JP2001172786A - Ultrahigh purity aluminum producing device - Google Patents

Ultrahigh purity aluminum producing device

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JP2001172786A
JP2001172786A JP2000331766A JP2000331766A JP2001172786A JP 2001172786 A JP2001172786 A JP 2001172786A JP 2000331766 A JP2000331766 A JP 2000331766A JP 2000331766 A JP2000331766 A JP 2000331766A JP 2001172786 A JP2001172786 A JP 2001172786A
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electrolytic cell
purity aluminum
furnace
central
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    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrahigh purity aluminum producing device capable of producing ultrahigh purity aluminum having purity of 99.99% or more with energy consumption of <20,000 KWh/t and capable of suppressing heat loss, the carrying of dust, the release of fluoride and the release of dust by the perfect sealing of a cell. SOLUTION: In an ultrahigh purity aluminum producing device by a three- layer type electrolysis method, a cover with a rectangular bottom face provided for reducing the heat loss of an electrolytic cell is formed of three cover parts parallel each other and arranged in one plane and also in the longitudinal direction of the electrolytic cell, the central part of the cover parts is removable in the vertical upper direction as a central cover part, two side parts continued thereto are arranged circularly movably via a joint and the cover parts are thermally insulated by ceramic fibrous material, and sealing is executed to the outflow of gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電極槽の上方から
電極が挿入され、かつ該電極槽は熱損失を減少させるた
めに上方側に蓋を有する3層式電気分解方法を実施する
超高純度アルミニウム製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an ultra-high voltage electrolysis method in which an electrode is inserted from above an electrode bath, and the electrode bath has a lid on the upper side to reduce heat loss. The present invention relates to a pure aluminum manufacturing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】精錬電気分解セルは、通常は鋼薄板で被
覆された矩形の槽からなり、該槽の内側には耐火材料の
壁が設けられており、陽極として接続されている炭素床
内へ鋼からなる電流レールが挿入され、炭素床の上に、
陽極金属(約40%の銅と精製すべき粗製アルミニウム
からなる合金)、中間層としての氷晶石、フッ化カルシ
ウム、フッ化バリウムおよびフッ化アルミニウムからな
る混合物、及び精製されたアルミニウムからなる上方の
層、の3つの可溶性の層が順に重ねられる。
2. Description of the Related Art A smelting electrolysis cell usually comprises a rectangular tank covered with a thin steel plate, inside which a wall of refractory material is provided, and inside a carbon bed connected as an anode. The current rail made of steel is inserted on the carbon floor,
Anode metal (alloy consisting of about 40% copper and crude aluminum to be purified), cryolite as intermediate layer, a mixture consisting of calcium fluoride, barium fluoride and aluminum fluoride, and an upper part consisting of purified aluminum The three soluble layers are sequentially stacked.

【0003】陰極金属へグラファイト電極が挿入され、
そのグラファイト電極は槽の上方に配置された陰極ビー
ムを介して電流供給部へ接続されている。前炉は電解セ
ルへ金属を供給するのに用いられ、電解セルの装填の作
業温度は、陰極電流密度が0.3から0.5A/cm2
である場合に、約750℃である。
[0003] A graphite electrode is inserted into the cathode metal,
The graphite electrode is connected to a current supply via a cathode beam located above the cell. The forehearth is used to supply metal to the electrolysis cell, and the working temperature for charging the electrolysis cell is such that the cathode current density is 0.3 to 0.5 A / cm 2.
About 750 ° C.

【0004】公知の電解セルによる精製の技術的な条件
においては、純度99.99%のアルミニウムしか製造
することができない。従って、できる限り製造するアル
ミニウムの純度を向上させることが試みられてきた。そ
の過程で、不純物の一部は電解セルの蓋の腐食によって
もたらされることが明らかにされており、さらに、グラ
ファイト化された電極が鋼棒に固定され、グラファイト
と鋼との間を確実に接触させるために陰極爪に鉄が注入
されたことが確認され、腐食生成物が不純物として融解
物内へ達する可能性があることが明らかにされている。
他の物質、例えばケイ素は、粉塵の運び込みによって金
属内へ達する。
[0004] Under the technical conditions of purification by known electrolysis cells, only aluminum of 99.99% purity can be produced. Therefore, attempts have been made to improve the purity of aluminum produced as much as possible. In the process, it has been shown that some of the impurities are caused by corrosion of the electrolytic cell lid, and furthermore, the graphitized electrode is fixed to a steel rod, ensuring a reliable contact between the graphite and the steel. It was confirmed that iron was injected into the cathode nails to cause the corrosion, and it was revealed that corrosion products could reach the melt as impurities.
Other substances, such as silicon, can enter the metal by the transport of dust.

【0005】精製電気分解を安定して行わせるために
は、所定の清掃および検査サイクルを遵守して行う必要
がある。以下に、代表的な操作処置を例示する。
[0005] In order to stably perform the refining electrolysis, it is necessary to observe a predetermined cleaning and inspection cycle. The following is a typical operation procedure.

【0006】1.陰極炭素の測定及び清掃 陰極炭素/精製されたアルミニウムの接触面の状態に関
する情報を得るために、各電解セルの陰極が毎日測定さ
れ、各個々の陰極における電圧が定められる。電圧値
が、たとえば最小値である4.5mVよりも低い場合に
は、陰極炭素が引き出される。すなわち、空気圧の引き
(Pneumatikzug)を介して陰極炭素が炉蓋の上方へ約6
00mm引き上げられ、その後、銅ロッドを電流レールか
ら外した後に炭素浄化槽へ移送される。上記の作業のた
めに、清掃作業者は陰極炭素に直接接近することが必要
である。
[0006] 1. Cathodic carbon measurement and cleaning To obtain information on the condition of the cathodic carbon / purified aluminum interface, the cathode of each electrolytic cell is measured daily and the voltage at each individual cathode is determined. If the voltage value is lower than, for example, the minimum value of 4.5 mV, the cathode carbon is extracted. That is, the cathode carbon is moved above the furnace lid by about 6 pneumatic pressure (Pneumatikzug).
After being lifted by 00 mm, the copper rod is removed from the current rail and then transferred to the carbon purification tank. For the above operations, the cleaning operator needs direct access to the cathode carbon.

【0007】2.炉の泡の除去 電解プロセスが進行するうちに、陰極、ここでは精製さ
れたアルミニウムの表面上に主としてアルミニウム酸化
物と電解質の粒子とからなる層が形成される。この層
は、規則的に取り除かなければならず、除去の際に溶液
の動きと電解質の混合を防止しなければならない。しば
しば泡層は、内側壁で炉の長手側に付着するため、この
箇所で泡層を除去しなければならない。次に、それを一
方側、好ましくは炉端面の近傍へ移動させる必要があ
る。このような泡の除去は約30分間続き、各週行わ
れ、すべての炉側で次々と泡が除去される。また、泡の
除去を行うためには、炉面へ自由に接近できなければな
らない。
[0007] 2. Removal of Furnace Bubbles As the electrolysis process proceeds, a layer mainly consisting of aluminum oxide and electrolyte particles is formed on the surface of the cathode, here purified aluminum. This layer must be removed regularly to prevent solution movement and electrolyte mixing during removal. Often the foam layer adheres to the longitudinal side of the furnace on the inner wall, so that the foam layer must be removed at this point. Then it needs to be moved to one side, preferably near the furnace end face. Such removal of bubbles lasts about 30 minutes and is performed weekly, with removal of bubbles one after another on all furnace sides. Also, in order to remove bubbles, it is necessary to be able to freely access the furnace surface.

【0008】3.炉のはつり(Freischlagen) 電解プロセスの間に、炉壁、特に、陰極表面が炉内積み
壁と接触する領域に、はっきりと目に見える付着物が形
成される。通常、該付着物は、のみによって除去され、
はつられた付着物片は泡取りスプーン又は火挟みを用い
て炉から取り除かれる。はつりは、1年に約2から4回
行われ、約1時間かかる。はつりを行うためには、それ
ぞれの炉面に対し作業者が自由に接近できなければなら
ない。
[0008] 3. Furnace removal (Freischlagen) During the electrolysis process, clearly visible deposits form on the furnace walls, in particular in the area where the cathode surface contacts the furnace inner wall. Usually, the deposit is removed only by
The detached debris is removed from the furnace using a defoaming spoon or squeeze. Fishing is performed about two to four times a year and takes about one hour. In order to perform the drop, the workers must be able to freely access each furnace surface.

【0009】4.新しい陰極炭素の組み込み 新しい陰極炭素の組み込みと運転開始は3段階で行わ
れ、まず炭素が、下方の端部が金属層の約10cm上の位
置にトラバースにより固定され、それぞれ1日の待機時
間の後に、炭素が金属溶液へ挿入される。炭素の組み込
みの際には、炉蓋は閉鎖されたままで、操作者が接近す
ることができる。
4. Incorporation of new cathodic carbon The incorporation and commissioning of new cathodic carbon takes place in three stages, first the carbon is fixed by traverse at the lower end approximately 10 cm above the metal layer, each with a waiting time of one day Later, carbon is inserted into the metal solution. During carbon incorporation, the furnace lid remains closed and accessible to the operator.

【0010】5.融解層への電解質の補充 融解層に電解質を補充するために炉を開ける必要があ
る。その後、精製された融解物を有するるつぼが炉へ移
動されて、るつぼの注ぎ口が折り畳み可能な溝と結合さ
れる。るつぼを傾ける際に、電解質ビームが金属表面へ
当接するのを防止するために、溝出口と金属表面との間
に泡取りスプーンを保持する。電解質を充填するため
に、2、3週間毎に蓋を完全に持ち上げて、長手方向へ
約1mずらし、充填時間約10分で電解質の充填を行
う。電解質の充填に際して、溶液の動きは許されず、表
面に1〜2cmの波が立っただけでも、陰極金属への好ま
しくない作用がもたらされるおそれがある。
[0010] 5. Replenishing the electrolyte to the melting layer It is necessary to open the furnace to replenish the electrolyte to the melting layer. Thereafter, the crucible with the refined melt is moved to the furnace, and the spout of the crucible is combined with the collapsible groove. When tilting the crucible, a defoaming spoon is held between the groove outlet and the metal surface to prevent the electrolyte beam from abutting the metal surface. In order to fill the electrolyte, the lid is completely lifted every few weeks, shifted about 1 m in the longitudinal direction, and filled with the electrolyte in about 10 minutes. During the filling of the electrolyte, movement of the solution is not allowed, and even a wave of 1-2 cm on the surface may have an undesirable effect on the cathode metal.

【0011】6.温度測定 電解セル内の精製プロセスの遂行にとって、温度制御は
きわめて重要であるので、測定は手動器具を用いて毎時
行われ、測定に際して、炉は約1分開放される。温度
は、±1℃で一定に維持されなければならない。
6. Temperature measurement Since temperature control is so important for the performance of the purification process in the electrolytic cell, the measurement is carried out hourly using a manual instrument, during which the furnace is opened for about one minute. The temperature must be kept constant at ± 1 ° C.

【0012】7.陰極層の測定 1週間に1回、炉の吸引の間、陰極層が測定される。陰
極層の測定に際して鋼ロッドが陰極内へ垂直に挿入され
て、再びゆっくりと引き出される。このプロセスは、挿
入されたロッド上に視認可能なマーキングが示されるま
で、約10分続く。
7. Measurement of the cathode layer Once a week, during the suction of the furnace, the cathode layer is measured. During the measurement of the cathode layer, the steel rod is inserted vertically into the cathode and pulled out slowly again. This process lasts about 10 minutes until a visible marking is shown on the inserted rod.

【0013】8.融解物の層高さの測定 14日リズムで、各炉において融解物の層高さが測定さ
れる。槽開放時間は、約10分である。
8. Melt layer height measurement The melt layer height is measured in each furnace at a 14-day rhythm. The tank opening time is about 10 minutes.

【0014】そして、超高純度アルミニウムを製造する
装置を、上述したように操作する場合に、以下に示すよ
うに多数の問題が発生するが、これまでに満足に解決さ
れていない。
When the apparatus for producing ultra-high purity aluminum is operated as described above, a number of problems occur as described below, but they have not been satisfactorily solved so far.

【0015】まず、温度が高い場合のシールの問題を挙
げなければならない。その場合のシールは、平坦で、丸
くされた、堅くて移動する面上の水平部分と垂直部分と
を有するシールである。クラスト形成(3.「炉のはつ
り」を参照)によって、時間と共にシールのための載置
部が平坦でなくなる。各保守の際および内積み壁を新し
くする場合にも、シール端縁が移動するので、シールを
弾性的に形成することによってのみ満足のゆく密封が可
能になると思われる。しかし、該シールによる密閉は、
温度が高い場合には、構造的な問題で失敗してきた。
First, the problem of sealing at high temperatures must be mentioned. The seal in that case is a flat, rounded, seal having a horizontal part and a vertical part on a rigid, moving surface. Due to the crusting (see 3. Furnace Drops), over time, the mounting for sealing becomes uneven. It is believed that a satisfactory seal is only possible by making the seal elastic, since the seal edge moves during each maintenance and also when renewing the inner wall. However, the seal by the seal is
High temperatures have failed due to structural problems.

【0016】さらに、炉の内部でそれぞれ操作を行うた
めに、蓋は柔軟に形成し、容易に開放でき、かつ迅速に
閉鎖できなければならない。しかし、他方では、特に丸
いグラファイト陰極を中央で操作するのに適したように
するためには、著しい安定性を持たなければならない。
さらに、絶縁の材料は、液状金属に最小の不純物さえも
もたらさない性質を有する材料でなければならない。
In addition, for each operation inside the furnace, the lid must be flexible, easily openable and quickly closeable. However, on the other hand, it must have a remarkable stability, in particular in order to make the round graphite cathode suitable for central operation.
Furthermore, the insulating material must be of such a nature that it does not introduce even minimal impurities into the liquid metal.

【0017】ドイツ公告公報第1093997号には、
三層式電気分解方法において液状のアルミニウムからな
る陰極に接続するための電流供給部材が記載されてい
る。該公報第4段落、第59行以降によれば、陰極層の
上面の上方にシールドが取り付けられ、そのシールドは
約7mmの厚みを有するアルミニウムプレートからなる。
軽いアルミニウムプレートは、残りの駆動時間において
他のシールド部分と共に電解セルの多数に分割された蓋
を形成するが、電極が移動する場合、例えば、電極を交
換する場合に一緒に移動される。
In German Publication No. 1093997,
A current supply member for connecting to a cathode made of liquid aluminum in a three-layer electrolysis method is described. According to the fourth paragraph, line 59 et seq. Of the publication, a shield is attached above the upper surface of the cathode layer, and the shield is made of an aluminum plate having a thickness of about 7 mm.
The light aluminum plate forms a multi-part lid of the electrolysis cell with other shield parts for the remaining drive time, but is moved together when the electrodes move, for example when changing electrodes.

【0018】ドイツ公告公報第1093997号に示す
この既知の蓋の欠点は、保守のために規則的な時間間隔
で必要となる蓋への歩行ができないことである。さら
に、前記蓋には、絶縁において欠陥があり、かつ蓋の部
分間に間隙が存在するために、大きな熱損失が発生し、
装置の熱収支が望ましくないという問題点がある。
A disadvantage of this known lid, as shown in DE-A-109 39 997, is that it is not possible to walk into the lid, which is required at regular time intervals for maintenance. Further, the lid has a defect in insulation, and a gap exists between the lid portions, so that a large heat loss occurs,
There is a problem that the heat balance of the device is not desirable.

【0019】英国特許公報GB−PS583831に
は、セラミックの絶縁材料からなる蓋が使用されている
精錬電気分解のための装置が記載されている(請求項1
「断熱煉瓦」)。しかし前記公報に記載のセラミックブ
ロックは、蓋の重量をきわめて大きくするため、安定上
の理由から、蓋を破壊強い鋼から形成しなければなら
ず、電解駆動時における電解セルの操作が困難になると
いう問題点がある(前記英国特許公報第5ページ、第5
行)。
British Patent Publication GB-PS 583831 describes an apparatus for smelting electrolysis in which a lid made of a ceramic insulating material is used.
"Insulating bricks"). However, since the ceramic block described in the above publication makes the lid extremely heavy, for stability reasons, the lid must be made of strong steel which is broken, which makes it difficult to operate the electrolytic cell during electrolytic driving. (The aforementioned British Patent Publication, page 5,
line).

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、例えば、20、000kWh/t より少ないエネルギ消
費において、99.999%以上の純度を有する超高純
度アルミニウムを生産することを可能にする等、良好な
空間−時間収益を可能にし、電解セルの完全なシールに
より、熱損失、粉塵の運び込み、フッ化物放出、及び粉
塵放出を抑制することができる超高純度アルミニウム製
造装置を提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to make it possible to produce ultra-high-purity aluminum having a purity of more than 99.999%, for example, with an energy consumption of less than 20,000 kWh / t. To provide an ultra-high-purity aluminum manufacturing device that enables good space-time profits and suppresses heat loss, dust carry-in, fluoride release, and dust release by perfect sealing of the electrolytic cell. It is in.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明(1)
は、陽極として接続されている電解槽内の炭素床と、前
記電解槽内へ上方から挿入される、長手方向に相前後し
て接続されたグラファイト陰極と、前記電解槽の熱損失
を減少させるために設けられるグラファイト陰極を挿通
する開口部を有する底面が矩形の蓋と、前記電解槽の側
方に位置し、該電解槽内へ金属供給する前炉と、を備え
る三層式電気分解方法に従って液体金属から超高純度ア
ルミニウムを製造する装置において、前記蓋は、互いに
対して平行であり、1つの平面内に配置され、かつ電解
槽の長手方向に配置されている3つの蓋部からなり、前
記蓋の中央に位置する中央蓋部は垂直上方へ取り外し可
能であり、該中央蓋部の左右に位置する2つの側方蓋部
は、継手を介して回動自在に配置されており、前記蓋部
は、セラミック繊維材料で内張りされ、前記電解槽の一
周する端縁上に載置した場合、3つの蓋部の当接面は圧
接するように密着されることによって熱的に絶縁し、か
つガスの流出に対してシール性を付与しており、また、
前記グラファイト陰極は、セラミック保護ベル状部によ
って包囲されており、前記保護ベル状部が前記中央蓋部
に形成された透孔内へ導入されている超高純度アルミニ
ウム製造装置を提供するものである。
That is, the present invention (1)
Is a carbon bed in an electrolytic cell connected as an anode, a graphite cathode inserted from above into the electrolytic cell, connected longitudinally one behind the other, and reduces heat loss in the electrolytic cell. Three-layer electrolysis method comprising: a rectangular lid having an opening through which a graphite cathode is provided, and a forehearth positioned beside the electrolytic cell and supplying metal into the electrolytic cell. In the apparatus for producing ultra-high-purity aluminum from liquid metal according to claim 1, wherein said lids comprise three lids parallel to each other, arranged in one plane and arranged in the longitudinal direction of the electrolytic cell. The central lid located at the center of the lid is vertically detachable upward, and the two side lids located on the left and right sides of the central lid are rotatably arranged via a joint, The lid is made of ceramic fiber. When placed on a peripheral edge of the electrolytic cell, which is lined with a material, the contact surfaces of the three lids are thermally insulated by being brought into close contact with each other so as to be in pressure contact with each other, and against the outflow of gas. To provide sealing properties.
The graphite cathode is surrounded by a ceramic protective bell, and the apparatus provides an ultra-high-purity aluminum manufacturing apparatus in which the protective bell is introduced into a through hole formed in the central lid. .

【0022】また、本発明(2)は、前記発明(1)に
おいて、前記蓋部の端縁部は、金属薄板枠の角部が切欠
かれ、該切欠部にセラミック繊維材料が相補形状で挿入
され、かつ該セラミック繊維材料が前記金属薄板枠の周
面を越えて1mmから5mm突出している高純度アルミニウ
ム製造装置を提供するものである。
According to the present invention (2), in the above invention (1), the edge of the lid is cut off at a corner of a thin metal plate frame, and a ceramic fiber material is inserted into the notch in a complementary shape. And an apparatus for producing high-purity aluminum in which the ceramic fiber material protrudes 1 mm to 5 mm beyond the peripheral surface of the metal sheet frame.

【0023】また、本発明の好ましい形態を次に列挙す
る。本発明(3)は、上記発明(1)及び(2)におい
て、前記中央蓋部の幅狭側が、電解槽の端面に配置さ
れ、かつその垂直方向の位置を調節可能であるトラバー
ス架台に載架されており、また、前記中央蓋部はグラフ
ァイト陰極を挿通させる開口部を備えた板状フレームか
らなる高純度アルミニウム製造装置が好適である。
Preferred embodiments of the present invention will be listed below. In the present invention (3), in the above inventions (1) and (2), the narrow side of the central lid portion is placed on an end face of an electrolytic cell, and is mounted on a traverse mount whose vertical position can be adjusted. Preferably, a high-purity aluminum manufacturing apparatus is provided, which is formed of a plate-shaped frame provided with an opening through which the graphite cathode is inserted.

【0024】また、本発明(4)は、上記発明(1)〜
(3)において、前記中央蓋部の開口部の上に、可動の
スライダが横方向に配置されており、該スライダはセラ
ミック繊維材料によって内張りされている高純度アルミ
ニウム製造装置が好適である。
The present invention (4) relates to the above inventions (1) to
In (3), a high-purity aluminum manufacturing apparatus is preferable in which a movable slider is disposed in a lateral direction above the opening of the central lid, and the slider is lined with a ceramic fiber material.

【0025】また、本発明(5)は、上記発明(1)〜
(4)において、前記スライダは、それぞれ、保護ベル
状部へ向く側に半円の開口部が設けられており、該開口
部の半径が保護ベル状部の外側半径と一致する高純度ア
ルミニウム製造装置が好適である。
The present invention (5) relates to the above inventions (1) to
In (4), each of the sliders is provided with a semicircular opening on a side facing the protection bell-shaped portion, and the radius of the opening matches the outer radius of the protection bell-shaped portion. Apparatus is preferred.

【0026】また、本発明(6)は、上記発明(1)〜
(5)において、前記中央蓋部はステイを介して、トラ
バース架台に載置された駆動装置により垂直方向に移動
可能な支持ビームと結合されている高純度アルミニウム
製造装置が好適である。
The present invention (6) relates to the above inventions (1) to
In (5), a high-purity aluminum manufacturing apparatus is preferably used in which the center lid is connected to a vertically movable support beam by a driving device mounted on a traverse base via a stay.

【0027】また、本発明(7)は、上記発明(1)〜
(6)において、前記可動の支持ビームに、側方蓋部の
フック形状の継手が固定されている高純度アルミニウム
製造装置が好適である。
Further, the present invention (7) provides the above-mentioned inventions (1) to
In (6), a high-purity aluminum production apparatus in which a hook-shaped joint of a side lid is fixed to the movable support beam is preferable.

【0028】また、本発明(8)は、上記発明(1)〜
(7)において、前記側方蓋部は、一周するパイプフレ
ームと、該パイプフレームに固定される金属薄板枠と、
該金属薄板枠に内張りされるセラミック繊維材料で構成
される絶縁プレートとからなり、前記絶縁プレートは水
平絶縁プレートと垂直絶縁プレートが配置されており、
水平の絶縁プレートは、スチールピンに懸架されたセラ
ミックのホルダを介して金属薄板枠の下側に固定されて
おり、垂直絶縁プレートは電解槽の端縁上に載置されて
いる高純度アルミニウム製造装置が好適である。
The present invention (8) relates to the above inventions (1) to
In (7), the side lid portion includes a pipe frame that makes a circuit, a metal sheet frame fixed to the pipe frame,
An insulating plate composed of a ceramic fiber material lined with the metal sheet frame, wherein the insulating plate is provided with a horizontal insulating plate and a vertical insulating plate,
The horizontal insulation plate is fixed to the underside of the sheet metal frame via a ceramic holder suspended on steel pins, while the vertical insulation plate is made of high-purity aluminum manufactured on the edge of the electrolytic cell. Apparatus is preferred.

【0029】また、本発明(9)は、上記発明(1)〜
(8)において、前記側方蓋部は、少なくとも1つの作
業開口部が配置されており、前記作業開口部の内周面は
セラミック繊維材料で内張りされ、また、前記作業開口
部を閉鎖可能にする開口蓋はセラミック繊維材料からな
るシールリングを有している高純度アルミニウム製造装
置が好適である。
The present invention (9) relates to the above inventions (1) to
(8) In the side lid, at least one working opening is arranged, an inner peripheral surface of the working opening is lined with a ceramic fiber material, and the working opening can be closed. The opening lid is preferably a high-purity aluminum production apparatus having a seal ring made of a ceramic fiber material.

【0030】また、本発明(10)は、上記発明(1)
〜(9)において、前記側方蓋部の端面に、折り畳み可
能で、且つ高さ調節可能な脚部材が配置されている高純
度アルミニウム製造装置が好適である。
Further, the present invention (10) relates to the above-mentioned invention (1).
In (9), a high-purity aluminum manufacturing apparatus in which a foldable and height-adjustable leg member is disposed on an end surface of the side lid portion is preferable.

【0031】また、本発明(11)は、上記発明(1)
〜(10)において、前記絶縁プレートがアルミニウム
ケイ酸塩からなり、炉外側を向いたプレートは少なくと
も44%のAl2 3 含有量を有し、炉内部空間を向い
たプレートは少なくとも73%のAl2 3 含有量を有
する高純度アルミニウム製造装置が好適である。
Further, the present invention (11) provides the above-mentioned invention (1)
In (10), the insulating plate is made of aluminum silicate, the plate facing the outside of the furnace has an Al 2 O 3 content of at least 44%, and the plate facing the inside of the furnace has a content of at least 73%. An apparatus for producing high-purity aluminum having an Al 2 O 3 content is preferred.

【0032】本発明によれば、例えば、20、000kW
h/t より少ないエネルギ消費において、99.999%
以上の純度を有する超高純度アルミニウムを生産するこ
とを可能にし、作業者がアクセス容易である等、良好な
空間−時間収益を可能にし、電解セルの完全なシールに
より、熱損失、粉塵の運び込み、フッ化物放出、及び粉
塵放出を抑制することができる。
According to the present invention, for example, 20,000 kW
99.999% at energy consumption less than h / t
Enables production of ultra-high-purity aluminum with above purity, easy access for workers, etc., enables good space-time profit, and complete sealing of electrolytic cell, heat loss and dust carry-in , Fluoride release and dust release can be suppressed.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態におけ
る高純度アルミニウム製造装置を図1〜図10を参照し
て詳細に説明する。図1は本実施の形態例の高純度アル
ミニウム製造装置(以下、単に「本実施の形態例」と言
う)の平面図であり、多部材の蓋部から形成された蓋の
一部を示す。図2は本実施の形態例に用いられる蓋を形
成する蓋部のうち、側方蓋部の端縁領域を示す部分横断
面図である。図3は本実施の形態例に用いられる蓋を形
成する蓋部のうち、回動可能にリンク結合された側方蓋
部を有する可動の支持ビーム領域における蓋部の部分横
断面図である。図4は本実施の形態例の長手方向の部分
横断面としての側面図である。図5は、本実施の形態例
の幅狭方向の部分横断面としての側面図である。図6
は、本実施の形態例に用いられる蓋の側方蓋部の横断面
図である。図7は、本実施の形態例に用いられる蓋の中
央蓋部の横断面図である。図8及び図9は、本実施の形
態例に用いられる閉鎖プレートの側面図である。図10
は、本実施の形態例の電解槽の側面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A high-purity aluminum manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a high-purity aluminum manufacturing apparatus of the present embodiment (hereinafter, simply referred to as “the present embodiment”), and shows a part of a lid formed of a multi-member lid. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an edge region of a side lid portion among lid portions forming a lid used in the present embodiment. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a lid portion in a movable support beam region having a side lid portion rotatably linked among lid portions forming a lid used in the present embodiment. FIG. 4 is a side view as a partial cross section in the longitudinal direction of the present embodiment. FIG. 5 is a side view as a partial cross section in the narrow direction of the present embodiment. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a side lid portion of a lid used in the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view of the center lid of the lid used in the present embodiment. 8 and 9 are side views of the closing plate used in the present embodiment. FIG.
FIG. 2 is a side view of the electrolytic cell according to the present embodiment.

【0034】蓋は、中央蓋部1と、中央蓋部1の左右に
隣接するふたつの側方蓋部7、8とからなり、これらは
互いに対して平行であり、1つの平面内に配置され、か
つ電解槽の長手方向に配置される3分割構造を採る(図
1)。更に、中央蓋部1及び側方蓋部7、8は共に、金
属薄板枠15、16にセラミック繊維材料が内張りされ
ている。中央蓋部1は幅狭側において、電解槽の端面に
配置されているトラバース架台19、20上に載架さ
れ、側方蓋部7、8は、中央蓋部1の上方に長手方向に
配置されている支持ビーム31、32に載架され、該支
持ビーム31、32はトラバース架台19、20と結合
されている(図3、図4)。側方蓋部7、8の中央側に
はフック形状の継手2、3が設けられ、継手2、3はそ
れらが対応する多重懸架17、18内に載置される(図
3、図5及び図6)。側方蓋部7、8は、中央蓋部1と
は関係なく継手2、3を介して回動させて開けることが
できる。
The lid consists of a central lid 1 and two side lids 7, 8 adjacent to the left and right of the central lid 1, which are parallel to each other and arranged in one plane. And a three-part structure arranged in the longitudinal direction of the electrolytic cell (FIG. 1). Further, both the central lid 1 and the side lids 7 and 8 are made of metal sheet frames 15 and 16 and ceramic fiber material is lined. The central lid 1 is mounted on traverse racks 19 and 20 arranged on the end face of the electrolytic cell on the narrow side, and the side lids 7 and 8 are disposed above the central lid 1 in the longitudinal direction. The supporting beams 31 and 32 are mounted on the supporting beams 31 and 32, and the supporting beams 31 and 32 are connected to the traverse racks 19 and 20 (FIGS. 3 and 4). Hook-shaped joints 2, 3 are provided on the center side of the side lids 7, 8, and the joints 2, 3 are mounted in the corresponding multiple suspensions 17, 18 (FIGS. 3, 5 and 5). (Fig. 6). The side lids 7, 8 can be pivotally opened via the joints 2, 3 independently of the central lid 1.

【0035】中央蓋部1にも、側方蓋部7、8にも開口
部が形成されている。中央蓋部1の開口部は、横方向に
移動するスライダ11、12を介して閉鎖可能である
(図1)。スライダは、セラミックスの内張りを有する
耐熱性の鋼薄板からなり、好ましくはその保護ベル状部
に向いた側に半円形状の終端縁を有しており、その半径
が保護ベル状部の外側の半径と一致する。
Openings are formed in both the central lid 1 and the side lids 7 and 8. The opening of the central lid 1 can be closed via sliders 11, 12 which move laterally (FIG. 1). The slider is made of a heat-resistant steel sheet having a ceramic lining, and preferably has a semicircular terminal edge on the side facing the protective bell-shaped portion, and has a radius outside the protective bell-shaped portion. Match the radius.

【0036】セラミック材料からなる保護ベル状部を、
開口部の内周面に形成される弾性的なセラミックシール
と組み合わせて使用すれば、グラファイト陰極と蓋との
間隙をさらに著しく減少させることができる点で好まし
い。また、前記セラミックシールと保護ベル状部とに、
熱膨張係数がほぼ等しい同種のセラミック材料を使用す
れば、グラファイト陰極の移動が使用温度の全領域にわ
たってわずかな許容誤差値で維持されると共に、保護ベ
ル状部とセラミックのシール材料との間の温度差が、予
め設定された限界内に維持され、蓋の取り外しもいつで
も問題なく可能である点で好ましい。
A protective bell-shaped part made of a ceramic material is
When used in combination with an elastic ceramic seal formed on the inner peripheral surface of the opening, it is preferable in that the gap between the graphite cathode and the lid can be further significantly reduced. In addition, the ceramic seal and the protective bell-shaped portion,
Using similar ceramic materials with similar coefficients of thermal expansion, the movement of the graphite cathode is maintained with small tolerance values over the entire operating temperature range, and the gap between the protective bell and the ceramic sealing material is reduced. This is advantageous in that the temperature difference is kept within preset limits and the lid can be removed at any time without any problem.

【0037】中央蓋部1及び側方蓋部7、8は、いずれ
も、セラミック繊維材料で内張りされ、前記電解槽の一
周する端縁上に載置した場合、3つの蓋部の当接面は圧
接するように密着されることによって熱的に絶縁し、か
つガスの流出に対してシール性を付与している。特に、
側方蓋部7、8の絶縁の形態は、水平と垂直の絶縁プレ
ート23a、23bからなる(図2)。水平の絶縁プレ
ート23bは、スチールピン6に懸架されたセラミック
のホルダ43を介して、金属薄板枠15、16として形
成された側方部分7、8の下側に固定されている(図
7)。垂直の絶縁プレート23aは、互いに弾性的に結
合されており、電解槽の端縁の上に載置される。また、
絶縁プレート23a、23bは、アルミニウムケイ酸塩
から形成されており、さらに、炉外側に面したプレート
は、少なくとも44%のAl2 3含有量を有し、内側
空間に面したプレートは少なくとも73%のAl2 3
含有量を有している。
The central lid 1 and the side lids 7 and 8 are both lined with a ceramic fiber material, and when placed on the peripheral edge of the electrolytic cell, contact surfaces of the three lids are provided. Are thermally insulated by being brought into close contact with each other so as to be in contact with each other, and provide sealing properties against outflow of gas. In particular,
The form of insulation of the side lids 7, 8 consists of horizontal and vertical insulating plates 23a, 23b (FIG. 2). The horizontal insulating plate 23b is fixed via a ceramic holder 43 suspended on a steel pin 6 to the lower side of the side parts 7, 8 formed as sheet metal frames 15, 16 (FIG. 7). . The vertical insulating plates 23a are elastically connected to each other and rest on the edge of the electrolytic cell. Also,
The insulating plates 23a, 23b are made of aluminum silicate, furthermore the plate facing the furnace outside has an Al 2 O 3 content of at least 44% and the plate facing the inside space has at least 73%. % Al 2 O 3
Has content.

【0038】短期間の検査と測定のために、側方蓋部
7、8には作業開口部13の他にさらに閉鎖プレート3
5が設けられており、同様にセラミック絶縁材料でシー
ルされている(図10)。シール機能にとって必要な圧
接圧力は、閉鎖プレート35においては閉鎖平面が重力
方向に矢印状に形成されていることによって得ることが
できる。側方蓋部7、8内の蓋28と作業開口部13に
は、圧接圧力を同様に高めるために、円錐状に延びるセ
ラミックシールリングが設けられている。
For short-term inspection and measurement, the side lids 7 and 8 are provided with a closing plate 3 in addition to the working opening 13.
5 are provided and are similarly sealed with a ceramic insulating material (FIG. 10). The pressure required for the sealing function can be obtained in the closing plate 35 by forming the closing plane in the direction of gravity in the form of an arrow. The lid 28 and the working opening 13 in the side lids 7, 8 are provided with conical ceramic seal rings in order to likewise increase the pressing pressure.

【0039】図1に示すように、中央蓋部1は、電極の
数に相当する数の開口部9、10を有しており、該開口
部9、10はそれぞれ半円形状の切欠きを備えたスライ
ダ11、12を介して密封することができる。蓋部の一
方の側方蓋部7、8には、三層電気分解の駆動の間、測
定と検査を実施するための作業開口部13が形成されて
いる。この作業開口部13も、前述の如く、別に配置さ
れた蓋を介して閉鎖可能である。
As shown in FIG. 1, the center cover 1 has a number of openings 9, 10 corresponding to the number of electrodes, and each of the openings 9, 10 has a semicircular notch. Sealing can be performed via the sliders 11 and 12 provided. Working openings 13 are formed in one of the side lids 7, 8 of the lid for performing measurements and inspections during the operation of the three-layer electrolysis. This working opening 13 can also be closed via a separately arranged lid, as described above.

【0040】図2に示す断面は、蓋部の端縁領域の構造
と電解槽の領域のシール14としての、氷晶石が充填さ
れたウォーターカップの配置を再度示している。蓋部
は、通常、補強されたボックス形状の金属薄板枠15、
16の内部がセラミック繊維材料で内張りされてなる構
造物であって、その金属薄板の薄板上側から薄板側方部
分へ屈曲する領域に切欠き5を設け、該切欠き部5にセ
ラミック繊維材料27が相補形状で挿入され、かつ該セ
ラミック繊維材料27が前記金属薄板枠の周面を越えて
1mmから5mm突出するようにしている(図7)。これに
より、各蓋部は載置面においても側方領域においても絶
縁されている。また、蓋部分1、7、8の間の間隙に、
多層に配置された絶縁マットからなる潰しシールを更に
挿入すれば、各蓋部の側方領域において更に絶縁性が高
まる。
The cross section shown in FIG. 2 again shows the structure of the edge region of the lid and the arrangement of cryolite-filled water cups as seals 14 in the region of the electrolytic cell. The lid is usually a reinforced box-shaped sheet metal frame 15,
16 is a structure in which the inside of the metal sheet is lined with a ceramic fiber material, and a notch 5 is provided in a region of the metal sheet bent from the upper side of the thin sheet to the side of the thin sheet. Are inserted in a complementary manner, and the ceramic fiber material 27 projects from 1 mm to 5 mm beyond the peripheral surface of the sheet metal frame (FIG. 7). Thereby, each lid is insulated both on the mounting surface and in the side region. Also, in the gap between the lid portions 1, 7, 8
By further inserting a squashed seal made of insulating mats arranged in multiple layers, the insulating properties are further enhanced in the side regions of each lid.

【0041】側方蓋部7、8と電解槽の端縁部との絶縁
の構造は、図2に示されている。蓋部端縁に絶縁プレー
ト23aが垂直に立ち上がっており、該絶縁プレート2
3aは電解セル29の槽端縁部に加わる蓋部の圧力を吸
収する。中央蓋部1内には、ここでは絶縁作用は重要で
あるが、圧力吸収は重要でないために、絶縁プレート2
3bが水平に積層されている。本発明に基づいて形成さ
れた蓋部の利点は、完全なシールによる高い断熱、減少
されたガス透過性を有する不活性材料の使用および駆動
の間の炉内部への柔軟なアクセスによる空間−時間収益
の改良にある。
The structure of insulation between the side lids 7, 8 and the edge of the electrolytic cell is shown in FIG. An insulating plate 23a stands upright on the edge of the lid.
3a absorbs the pressure of the lid applied to the edge of the tank of the electrolytic cell 29. In the central cover 1, the insulating action is important here, but the pressure absorption is not important.
3b are horizontally stacked. The advantages of a lid formed in accordance with the present invention include high insulation with a perfect seal, use of inert materials with reduced gas permeability, and space-time with flexible access to the furnace interior during operation. Income improvement.

【0042】中央蓋部1をステイ30に多重懸架17、
18かつ多重支持することによって、この中央部分は自
重が少ない場合でもきわめてじょうぶに形成することが
できるので、蓋部を持ち上げ、あるいは下ろすために、
炉の前側にわずかな駆動力を加えるだけで十分である。
さらに、側方蓋部は、電気分解の間に移動可能である。
それら側方蓋部は、短時間の温度衝撃においても変形な
いし亀裂または損傷を示すことはない。従ってそれらは
断熱、空間−時間収益および環境保護付帯条件の様々な
要請に基づく最適化を表している。
The center cover 1 is attached to the stay 30 by multiple suspensions 17,
With 18 and multiple support, this central part can be formed very firmly even if its own weight is small, so to lift or lower the lid,
It is sufficient to apply a slight driving force on the front side of the furnace.
Further, the side lid is movable during electrolysis.
The side lids do not show any deformation, cracking or damage even during a short temperature shock. They therefore represent an optimization based on various requirements of insulation, space-time revenue and environmental protection incidents.

【0043】好ましい実施形態によれば、中央蓋部1
は、図4及び図5に示すトラバース架台19、20に載
架されている。トラバース架台19、20は、それぞれ
炉の前側に配置されている。該トラバース架台19、2
0には、電極を昇降させるための調節装置21(陰極
梁)が配置されている。
According to a preferred embodiment, the central lid 1
Is mounted on traverse mounts 19 and 20 shown in FIGS. 4 and 5. The traverse mounts 19 and 20 are respectively arranged on the front side of the furnace. The traverse rack 19, 2
At 0, an adjusting device 21 (cathode beam) for raising and lowering the electrode is arranged.

【0044】さらに、図6にはフック形状に形成された
継手が図示されており、該継手によって蓋部の側方蓋部
を中央蓋部を中心に回動させることができ、あるいはフ
ックを外した後に槽表面から完全に取り外すこともでき
る。
FIG. 6 shows a joint formed in the shape of a hook, by which the side lid of the lid can be turned around the central lid, or the hook can be removed. After that, it can be completely removed from the tank surface.

【0045】図6に示すように、側方蓋部には一周する
パイプフレーム22が設けられており、該パイプフレー
ムに絶縁プレートを収容するための金属薄板被覆16b
が取り付けられている。側方蓋部を開放後に槽上端縁か
ら所定の距離で維持することができるようにするため
に、側方蓋部の少なくとも前側に、折り畳み可能な脚2
4、25が設けられている。これらの脚は高さ調節可能
であるので、側方蓋部の様々な開放角度が調節可能であ
る。
As shown in FIG. 6, a pipe frame 22 is provided around the side lid, and a thin metal sheet coating 16b for accommodating an insulating plate in the pipe frame.
Is attached. In order to be able to maintain the side lid at a predetermined distance from the top edge of the tank after opening, at least the front side of the side lid has foldable legs 2.
4 and 25 are provided. These legs are adjustable in height, so that the various opening angles of the side lids are adjustable.

【0046】側方蓋部を開いてあけるために、図6に示
すように、蓋部の中央蓋部1に鉤爪26の形状のフック
状の延長部が設けられている。鉤爪26の大きい開口角
度によって、側方蓋部7、8を揺動領域から容易に持ち
上げて外すことができる。そのためにクレーンが使用さ
れる場合には、脚24、25が開放位置における固定を
可能にするので、この工程を昇降に限定することができ
る。
As shown in FIG. 6, a hook-shaped extension in the form of a claw 26 is provided on the central lid 1 of the lid to open the side lid. Due to the large opening angle of the claw 26, the side lids 7, 8 can be easily lifted off the swinging area. If a crane is used for this purpose, this step can be limited to lifting, since the legs 24, 25 allow fixing in the open position.

【0047】図8及び図9には、閉鎖プレート35の側
面図が図示されている。図には閉鎖プレート35の他
に、閉鎖プレート35のための保持グリップ36と保持
プレートホルダ37、たとえば金属薄板部分が示されて
おり、該金属薄板部分はボルト、クリップ装置などによ
って閉鎖プレートのカルシウムケイ酸塩成形物と堅固に
結合されている。カルシウムケイ酸塩材料は、きわめて
温度に強く、高い破壊強度を有しているので、機械的に
高い負荷をかけることができる。
FIGS. 8 and 9 show side views of the closing plate 35. FIG. The drawing shows, in addition to the closing plate 35, a holding grip 36 for the closing plate 35 and a holding plate holder 37, for example a sheet metal part, which is bolted by a bolt, a clip device or the like. It is tightly bound to the silicate molding. Calcium silicate materials are extremely temperature-resistant and have high breaking strength, so that high mechanical loads can be applied.

【0048】図10には、本発明に基づく電解槽29の
側面が図示されている。図から閉鎖プレート35の配置
が明らかにされる。閉鎖プレートは、オーバーフロー部
38を、特に、閉鎖プレート35が開放状態にある場合
でも、内容物が逃げることができないように覆ってい
る。
FIG. 10 shows a side view of an electrolytic cell 29 according to the present invention. The arrangement of the closure plate 35 is evident from the figure. The closing plate covers the overflow section 38, in particular, so that the contents cannot escape, even when the closing plate 35 is in the open state.

【0049】電解槽29は、壁(炉端縁40)を有して
おり、その壁は図10に示す配置においては、閉鎖プレ
ート35までは水平に延びて、そこからはV字状に延び
ている。壁(炉端縁40)上には、V字状のカルシウム
ケイ酸塩ブロックが設けられており、載置面35a、3
5bが水平のシールを、そしてV字状の尖端が開口領域
を覆っている。
The electrolytic cell 29 has a wall (furnace edge 40) which, in the arrangement shown in FIG. 10, extends horizontally up to the closing plate 35, from which it extends in a V-shape. I have. On the wall (furnace edge 40), a V-shaped calcium silicate block is provided, and the mounting surfaces 35a, 3
5b covers the horizontal seal and the V-shaped point covers the open area.

【0050】電解槽29の外側領域の側方に、電解槽2
9の蓋部へ行くための梯子34が設けられている。さら
に側方部分7、8の上に格子41が配置されており、該
格子はパイプフレーム22の領域に載置されている(図
6)。操作者は、ここから作業開口部13(図1)上の
蓋28を開けることも、電極42(図4)を管理するた
めにスライダ11、12を開けることもできる。
At the side of the outer region of the electrolytic cell 29, the electrolytic cell 2
A ladder 34 for accessing the lid 9 is provided. Furthermore, a grid 41 is arranged on the side parts 7, 8 and is mounted in the region of the pipe frame 22 (FIG. 6). From here, the operator can open the lid 28 over the working opening 13 (FIG. 1) or open the sliders 11, 12 to manage the electrodes 42 (FIG. 4).

【0051】オーバーフロー部38の閉鎖プレート35
を開放することによって、±1℃の炉の正確な温度案内
が可能になる。そのために閉鎖プレート35はホルダ3
7からなり、該ホルダに閉鎖プレートグリップ36が固
定されている。閉鎖プレート35は、カルシウムケイ酸
塩からなる材料よりなり、従って耐熱性が高く、同時
に、オーバーフロー部38を開閉する場合の機械的な負
荷に損傷なしに十分に耐えられるだけ堅固である。
The closing plate 35 of the overflow section 38
Opening allows accurate temperature guidance of the furnace of ± 1 ° C. For this purpose, the closing plate 35 is
7, the closing plate grip 36 is fixed to the holder. The closing plate 35 is made of a material made of calcium silicate, and therefore has a high heat resistance, and at the same time is rigid enough to withstand the mechanical load of opening and closing the overflow 38 without damage.

【0052】閉鎖プレート35は、電解セル29の側方
に固定されていることが好ましい。それによって炉ガス
の流出がほぼ阻止されるので、本発明に基づく炉を操作
する場合の放出物がきわめて少なく抑えられる。さら
に、閉鎖プレート35が、炉の端面の側方に取り付けら
れることが、特に好ましい。というのは、そこでは熱上
昇風がガス状の不純物の流出を阻止するからである。付
加的な手段として、閉鎖プレート35はオーバーフロー
部38へ向かってV字状に尖らされており、それによっ
て比較的長い間隙開口部が形成され、その間隙開口部を
介して温度微調整を行うことができるのと同時に放出率
が最小になる。
The closing plate 35 is preferably fixed to the side of the electrolytic cell 29. As a result, the outflow of the furnace gas is substantially prevented, so that the emissions when operating the furnace according to the invention are very low. Furthermore, it is particularly preferred that the closing plate 35 is mounted on the side of the end face of the furnace. This is because the heat-raising winds there prevent the outflow of gaseous impurities. As an additional measure, the closure plate 35 is pointed in a V-shape towards the overflow section 38, thereby forming a relatively long gap opening through which fine temperature adjustment can be made. And the release rate is minimized at the same time.

【0053】閉鎖プレート35のカルシウムケイ酸塩ブ
ロックは、T字状に形成され、T屋根の屋根面35a、
35bが、炉端縁40(壁)の内側に築かれた39上に
載置されることが特に好ましい。それによって閉鎖プレ
ート35により、電解セル29をより確実に閉鎖するこ
とができる。
The calcium silicate block of the closing plate 35 is formed in a T shape, and the roof surface 35a of the T roof,
It is particularly preferred that 35b be mounted on 39 built inside furnace edge 40 (wall). Thereby, the closing plate 35 can more reliably close the electrolytic cell 29.

【0054】炉端縁40(壁)の側方に、梯子34が固
定されており、その梯子を用いて、操作者が炉蓋部へ行
くことができる。梯子34は、作業開口部13の近傍に
固定されているので、すべての取り扱いを短い距離で実
施することができるため好ましい。格子41が側方部分
7、8の上側のパイプフレーム22の領域に固定されて
いるため、操作者が作業開口部に行きやすい。従って側
方蓋部は、電極炭素ないし陰極炭素を清掃して交換する
ための作業プラットフォームとなる。
A ladder 34 is fixed to the side of the furnace edge 40 (wall), and the ladder allows an operator to go to the furnace lid. Since the ladder 34 is fixed in the vicinity of the work opening 13, it is preferable because all handling can be performed at a short distance. Since the grid 41 is fixed in the area of the pipe frame 22 above the side parts 7, 8, the operator can easily go to the work opening. Thus, the side lids provide a working platform for cleaning and replacing the electrode or cathode carbon.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の高純度アルミニウム製造装置に
より、槽/セルをシールすることができるため、熱損
失、及び粉塵の運び込みを抑制することができ、且つフ
ッ化物と粉塵の放出を約50%減少させることができ
る。また、側方蓋部により、陰極炭素を清掃し、交換す
る場合に、側方蓋部が協力者のための作業プラットフォ
ームを提供することができる。本発明の高純度アルミニ
ウム製造装置に用いられる蓋は、中央支柱なしのつなが
った構造をとるため、槽上面での作業を行う際に操作者
が接近しやすく、開放時間を短縮することができる。ま
た、フックプロフィール/継手を介して側方蓋部7、8
を回動可能に軸承することができる。また、蓋部内側の
耐火被覆が不活性であるため、蓋部支持体材料の反応生
成物が、金属不純物として槽内へ達することを抑制する
ことができる。また、耐火被覆が複式構造をとることが
できる。また、側方蓋部に形成された、閉鎖蓋28を備
えた作業開口部によって、セルの吸引の際の開放工程が
多くなることを防止することができる。側方蓋部を完全
に移動することができ、特にオンオフプロセスおよび電
解質供給の際に、取り外しが可能である。また、熱を受
ける箇所に耐熱性の鋼を使用することができる。また、
陰極炭素蓋ないしスライダ11、12およびオーバーフ
ロー部38の閉鎖プレート35により、最小の開口部の
形成することができ、炉の正確な温度案内(操業温度の
維持)を、±1℃以内で行うことができる。
According to the high-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention, since the tank / cell can be sealed, heat loss and dust carry-in can be suppressed, and the emission of fluoride and dust can be reduced by about 50%. % Can be reduced. Also, the side lid can provide a working platform for collaborators when cleaning and replacing the cathode carbon. Since the lid used in the high-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention has a continuous structure without a central support, an operator can easily access the work on the upper surface of the tank, and the opening time can be reduced. Also, the side lids 7, 8 can be connected via hook profiles / joints.
Can be rotatably supported. Further, since the refractory coating on the inside of the lid is inactive, it is possible to suppress the reaction product of the lid support material from reaching the inside of the tank as metal impurities. Also, the fire-resistant coating can have a double structure. In addition, the work opening provided with the closing lid 28 formed in the side lid can prevent an increase in the number of opening steps at the time of cell suction. The side lid can be moved completely and can be removed, especially during the on-off process and the electrolyte supply. In addition, heat-resistant steel can be used in places where heat is received. Also,
The minimum opening can be formed by the cathode carbon lids or sliders 11, 12 and the closing plate 35 of the overflow section 38, and accurate temperature guidance of the furnace (maintaining the operating temperature) must be performed within ± 1 ° C. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の超高純度アルミニウム製造装
置に使用する多部材の蓋部から形成された蓋の一部を示
す上面図である。
FIG. 1 is a top view showing a part of a lid formed from a multi-member lid used in an ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【図2】図2は、本発明の超高純度アルミニウム製造装
置に使用する側方蓋部の端縁領域を示す部分横断面図で
ある。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an edge region of a side lid used in the ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【図3】図3は、回動可能にリンク結合された側方部分
7を有する可動の支持ビーム31の領域における、本発
明の超高純度アルミニウム製造装置に使用される蓋部の
部分横断面図である。
FIG. 3 shows a partial cross section of a lid used in the ultra-high-purity aluminum production apparatus according to the invention in the region of a movable support beam 31 having a side part 7 which is pivotally linked. FIG.

【図4】図4は、本発明の超高純度アルミニウム製造装
置の側面図(部分横断面としての)である。
FIG. 4 is a side view (as a partial cross section) of the ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【図5】図5は、本発明の超高純度アルミニウム製造装
置の側面図(部分横断面としての)である。
FIG. 5 is a side view (as a partial cross section) of the ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【図6】図6は、本発明の超高純度アルミニウム製造装
置に使用する側方蓋部の横断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a side lid used in the ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【図7】図7は、本発明の超高純度アルミニウム製造装
置に使用する中央蓋部の横断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a central lid used in the ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【図8】図8は、本発明の超高純度アルミニウム製造装
置に使用する、閉鎖プレートの側面図である。
FIG. 8 is a side view of a closing plate used in the ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【図9】図9は、本発明の超高純度アルミニウム製造装
置に使用する、閉鎖プレートの側面図である。
FIG. 9 is a side view of a closing plate used in the ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【図10】図10は、本発明の超高純度アルミニウム製
造装置の電解槽の側面図である。
FIG. 10 is a side view of an electrolytic cell of the ultrahigh-purity aluminum manufacturing apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 中央蓋部 2、3 継手 5 切欠き 6 スチールピン 7、8 側方蓋部 9、10 開口部 11、12 スライダ 13 作業開口部 14 シール 15、16 金属薄板枠、金属薄板、 17、18 多重懸架 19、20 トラバース架台 21 調節装置(陰極梁) 22 パイプフレーム 23a、b 絶縁プレート 24、25 脚 26 鉤爪 27 セラミック繊維材料 28 蓋部、閉鎖蓋 29 電解槽、電解セル 30 ステイ 31、32 支持ビーム 33 駆動装置 34 梯子、階段 35 閉鎖プレート 35a、b 載置面 36 閉鎖プレートグリップ 37 閉鎖プレートホルダ 38 オーバーフロー部 39 内側に築かれた壁 40 炉端縁(壁) 41 格子 42 電極 43 セラミックホルダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Central lid part 2, 3 Joint 5 Notch 6 Steel pin 7, 8 Side lid part 9, 10 Opening part 11, 12 Slider 13 Working opening part 14 Seal 15, 16 Metal sheet frame, metal sheet, 17, 18 Multiple Suspension 19, 20 Traverse stand 21 Adjusting device (cathode beam) 22 Pipe frame 23a, b Insulating plate 24, 25 Leg 26 Claw 27 Ceramic fiber material 28 Lid, closing lid 29 Electrolyzer, electrolytic cell 30 Stay 31, 32 Support beam Reference Signs List 33 drive device 34 ladder, stairs 35 closing plate 35a, b mounting surface 36 closing plate grip 37 closing plate holder 38 overflow part 39 wall built inside 40 furnace edge (wall) 41 grid 42 electrode 43 ceramic holder

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陽極として接続されている電解槽内の炭
素床と、前記電解槽内へ上方から挿入される、長手方向
に相前後して接続されたグラファイト陰極と、前記電解
槽の熱損失を減少させるために設けられるグラファイト
陰極を挿通する開口部を有する底面が矩形の蓋と、前記
電解槽の側方に位置し、該電解槽内へ金属供給する前炉
と、を備える三層式電気分解方法に従って液体金属から
超高純度アルミニウムを製造する装置において、 前記蓋は、互いに対して平行であり、1つの平面内に配
置され、かつ電解槽の長手方向に配置されている3つの
蓋部からなり、前記蓋の中央に位置する中央蓋部は垂直
上方へ取り外し可能であり、該中央蓋部の左右に位置す
る2つの側方蓋部は、継手を介して回動自在に配置され
ており、前記蓋部は、セラミック繊維材料で内張りさ
れ、前記電解槽の一周する端縁上に載置した場合、3つ
の蓋部の当接面は圧接するように密着されることによっ
て熱的に絶縁し、かつガスの流出に対してシール性を付
与しており、また、前記グラファイト陰極は、セラミッ
ク保護ベル状部によって包囲されており、前記保護ベル
状部が前記中央蓋部に形成された透孔内へ導入されてい
ることを特徴とする超高純度アルミニウム製造装置。
1. A carbon bed in an electrolytic cell connected as an anode, a graphite cathode inserted from above into the electrolytic cell and connected one after the other in the longitudinal direction, and heat loss of the electrolytic cell A three-layer system including a rectangular lid having an opening through which a graphite cathode provided to reduce the size of the lid is located, and a forehearth located on the side of the electrolytic cell and supplying metal into the electrolytic cell. An apparatus for producing ultra-high purity aluminum from liquid metal according to an electrolysis method, wherein the lids are parallel to each other, arranged in one plane, and arranged in a longitudinal direction of the electrolytic cell. A central lid portion located at the center of the lid is vertically detachable, and two side lid portions located on the left and right sides of the central lid portion are rotatably arranged via joints. And the lid is When placed on an edge around the electrolytic cell, which is lined with a mic fiber material, the contact surfaces of the three lids are insulated so as to be in pressure contact with each other to thermally insulate the gas and allow gas to flow out. The graphite cathode is surrounded by a ceramic protective bell-shaped part, and the protective bell-shaped part is introduced into a through hole formed in the central lid part. An ultra-high-purity aluminum production apparatus.
【請求項2】 前記蓋部の端縁部は、金属薄板枠の角部
が切欠かれ、該切欠部にセラミック繊維材料が相補形状
で挿入され、かつ該セラミック繊維材料が前記金属薄板
枠の周面を越えて1mmから5mm突出していることを特徴
とする請求項1に記載の高純度アルミニウム製造装置。
2. An edge portion of the lid portion is formed by cutting a corner of a sheet metal frame, a ceramic fiber material is inserted into the notch in a complementary shape, and the ceramic fiber material is provided around the periphery of the sheet metal frame. 2. The high-purity aluminum production apparatus according to claim 1, wherein the apparatus projects from 1 mm to 5 mm beyond the surface.
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