DE924898C

DE924898C - Furnace operated with Soederberg electrodes for the electrolytic production of aluminum

Info

Publication number: DE924898C
Application number: DEE6813A
Authority: DE
Inventors: Andre Castex
Original assignee: Elektrokemisk AS
Current assignee: Elektrokemisk AS
Priority date: 1952-02-26
Filing date: 1953-02-26
Publication date: 1955-03-10
Also published as: GB724423A; FR1071515A

Description

Die Erfindung betrifft mit Söderberg-Elektroden betriebene Öfen zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium.The invention relates to furnaces operated with Söderberg electrodes for the electrolytic production of Aluminum.

Es ist bekannt, an Söderberg-Elektroden vertikale Kontaktbolzen für die Zuführung des Stroms zur Anode anzuordnen. Diese Kontaktbolzen sind im gebackenen Teil der Elektrode fest eingelagert und dienen außer zur Stromzuführung auch als Mittel zur Aufhängung der Elektrode. An ihrem freien Ende sind die Kontaktbolzen mit den Stromschienen verbunden, die ihrerseits mit einem feststehenden Anodengestell fest, aber regulierbar verbunden sind.It is known to have vertical contact pins for supplying the current to Söderberg electrodes To arrange anode. These contact pins are firmly embedded in the baked part of the electrode and serve as a means of suspending the electrode in addition to supplying power. At their free At the end, the contact bolts are connected to the busbars, which in turn are connected to a stationary one Anode frame are fixed, but connected in an adjustable manner.

Weiterhin ist es aus der Patentschrift 816021 bekannt, die Öfen mit einem permanenten Mantel und einem Kanal um die Elektrode zur Aufsammlung der Ofengase und einer Vorrichtung zur Verbrennung der Ofengase zu versehen. Hierbei ist der permanente Mantel z. B. mit Hilfe von Schraubenverbindungen am feststehenden Anodengestell aufgehängt. It is also known from patent specification 816021, the ovens with a permanent jacket and a channel around the electrode for collecting the furnace gases and a device for combustion of the furnace gases. Here, the permanent coat z. B. with the help of screw connections suspended from the fixed anode frame.

Wenn nun die Elektrode während des Betriebes eines solchen Ofens gehoben oder gesenkt werden soll, so geschieht dies mit Hilfe der regulierbaren Verbindung zwischen Stromschienen und Anodengestell. Während dieses Vorgangs kann der feststehende Mantel in seiner Lage nicht verändert werden.If now the electrode is raised or lowered during the operation of such a furnace should, this is done with the help of the adjustable connection between busbars and anode frame. During this process, the position of the stationary jacket cannot be changed will.

Diese Anordnung einesteils der Elektrode und anderenteils des permanenten Mantels hat sich als nachteilig erwiesen, da man während des Abstiches von Metall vom Ofen die Elektrode innerhalb kurzer Zeit verhältnismäßig stark senken muß. DasThis arrangement of one part of the electrode and the other part of the permanent jacket has proven to be proved to be disadvantageous, since the electrode is inside during the tapping of metal from the furnace must reduce relatively sharply in a short time. That

hat zur Folge, daß ein nicht unbedeutender Teil des ungebackenen Teiles der Elektrode, der vorher vom permanenten Mantel umgeben war, über die untere Randbegrenzung des Mantels hinausgelangt. Der aus dem Mantel herausgetretene Teil der ungebackenen Elektrode wird beschleunigt gebacken, wobei in erheblichem Ausmaß Teer abgetrieben wird. Dadurch erhöht sich der Gehalt an Teerbestandteilen im aufgesammelten Gas. Gewöhnlich ίο verbrennen die brennbaren Teile dieses Gases vollkommen in einem Gasbrenner, der im Anschluß an den Gasaufsammlungskanal angeordnet ist. Wenn sich aber nun der Gehalt des Gases an Teerbestandteilen plötzlich stark vermehrt, so ist eine vollkommene Verbrennung der Kohlenwasserstoffe im Brenner nicht sichergestellt, und es ergibt sich zeitweilig ein schlechter Wirkungsgrad des Brenners. Ein weiterer Nachteil der vorbeschriebenen bekannten Ausführungsform besteht darin, daß der Abstand zwischen Badoberfläche und Unterseite des Gaskanals sehr stark schwankt, indem Niveauunterschiede von etwa 5 bis 10 cm jedesmal beim Abstich infolge des entfernten Metallvolumens eintreten. Bei einem feststehenden Mantel führt dies dazu, daß z. B. unmittelbar nach dem Abstich die Dichtung zwischen Badoberfläche und Unterseite des Gaskanals Schwierigkeiten bereitet, da der Abstand zwischen Badoberfläche und Unterseite des Gaskanals verhältnismäßig groß ist.
Andererseits kann es auch vorkommen, daß die Badoberfläche zu nahe an die Unterseite des Gaskanals gelangt, wenn man mit dem Abstich des Metalls zu'lange wartet. Tritt dieser Fall ein, dann ist der Gaskanal großen Beanspruchungen ausgesetzt und kann zerstört werden.has the consequence that a not insignificant part of the unbaked part of the electrode, which was previously surrounded by the permanent jacket, extends beyond the lower edge of the jacket. The part of the unbaked electrode that has come out of the jacket is baked at an accelerated rate, with a considerable amount of tar being driven off. This increases the content of tar in the collected gas. Usually ίο burn the combustible parts of this gas completely in a gas burner which is arranged in connection with the gas collection duct. If, however, the content of tar components in the gas suddenly increases sharply, complete combustion of the hydrocarbons in the burner is not ensured, and the burner's efficiency is temporarily poor. Another disadvantage of the known embodiment described above is that the distance between the bath surface and the underside of the gas channel fluctuates very strongly, in that level differences of about 5 to 10 cm occur each time during tapping as a result of the removed metal volume. In the case of a fixed coat, this leads to the fact that, for. B. immediately after tapping the seal between the bath surface and the underside of the gas channel causes difficulties, since the distance between the bath surface and the underside of the gas channel is relatively large.
On the other hand, it can also happen that the bath surface comes too close to the underside of the gas channel if one waits too long before tapping the metal. If this occurs, the gas duct is exposed to great stress and can be destroyed.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß der permanente Mantel mit dem Gaskanal um die Elektrode in seiner absoluten Höhenlage und seiner relativen Höhenlage zur Elektrode verstellbar angeordnet wird. Dieses Prinzip wird in apparativer Hinsicht dadurch verwirklicht, daß die Tragebalken als Stromschienen ausgebildet sind und zugleich als Träger für die Kontaktbolzen und den permanenten Mantel dienen. Die Tragebalken liegen auf Hebelgewinden, die außerhalb des Ofens festgelagert sind. Diese Hebelgewinde werden zweckmäßig von Motoren getrieben; ihre Regulierung kann aber auch von Hand ausgeführt werden. Der Elektrodenmantel ist an den Tragebalken mit Hilfe von Schraubenspindeln, die auch von Elektromotoren getrieben werden können, isoliert aufgehängt.According to the invention, these disadvantages are avoided in that the permanent jacket with the gas duct around the electrode in its absolute altitude and its relative altitude Electrode is arranged adjustable. In terms of equipment, this principle is implemented by that the support beams are designed as busbars and at the same time as a carrier for the Contact bolts and the permanent jacket are used. The support beams lie on lever threads that are stored outside the furnace. These lever threads are expediently driven by motors; however, their regulation can also be carried out manually. The electrode jacket is on the support beam with the help of screw spindles, which are also driven by electric motors can, hung in isolation.

Die Motoren, die die Hebelgewinde der Tragebalken und die Schraubenspindeln des Elektrodenmantels betreiben, können getrennt oder gleichzeitig bedient werden, so daß man den Mantel und die Elektrode gleichzeitig heben oder senken kann oder auch die Elektrode und den Mantel unabhängig voneinander heben oder senken kann.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The motors that operate the lever thread of the support beam and the screw spindles of the electrode casing can be operated separately or simultaneously, so that the casing and the electrode can be raised or lowered at the same time, or the electrode and the casing can be raised or lowered independently of one another.
The invention is explained using the drawing, for example.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Ofen, ι ist der Ofenbehälter, 2 eine Elektrode mit vertikalen Kontaktbolzen 3, 4 der Elektrodenmantel, 5 das flüssige Bad und 6 der die Elektrode umgebende Gaskanal.The figure shows a longitudinal section through an oven, ι is the oven container, 2 with an electrode vertical contact bolts 3, 4 the electrode jacket, 5 the liquid bath and 6 the one surrounding the electrode Gas duct.

Die Kontaktbolzen 3 sind mit dem stromführenden Tragebalken 7 verbunden. Der Tragebalken ruht auf zwei Hebelgewinden 8 und 9, der Elektrodenmantel 4 ist ebenfalls am Tragebalken 7 mittels der Schraubenspindeln ι ο und 11 aufgehängt. Diese werden von den an den Tragebalken 7 montierten Motoren 12 und 13 getrieben. Bei Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man folgende Bewegungen ausführen:The contact bolts 3 are connected to the current-carrying support beam 7. The support beam rests on two lever threads 8 and 9, the electrode jacket 4 is also on the support beam 7 suspended by means of the screw spindles ι ο and 11. These are driven by the motors 12 and 13 mounted on the support beam 7. When using the device according to the invention, the following movements can be carried out:

1. Gleichzeitiges Heben und Senken sowohl von Elektrodenmantel als auch Elektrode.1. Simultaneous raising and lowering of both the electrode jacket and the electrode.

Dies erfolgt durch Bewegung lediglich der Hebelgewinde für die stromführenden Tragebalken. Diese Bewegung wird ausgeführt, wenn die Elektrode bedeutend gehoben oder gesenkt werden soll. Beim Abstich des Metalls senkt sich die Badoberfläche beträchtlich, und man muß einesteils mit der Elektrode und anderenteils mit dem Elektrodenmantel und dem an ihn angeordneten Gaskanal nachfolgen. Da eine Relativbewegung zwischen Elektrode und Elektrodenmantel beim gleichzeitigen Absenken nicht erfolgt, kann ein rasches Backen der Elektrode und eine Freisetzung von Teerdämpfen nicht eintreten, und es treten die vorerwähnten Nachteile nicht ein. Auf diese Weise kann man sozusagen eine konstante Abdestillation der Teerkomponenten der Elektrode erreichen und den Brenner leicht so regulieren, daß eine gleichmäßige und vollständige Verbrennung der Teerdämpfe erfolgt.This is done by moving only the lever thread for the current-carrying support beam. These Movement is performed when the electrode is to be raised or lowered significantly. At the Tapping the metal lowers the bath surface considerably, and you have to go with the electrode on the one hand and follow the other part with the electrode jacket and the gas channel arranged on it. There is a relative movement between the electrode and the electrode jacket when it is lowered at the same time does not take place, rapid baking of the electrode and the release of tar fumes cannot occur, and the aforementioned disadvantages do not occur. That way you can sort of get a Achieve constant distillation of the tar components of the electrode and the burner easily so regulate that a uniform and complete combustion of the tar vapors takes place.

2. Alleiniges Heben oder Senken des Elektrodenmantels. 2. Only raising or lowering the electrode jacket.

Diese Bewegung stellt eine Absolutbewegung des Elektrodenmantels und eine Relativbewegung mit Bezug auf die Elektrode dar und wird durch Bewegung lediglich der Schraubenspindeln bewirkt.This movement represents an absolute movement of the electrode jacket and a relative movement Relation to the electrode and is effected by moving only the screw spindles.

Durch das Heben des Mantels kann beim Ansteigen der Badoberfläche der Abstand zwischen dieser und der Unterseite des Gaskanals eingehalten werden. Zweckmäßig wird die Hebung des Elektrodenmantels annähernd mit derselben Geschwindigkeit vorgenommen, wie die Höhe der Badoberfläche zunimmt. Durch die Konstanthaltung des Abstandes zwischen Badoberfläche und Unterseite des Gaskanals kann eine gute Dichtung um den Gaskanal leicht aufrechterhalten werden. Diese Operation kann z. B. zwischen zwei Abstichen und mit einer Hebung um z. B. 1 cm pro 24 Stunden ausgeführt werden.By lifting the jacket, when the bath surface rises, the distance between this and the underside of the gas duct are observed. It is useful to raise the electrode jacket made at approximately the same speed as the height of the bath surface increases. By keeping the distance between the bath surface and the underside constant of the gas passage, a good seal around the gas passage can be easily maintained. These Operation can e.g. B. between two tapping and with an increase of z. B. 1 cm per 24 hours are executed.

Bei den bisher verwendeten Vorrichtungen hatte man auch gewisse Schwierigkeiten gehabt, wenn es sich um ein gutes Gleiten der Elektrode im Verhältnis zum Elektrodenmantel handelte. In der Patentschrift 814664 ist ausgeführt, wie der Mantel ausgeformt werden muß, um ein möglichst gutes Gleiten der Elektrode zu sichern. Aber auch bei dieser Ausführungsform bleibt die Elektrode nach dem Abstich mit Bezug auf den Elektrodenmantel bis zum nächsten Abstich in derselben Lage, da nur eine geringe Regulierung der Elektrode in dieser Periode stattfindet. Dies kann in einzelnenWith the devices used hitherto you had also had certain difficulties when it good sliding of the electrode in relation to the electrode sheath was required. In the Patent 814664 is out how the jacket must be shaped to a possible ensure good sliding of the electrode. But the electrode remains in this embodiment as well after tapping with reference to the electrode jacket until the next tapping in the same position, since there is little regulation of the electrode during this period. This can be done in individual

Fällen zu gewissen Gleitschwierigkeiten Veranlassung geben. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß der Elektrodenmantel und die Elektrode gleichzeitig beim Abstich gesenkt werden und zwischen den Abstichen bei feststehender Elektrode lediglich der Elektrodenmantel, und zwar in dem Maße gehoben wird, wie das Bad ansteigt. So erreicht man stets eine gewisse RelativbewegungGive cases to certain sliding difficulties. According to the present invention these difficulties are avoided in that the electrode jacket and the electrode be lowered at the same time during the tapping and between the tapping with the electrode stationary only the electrode jacket is lifted to the extent that the bath rises. In this way one always achieves a certain relative movement

ίο zwischen Elektrodenmantel und Elektrode, und es treten nie Schwierigkeiten im Hinblick auf ein vollkommenes Gleiten der Elektrode im Verhältnis zum Elektrodenmantel auf.ίο between the electrode jacket and the electrode, and it there are never any difficulties with a perfect sliding of the electrode in relation to each other to the electrode jacket.

3. Heben oder Senken der Elektrode mit relativ gegensätzlicher Bewegung des Elektrodenmantels, wobei dieser in derselben Höhenlage verbleibt.3.Raising or lowering the electrode with relatively opposite movement of the electrode jacket, this remains at the same altitude.

Diese Bewegung wird dadurch ausgeführt, daß man die Motoren für die Tragebalken und die Motoren für den Elektrodenmantel in gegensätz-This movement is carried out by turning the motors for the support beams and the Motors for the electrode jacket in opposing

ao licher Richtung, aber mit in der Zeiteinheit gleicher Hubwirkung laufenläßt.ao Licher direction, but runs with the same lifting effect in the unit of time.

Ein derartiger Vorgang spielt sich bei der normalen Regulierung des Elektrodenabstandes ab und ist eine der Bewegungen, die ziemlich oft ausgeführt werden, wenn die Bewegungen verhältnismäßig klein sind.Such a process takes place during normal regulation of the electrode spacing and is one of the movements that are performed quite often when the movements are proportionate are small.

Ein Heben der Tragebalken allein, wenn diese in die tiefste Stellung gelangt sind, mit entgegengesetzter Bewegung des Elektrodenmantels und der Elektrode ist nur dann möglich, wenn die Aufhängung der Elektrode mit beweglichen Mitteln erfolgt ist.A lifting of the support beam alone, when they have reached the lowest position, with the opposite Movement of the electrode jacket and the electrode is only possible when the suspension the electrode is done with movable means.

Ein Aufhängen der Elektrode mit beweglichen Mitteln ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, ja es ist gerade in diesem Punkt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Vorteil verbunden, daß man die Anwendung eines besonderen Anodengestelles ersparen kann.However, it is not absolutely necessary to suspend the electrode with movable means, yes It is precisely at this point that the device according to the invention has the advantage that you can save the use of a special anode frame.

Claims

Patent claims:

ι. Furnace operated with Soderberg electrodes for the electrolytic production of aluminum, characterized by a device for the separate adjustment of the height of the Söderberg electrode and a surrounding permanent jacket with a gas channel.

2. Oven according to claim 1, characterized by a resting on lifting thread and serving as a power supply support beam with fixed, but detachable contact pins on it for the electrode and screw spindles, which in turn form the permanent electrode jacket wear with gas duct, as a drive device for both the lifting thread and the Screw spindles are preferably provided with electric motors, which are expediently synchronized or can be operated individually in opposite directions or in pairs.

1 sheet of drawings

9599 2.55