DE913805C - Kontinuierliche Elektrode, insbesondere fuer die Schmelzflusselektrolyse - Google Patents

Description

• Kontinuierliche Elektrode, insbesondere für die Schmelzflußelektrolyse Die Erfindung betrifft kontinuierliche Kohleelektroden, insbesondere solche für die Schmelzfllußelektrolyse, die aus einzelnen vorgebrannten Kohleblöcken zusammengesetzt sind. Bei solchen Elektroden geschieht die Stromzufuhr entweder durch außen angelegte Kontaktbacken oder gemäß einem neueren Vorschlag auch von innen her, indem die vorzugsweise kurzen Kohleblöcke mit vertikalen, durchgehenden Löchern versehen sind, in die der Stromzuführung und Halterung dienende Klemmnippel eingeführt werden. Dem Abbrand des jeweils untersten Kohleblocks entsprechend kann die zusammengesetzte Elektrode abgesenkt werden, wobei von Zeit zu Zeit die Kontaktbacken bzw. die Klemmnippel gelöst und, erforderlichenfalls nach Aufsetzen eines neuen Kohleblocks, an einer höher liegenden Stelle wieder zum Andruck gebracht werden. Es zeigte sich dabei ,der Übelstand, daß nach dem Übergang der Kontaktbacken bzw. des Klemmnippels zu dem darüberliegenden Kohleblock die Stromleitung von diesem zu dem darunterliegenden Block noch nicht einwandfrei ist, wenn nämlich die zwecks Verbindung der einzelnen Kohleblöcke zwischengebrachte Bindemittelschicht noch nicht genügend verkokt ist. Eine genügende Verkokung läßt sich nur dadurch erreichen, daß die Bindemittelschicht ausreichend lange auf einer genügend hohen Temperatur gehdlten wird, d. h. ein guter Stromübergang zwischen den Kohleblöcken tritt erst dann ein, wenn diese sich bereits kurz oberhalb der Badoberfläche befinden, beispielsweise bei Schmelzbädern für die Aluminiumelektrolyse. Dabei besteht aber die Gefahr, daß die Kontaktbacken bzw. Klemmnippel ebenfalls durch die Wärme in Mitleidenschaft gezogen werden, da sie ja kurz vor und während des Verkokens noch am Oberteil des jeweils untersten Blocks anliegen müssen.
• Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Verbindungsflächen der Kohleblöcke derartig ausgestaltet sind, daß sie die in der zusammengesetzten Elektrode im Betrieb auftretenden Isothermenflächen in der Weise schneiden, daß die der Stromzuführung benachbarten Zonen der Verbindungsflächen sich auf niedrigerer Temperatur befinden als die weiter entfernt liegenden Zonen.
• Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich dadurch, daß die einzelne Verbindungsfläche derartig in zwei verschiedene Ebenen aufgeteilt ist, daß die der Stromzuführung benachbarte Ebene höher liegt als die der Stromzuführung abgewandte Ebene.
• In Abb. i und 2 sei diese Anordnung erläutert. In Abb: i ist die Verbindungsfläche zwischen den Kohleblöcken i und 2 in die Ebenen 4 und 5 unterteilt. Da die Stromzufuhr von außen über d-ie Backen 3 und 3' erfolgt, muß die äußere, bei runden Elektroden beispielsweise kreisringförmige Ebene 4 höher liegen als die mittlere Ebene 5. Hierdurch wird erreicht, daß, während die mittlere Ebene 5 bereits verkokt und damit eine gute elektrische Leitfähigkeit erhält, die Stromzuführungsbacken ;sich an dem Kohleblock i noch genügend hoch über der Glutzone befinden und vor Verzunderung geschützt bleiben. Beim Tieferrücken der Elektrode kommen die Backen 3 und 3' dann mit dem oberen Block 2, in Berührung. Der Stromfibergang zwischen Block i und 2 kann über die nun gut leitfähig gewordene Ebene 5 erfolgen.
• Entsprechendes gilt für die Anordnung nach Abb. z, bei der die Stromzufuhr gemäß einem neueren Vorschlag von innen her durch einen aus den beiden Backen 6 und 6' und dem Keil 7 bestehenden Klemmnippel erfolgt. Hier muß die äußere Ebene tiefer liegen als die innere, der Stromzuführung benachbarte Ebene.
• Es ist vorteilhaft, zwischen die einzelnen Kohleblöcke eine Zwischenschicht aus ungebrannter Elektrodenmasse oder einer ähnlich zusammengesetzten Masse von solcher Mindeststärke und Zusammensetzung einzubringen, daß neben einer . mechanisch ausreichenden, festen Verbindung ein sicherer Stromübergang zwischen den Kohleblöcken nach der Verkokung gewährleistet ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Zwischenschicht eine Stärke von mindestens 5, vorzugsweise von io bis 15 mm hat und daß die Konsistenz der ungebrannten Zwischenschicht durch Wahl der Körnung der Festbestandteile und des Bindemittels vorzugsweise so eingestellt ist, daß die Zwischenschicht in dem Bereich zwischen Raumtemperatur und Verkokungstemperatur unter dem Gewicht der aufgesetzten Kohleblöcke wenig oder gar nicht herausgedrückt wird.
• Es ist zwar bekannt, die Verbindungsfläche von aufeinandergesetzten Kohleblöcken derartig auszugestalten, daß ein Vorsprung des einen Kohleblocks in eine entsprechende Vertiefung des anderen Kohleblocks eingreift, es ist jedoch dabei nicht die Lehre angegeben, den Verbindungsflächen eine derartige Form zu geben, daß die der Stromzuführung benachbarten Zonen sich auf niedrigerer Temperatur befinden als die weiter entfernt liegenden Zonen. Es ist demgemäß auch nicht die vorteilhafte Wirkung erkannt worden, die die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verbindungsfläche auf die zwischengebrachte Bindemittelschicht hat. indem dieser eine geregelte und ungestörte Verkokung ermöglicht wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kontinuierliche Elektrode, insbesondere für die Schmelzflußelektrolvse, dadurch gekennzeichnet, -däß die Verbindungsfläche der Kohleblöcke derartig ausgebildet sind, daß sie die in der zusammengesetzten Elektrode im Betrieb auftretenden Isothermenflächen in der Weise schneiden, daß die der Stromzuführung benachbarten Zonen der Verbindungsfläche sich auf niedrigerer Temperatur. befinden als die davon weiter entfernt liegenden Zonen.
2. 2. Elektrode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Verbindungsfläche zwischen je zwei Kohleblöcken derartig in zwei verschiedene Ebenen aufgeteilt ist, daß die der Stromzuführung benachbarte Ebene höher liegt als die der Stromzuführung abgewandte Ebene.
3. 3. Kontinuierliche Elektrode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die einzelnen aufeinandergesetzten Kohleblöcke eine Zwischenschicht aus ungebrannter Elektrodenmasse oder einer ähnlich zusammengesetzten Masse von solcher Mindeststärke und Zusammensetzung gebracht wird, daß eine mechanisch feste Verbindung und ein sicherer Stromübergang zwischen den Kohleblöcken nach der Verkokung gewährleistet ist.