advantage, a very large contiguous current passage cross-section to offer the advantage that the heat-radiating side surfaces of the anode are relatively small, which is also favorable for the power efficiency of the furnace affects. On the other hand, it would be for operational reasons, namely because of the required replacement of the spent anodes, as well as because of this Replacement of the remains of the spent anodes is desirable, larger dimensions with the same size of the contiguous horizontal Cross-sectional to use. This is achieved according to the invention in that each of several Blocks consisting of a package that closes as tightly as possible, but the vertical one Movement of the package still permitting, heat-insulating frame is enclosed. In the furnace according to the invention, the anodes are again in the same way as in the earlier ones normal stoves used vertical arrangement, but on the one hand the heat radiating side surfaces covered by the frame, and on the other hand is this gives the opportunity to cover the anodes with a heat-insulating hood cover.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben ist.Other features and advantages of the invention will be apparent from the following Description in which an exemplary embodiment is described with reference to the drawing is.

In der Zeichnung zeigt Fig. i eine Seitenansicht mit teilweisem Querschnitt, Fig. z eine Vorderansicht mit teilweisem Schnitt senkrecht zu Fig. i, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ofen gemäß der Erfindung und Fig. q. den Schnitt durch die Elektrodenaufhängung und Stromzuführung.In the drawing, FIG. I shows a side view with a partial cross-section, FIG. 2 shows a front view with a partial section perpendicular to FIG. 1, FIG. 3 a Top view of a furnace according to the invention and FIG. Q. the cut through the Electrode suspension and power supply.

In die Ofenwanne i ist in dem Boden die nicht dargestellte Kathode üblicher Bauart eingesetzt. Die Anode besteht aus je vier Kohleblöcken 4, 5, 6 und 7, die zu je zwei Paketen zusammengefaßt sind. Der dargestellte Ofen hat eine Leistung von 30 ooo Amp., und die Kohleblöcke weisen die Abmessungen 6oo X 8oo X i5oo mm auf. Die Leistung der Elektrodenpressen ist bekanntlich bezüglich der Länge der zu erzeugenden Stränge kaum begrenzt, wohl aber bezüglich ihrer Breite und Tiefe, also ihres waagerechten Querschnitts. Die beim Ofen gemäß der Erfindung verwendeten Seitenkantenlängen von 6oo X 8oo mm stellen die heute größten, praktisch erreichbaren Abmessungen dar.The cathode, not shown, is in the bottom of the furnace pan i usual design used. The anode consists of four carbon blocks 4, 5, 6 and 7, which are grouped into two packages each. The furnace shown has a performance of 30,000 Amp., and the carbon blocks have the dimensions 600 X 8oo X 1500 mm on. The performance of the electrode press is known to be related to the length of the The strands to be produced are hardly limited, but in terms of their width and depth, that is, its horizontal cross-section. Those used in the furnace according to the invention Side edge lengths of 6oo X 8oo mm represent the largest practically achievable today Dimensions.

Die beiden Anodenpakete sind durch einen Rahmen umfaßt, der oben von den von den senkrechten Stützen 8 getragenen U-Eisen 32 und unten von den Streben 45 gehalten ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht dieser Rahmen 46 aus einem durch Eisenblech gebildeten Kasten, dessen Innenraum mit einem wärmedämmenden Stoff ausgefüllt ist. Zur Wärmedämmung kann jedoch auch Tonerde selbst verwendet werden, wobei der Rahmen als Beschickungsvorrichtung für den Ofen benützt werden kann. In diesem Fall ist der Rahmen in seinem Deckel und in seinem Boden mit Öffnungen- zu versehen. Erfolgt jedoch die Beschickung wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel von der Seite her, dann genügt es, wenn der Rahmen als geschlossener Hohlkörper hergestellt wird.The two anode packs are encompassed by a frame that is shown at the top of the U-iron 32 carried by the vertical supports 8 and below by the struts 45 is held. In the illustrated embodiment, there is this frame 46 from a box formed by sheet iron, the interior of which with a heat-insulating Substance is filled out. However, clay itself can also be used for thermal insulation using the frame as a loading device for the furnace can. In this case, the frame is in its lid and in its bottom with openings- to provide. However, if the loading takes place as in the illustrated embodiment from the side, it is sufficient if the frame is a closed hollow body will be produced.

Die Zusammenfassung von je vier Blöcken zu einem Paket kann in beliebiger Weise erfolgen. Es werden jedoch mechanische Mittel bevorzugt. Zur Aufhängung der Pakete sind in den Kopf eines jeden Blockes starke Schrauben 47 eingeschraubt, die durch je eine Querleiste 48 (Fig. 3) miteinander verbunden sind. Die Leisten 48 wiederum sind durch zwei U-Eisen 49 und 49' verbunden, in deren Mittel die Rolle 5o gelagert ist. Eine über diese Rolle laufende Kette 15 geht über die auf dem oberen Längsträger 9 angeordneten Rollen i i und i2 zum nicht dargestellten Getriebe, das das Heben und Senken der Anoden erlaubt.The combination of four blocks into a package can be in any Way to be done. However, mechanical means are preferred. For hanging the Packages are screwed into the head of each block strong screws 47, the are connected to one another by a cross bar 48 (FIG. 3). The strips 48 in turn are connected by two U-irons 49 and 49 ', in the middle of which the role 5o is stored. A chain 15 running over this roller goes over the one on the upper one Longitudinal support 9 arranged rollers i i and i2 to the transmission, not shown, that the anodes can be raised and lowered.

Um eine möglichst gute Stromzuführung zu den Anoden zu erhalten, ist eine besondere Anordnung getroffen: In jedem Block sind mehrere Bohrungen 51 vorgesehen, in die ein geschlitztes Rohr 52 (Fig. 4) paßt. Der Außenumfang dieses Rohres ist über seiner größeren Länge geringer als der Durchmesser der Bohrung 5 i. Am unteren Ende aber weist das Rohr eine- Verdickung 53 auf, die innen mit einer konischen, sich nach unten erweiternden Fläche 54 versehen ist. lm Rohr 52 sitzt eine Stange 55, deren Ende 56 mit einem sich nach unten, entsprechend der Fläche 54 des Rohres erweiterten Konus versehen ist. Am oberen Ende weist die Stange ein Gewinde mit einer Schraubenmutter 57 auf, die sich auf dem mit einem Flansch 58 versehenen Ende des Rohres 52 abstützt. Wird die Mutter 57 angezogen, dann preßt der Konus 56 der Stange 55 das Ende 53 des geschlitzten Rohres 52 nach außen, so daß das Ende zum festen Anliegen mit der Innenwandung der Bohrung des Kohleblockes kommt. Auf diese Weise gelingt es, die metallische Stromzuführung, obwohl sie von oben erfolgt, bis in die Nähe der wirksamen Anodenoberfläche gelangen zu lassen. Ist nun die Anode unten bis in die Nähe des Rohres 53 abgebrannt, dann wird die Mutter 57 gelöst, d. h. die Stange 55 etwas nach unten bewegt. Dadurch verringert sich der Durchmesser des geschlitzten Rohres 53, und dieses Rohr kann nunmehr nach oben gezogen werden. Um zu vermeiden, daß beim weiteren Arbeiten die Bestandteile des Bades in die Bohrung 51 oder sogar in Berührung mit dem Strornzuführungsrohr 52 gelangen, wird der Boden der Bohrung 51, bevor die Stromzuführung wieder angebracht wird, mit grüner Masse ausgestampft; sodann wird die Stromzuführung durch Einführung des Rohres 52 und Festdrehen der Mutter 57 an einer etwas höheren Stelle als vorher wieder angebracht. Diese Arbeit läßt sich ohne Abstellen des Ofens durchführen.To get the best possible power supply to the anodes, is a special arrangement is made: several bores 51 are provided in each block, into which a slotted tube 52 (Fig. 4) fits. The outer circumference of this tube is over its greater length less than the diameter of the bore 5 i. At the bottom But the end of the tube has a thickening 53, which is inside with a conical, downwardly widening surface 54 is provided. A rod sits in the tube 52 55, the end 56 of which is facing downwards, corresponding to the surface 54 of the tube enlarged cone is provided. The rod has a thread at the upper end a nut 57 on which is provided with a flange 58 end of the tube 52 is supported. If the nut 57 is tightened, then the cone 56 presses the Rod 55 the end 53 of the slotted tube 52 to the outside, so that the end to comes firm concern with the inner wall of the bore of the carbon block. To this Way it succeeds to the metallic power supply, although it is done from above to get close to the effective anode surface. Is now the anode burnt down to the vicinity of the pipe 53, then the nut 57 is loosened, d. H. the rod 55 moved slightly downwards. This reduces the diameter of the slotted tube 53, and this tube can now be pulled upwards. In order to avoid that the components of the bath into the hole during further work 51 or even come into contact with the flow supply pipe 52, the ground becomes the bore 51, before the power supply is reattached, with green ground stamped out; then the power supply by introducing the tube 52 and Tighten the nut 57 at a slightly higher point than previously attached again. This work can be carried out without having to turn off the furnace.

Die Elektrodenpakete können beim Ofen gemäß der Erfindung mit . einer Schutzhülle umkleidet werden, doch ist diese wegen der Anbringung der wärmedämmenden Rahmen nicht unbedingt notwendig.The electrode packs can with the furnace according to the invention. one Protective cover to be covered, but this is because of the attachment of the heat-insulating Frame not absolutely necessary.

Der Ofen gemäß der Erfindung zeigt die gleiche hohe Stromausbeute wie der Ofen gemäß dem erwähnten Vorschlag, doch kann der Elektroden-3rsatz in größeren Zeitabständen erfolgen, und der Verlust an Kohleresten ist geringer.The furnace according to the invention shows the same high current efficiency like the furnace according to the mentioned proposal, but the electrode replacement can be larger Occasional, and the loss of coal residues is less.

Claims

PATENT CLAIMS: i. High performance furnace for fused flux electrolysis of aluminum with carbon anodes finished outside the furnace those the paired anode blocks are placed in the furnace in a standing arrangement characterized in that the anode packs are tightly enclosed by a but rigidly arranged, heat-insulating frames that allow vertical movement are enclosed.

2. Oven according to claim i, characterized in that the frame is designed as a loading device. j

3. Oven according to claim i or 2, characterized characterized in that each block of each anode pack with one from above through holes (5i) of the block leading metallic power supply is provided. q .. furnace after Claim 3, characterized in that the arranged in bores of the block (5 i) metallic power supply from a slotted tube (52) with a spreading device (53 to 57) exists.