JPS5817268B2 - 陽極効果を利用するアルミニウムの電解製造方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶融状金属を生成するための電解還元槽の
制御方法と装置に関するものであり、より詳しくは電解
槽中の溶融電解質である金属化合物もしくは、溶質成分
が、アルミニウムのような溶融金属を生成する電解還元
槽の制御方法もしくはその装置に関するものである。

溶融状氷晶石浴中に溶けているアルミナの電解還元によ
る、アルミニウム生産における関連問題点のひとつは、
浴中に溶解したアルミナの濃度を効果的に制御する事で
ある。

アルミナ濃度が約７％から約１０％迄の上限最大値から
一般に約２．０％と考えられる一定の臨界限度迄低下し
た場合、陽極効果として知られる現象が起こる。

その結果、周知の欠点と効率減少をもたらす。

陽極効果は、アルミニウムが氷晶石−アルミナ浴の電解
により生産される際、還元槽における１つの特徴である
。

この陽極効果は、一般にアルミナを加えた浴の固まった
表面外皮を砕くことでは消失し、又正常な電解が回復さ
れる。

しかし、加えるアルミナの総量が一般的温度、通常的９
７０℃におけるアルミナに対する電解質の溶解能力を超
えると、加えたアルミナ全部が溶けなくなってしまうか
ら、浴中にあまり多量のアルミナを補充しないよう、極
度の注意をはられなければならない。

電解質が、追加的に加えられたアルミナ全量を溶解し得
ない場合、アルミナの一部は電解質と溶融状アルミナを
通って沈み、還元槽の陰極底表面上に蓄積し、その結果
陰極抵抗が望ましくなく増加することになり、効率が減
少し、いわゆる過剰供給もしくは、不良還元槽となる。

浴槽の涸渇状態による陽極効果と浴への供給過剰による
不良槽現象何れの場合においても、還元槽は全体的効率
の附随的な減少を伴なう異常状態下で作業をしている。

ところが２つの状態中、陽極効果は、２つの欠点の中で
は、より小さい事が見い出された、というのは、陽極効
果が不良槽状態が回復され得るよりも簡単に除くことが
できるからである。

従って、不良槽状態の発生を避けるに適応した量でアル
ミナを、電解槽へ規則的に加えるところの電解浴に断続
的もしくは連続的にアルミナを供給するような従来の技
術が発達して来た。

かような原料供給技術は、実際には原料の供給不足に依
存することになり、そのため時折り、例えば一日こ一回
の陽極効果を還元槽に起こすこととなり、このことは、
還元槽へのアルミナの過剰供給が確実に無いようにする
ことになる。

本発明は、従来技術を改良したものである。

本発明によれば、還元槽中に生産されるべき金属の溶解
酸化物を含む電解浴を設け、浴中に直流を流し、還元槽
の底で生成した金属を集め、槽を横切る直流電圧の降下
を検知し、この電圧降下が陽極効果を表示するような一
定の値、好ましくは陽極効果を消滅させるような時期を
測定することにより、金属は製造される。

本発明のもう一つの姿は、金属が上記のように生産され
、そして電解浴を供給する段階がさらに陽極効果の発生
を防ぐような一定値に浴中の酸化物濃度を維持するに不
十分な速度で、浴中に金属酸化物を規則的に供給するこ
とを含むということにある。

更に本発明のもう一つの姿は、金属が上記のように製造
され、そして陽極効果は、還元槽の電極構造の陽陰極間
の間隔を縮め、浴の表面上に存在する外皮を砕いて、生
成されるべき金属の酸化物を続いて還元槽に供給するこ
とによって消滅されるということにある。

本発明の装置によれば、溶解金属酸化物を含む電解浴が
金属を生産する装置中に陽極効果検知器が備えられてい
る。

この装置は、直流を浴へ流す電極手段を有する少なくと
も一個の還元槽を含む。

陽極効果検知器は、還元槽の電圧を感知するよう効果的
に設置され、還元槽の電圧が、陽極効果の発生を示す与
えられた値を超える時は何時でも出力信号を送る。

更にこの装置は、陽極効果検知器からの出力に答え、検
知された陽極効果を消失するような装置を含むこともで
きる。

次に、添付図面に従って本発明を具体的に述べる。

本発明を実施するに適した関連回路を有するアルミナ還
元槽の概略を９で示す。

アルミナ還元槽９は、炭素質の内張り１１を持つ鋼鉄製
容器１０を含む。

伝導性内張り１１は、溶融アルミニウム１２の浴と溶融
電解質中に溶けているアルミナの浴１３を含み、浴１３
は、溶融アルミニウム１２の上部にある。

伝導性内張り１３にはめ込まれた伝導性枠は陰極導体も
しくは電源１４に連結している。

内層面の他の形式は、溶融アルミニウム１２と浴１３を
容れるのに別の形の内張りを用いてもよい。

陰極電位は、図示されているような伝導性枠のかわりに
、他の慣用手段によって溶融アルミニウム１２上に加え
てもよい。

浴１３上に支えられ、一部がその中に浸っている炭素陽
極を、１５で示す。

実際は炭素陽極１５は単一のもしくは、垂直もしくは水
平のスタブ、例えばゼーデベルグ式電極のような、調節
可能な上部構造上に配置された複式棒状陽極配列になっ
ている。

陽極１５に使用されている複式棒状陽極配列の一例は、
１８本の炭素棒から成り、各１本の重量は約１トンであ
る。

溶融浴１３は固まった電解質成分と加えられたアルミナ
から成る固い外皮１６によっておおわれている。

陽極１５は導体１８を経て、正電源に接触されている。

電流検知装置２０は導体１８を流れる電流を検知するよ
うに構成されており、電流検知装置２０は、導体１８を
流れる直流電流に直接関与する電圧を発生するもので、
導体１８中で直列連結を必要としない形式のものが望ま
しい。

還元槽９のタップ側に、公知の第一アルミナ供給装置２
４が設置されている。

第一供給装置２４に近接して第一外皮破砕棒２５が設置
されている。

第二アルミナ供給装置２６が還元槽９のダクト側に設置
され、第二外皮破砕棒２７が第二供給装置２６に近接し
て設置されている。

陽極１５に接続する２個の圧搾空気式もしくは電気的に
作動する起動装置２８と３０が、各々予め定められた増
分で陽極１５を上下するために設置されている。

電圧計３１は、導体１８と負電極源１４の間に接続され
ている。

パルス発生時限回路３２が２つのパルス群を発生するた
め設けられており、各々のパルス群は同一の信号反復速
度、例えば毎分６パルスの信号反復速度を持っている。

２つのパルス群は位相がずれ、一方のパルス群は、パル
ス間隔が１／２だけ変位して、例えば５秒だけ他方のパ
ルス群から変位している。

時藺条件回路３２からのパルス群の一方は、ゲート回路
３３の動作入力として供給され、他方のパルス群はゲー
ト回路３４の動作入力として与えられるっゲート回路３
３の信号入力は、電流検知器２０に接続され、それから
直接導体１８を流れる電流に比例する電圧信号を受ける
。

ゲート回路３４の信号入力は、導体１８に接続され、そ
れから還元槽９を横切る電圧に相当する電圧が加えられ
る。

ゲート回路３３と３４からの各出力は、好ましくは約１
０ボルトの入力電圧において制限動作をするように設け
られた制限増幅器３５の入力に接続される。

この制限増幅器３５は１の利得を有する。

制限増幅器３５からの出力は、２進法でコード化された
ディジタル信号出力を生成するＡＤ変換器３６．に接続
されるが、このディジタル信号出力は、２つのゲート回
路３３と３４のどちらかが制限増幅器３５に入力を与え
るように、夫々時間を違えて還元槽９に与えられる電流
と還元槽９の電圧降下に相当するようになっている。

ＡＤ変換器３６からの出力は、ＡＮＤ回路３７の第一人
力とＡＮＤ回路３８の第一人力に接続され、ＡＮＤ回路
３７とＡＮＤ回路３８への第二人力は、各々のパルス群
をそれから受けるために、時限回路３２に接続されてい
る。

このように、ＡＮＤ回路３７は還元槽９内部を流れる直
流を表示する２進法コ一ド化信号をその出力側に断続的
に送り、ＡＮＤ回路３８は還元槽９を横切る電圧を表示
する２進法コ一ド化信号をその出力側に断続的に送込む
。

ＡＮＤ回路３８は、減算器３９の第一人力と接続される
出力を持し、組み入れる。

減算器３９への第二人力は、還元槽９の逆起電力を示す
予め決められた２進法コ一ド化デイジタル信号をその信
号出力としてセットして与えることのできる２進法コ一
ド化デイジクル信号源２９と接続されるが、この逆起電
力は、アルミナ−溶融状氷晶石塔に対しては通常１．６
ボルト程度である。

減算器３９からの出力信号は、算術除算器４０という算
術回路の第一人力に与えられる。

ＡＮＤ回路３７は、ディジタル記憶装置４１を経由して
除算器４０の第二人力へ接続される出力を持ち、装置４
１は、除算器４０が２個の入力において、ＡＮＤ回路３
７と３８を通過する信号を同時に持つことを確実にする
ためＡＮＤ回路３７から受取った２進法コ一ド化デイジ
クル信号を十分長期間記憶する。

除算器４０は、このディジタル信号を出力として生成す
るが、このディジタル信号は、検知されるべき、還元槽
を横切る全電圧から槽の逆起電力を引いたものを表わす
ディジクル信号を、電流を表わすディジタル信号で除し
た商を示すものでその２進法コ一ド化デイジタル信号は
、還元槽９、その電極及びそれらの接続部の抵抗値に相
当するものであ□る。

除算器４０からの出力は、算術減算器４３の第一人力に
接続され、減算器４３はディジタル信号源４２からの予
め決められた２進法コ一ド化デイジタル信号を第二人力
において受けとって動作するように配列されており、４
２からの信号は、還元槽９に対する電気的接続の既知固
定電気抵抗を示している。

よって、減算器４３は、その出力信号として、浴１３の
変化する抵抗に実質上直接相当する２進法コ一ド化信号
を発生する。

） 減算器４３からの出力は、第一ディジタル信号比較
器４４と第二ディジタル信号比較器４５の第一人力に接
続される。

ディジタル信号比較器４４に対する第二人力は、上位限
界設定回路４６から供給され、４６はアルミナ濃度が、
浴１３の抵抗、に直接関係して来るので、浴１３に対す
る上位抵抗値を決めるための２進法コ一ド化デイジタル
信号源となっている。

第二ディジタル比較器４５への第二人力は、下位限界設
定回路４７から供給される。

比較器４４は減算器４３から受けたディジ・タル信号が
、上位限界設定回路４６から受けたディジタル信号を超
える時は常に出力を出して、浴１３の抵抗が高すぎると
いうことを指示する。

減算器４３から比較器４５が受けるディジタル信号が、
下位限界設定回路４７から受けたデイジタル信号よりも
小さい時は、常に比較器４５から出力が発生し、浴１３
の抵抗値が低くすぎることを指示する。

限界設定回路が、還元槽９に対する電気的接続の固定抵
抗値を含むように適当に設定されている場合には、ディ
ジクル信号源４２と減算器４３は必要がなくなり、除算
器４０からの出力を比較器４４と４５に直結することが
できる。

制限増幅器３５からの出力は、又陽極効果検知器４８に
接続されるが、４８は約７．５ボルトの電圧切換え限界
を持つゼーナーダイオードである。

陽極効果検知器４８は７．５ボルトの電圧限界値を持つ
ので通常浴状態の間は、還元槽９の電圧は予想範囲が約
３．５ボルトから約６．５ボルトで、５．０ボルトを超
えることは珍しいから、それが７，５ボルト以下の範囲
内に維持されている限り、出力信号を送り、又それを伝
えることはない。

還元槽９内部の電圧が７．５ボルト準位以上増加する時
は常に、陽極効果検知器４８は、その出力側に論理値１
の信号を生成し、還元槽９が浴１３中のアルミナ濃度が
効果的操作に対し少なすぎるということを警告する。

陽極効果を起こしているととを示す６陽極効果は往々還
元槽内部に３０もしくは４０ボルトもの電圧を発生する
ことがあり得るため、約１０ボルトの入力に制限するよ
うに制限増幅器３５が配置されていて、それによって回
路の感度を下げることなくＡＤ変換器３６と陽極効果検
知器４８に対する損傷を防ぐ。

上記したように、これまで述べた回路は事実上還元槽の
抵抗を毎分６回測定するようになっている。

本発明を実用的に応用する場合、還元槽の抵抗は、例え
ば１分開隔といった長い間隔で測定してもよい。

３個のディジタル信号源５０，５１，５２が設置されて
いる。

各ディジタル信号源５０，５１゜５２は各々記憶装置５
３，５４，５９を含み、これらは各々正規基準破砕供給
プログラム、抵抗制御、陽極位置調節プログラムと陽極
効果消滅プログラムを記憶している。

記憶されるプログラムは、各々の場合に並列ビットと直
列指令の形で２進法コ一ド化デイジクル信号によって記
憶される。

ディジタル信号源５０は、破砕棒２５によるタップ側、
外皮１６の破砕、供給装置２４からタップ側へのアルミ
ナの追加供給、破砕棒２７によるダクト側の外皮１６の
破砕、供給装置２６からダクト側へのアルミナの追加供
給を順次行なうたへ記憶装置５３から直列指令と並列ビ
ットで２進法コ一ド化デイジタル指令信号を発生する。

実用例では多くの場合、破砕棒２５と２７は、数回上下
運動をして外皮１６が確実に砕かれ、ディジタル信号源
５０がその記憶装置５３から複式動作を果すために適当
な指令信号を与えるようにする。

実際の例では、ディジタル信号源５０は、ディジタル指
令信号を並列ビットで送り、それによって最初にタップ
側の破砕、続いて予め決められた時間後れてタップ側に
供給を行ない、その後、通常約９０分後れて、還元槽９
のダクト側の破砕、続いて供給を行なう。

外皮１６は大部分アルミナであるので、外皮１６の破砕
は、浴１３の濃度を高め、その結果浴抵抗を低下させる
。

又必要があれば浴１３ヘアルミナの追加供給を行なって
もよいが、これは新しく供給されたアルミナが外皮１６
の一部となるか、もしくはその表面上に乗るように、破
砕時間よりも十分時間が経った後行なわれる事が好まし
い。

並列ビットのディジクル信号は、ディジタル信号源５０
の出力から、直列接続否定ＡＮＤ回路５６、否定ＡＮＤ
回路５７とＯＲ回路５８を経て、指令解読器５５に与え
られる。

ディジタル信号源５１は、２個の動作可能入力を備えて
おり、この入力は各々比較器４４と４５から発信される
。

電解還元槽９の抵抗に対する上位限界設定点が超えてい
ることを示す比較器４４からのディジタル差異信号に応
じて、ディジタル信号源５１は２進法コ一ド化デイジタ
ル信号を並列ビットでその記憶装置５４から指令解読器
５５へ送る動作をするように配置されており、解読器５
５は陽極１５に対して決められた増分もしくは、比較器
４４から発信せられたディジタル差異信号の程度に依っ
て決められる増分だけ下降するよう指示する。

かくして還元槽９の抵抗は比較器４４からのディジクル
差異信号が消滅するまで低下する。

還元槽９の抵抗に対する下位限界設定値が超えたことを
示す比較器４５からのディジタル差異信号に応じて、デ
ィジタル信号５１は、２進法コ一ド化デイジタル信号を
記憶装置５４から並列ビットで指令解読器５５へ送る動
作をするように配置されているので、解読器５５は、比
較器４５から発信されたディジタル差異信号の程度に依
存する増分もしくは予め決められた増分だけ上昇するよ
う陽極１５に指示する。

従って、還元槽９の抵抗は、比較器４５からのディジク
ル差異信号が消滅するまで増加する。

陽極１５の増分下降もしくは増分上昇を指示するディジ
クル信号源５１からの２進法コ一ド化デイジクル信号は
、否定ＡＮＤ回路６０とＯＲ回路５８を経て指令解読器
５５に送られる。

ディジクル信号源５１からの第二出力は、ディジタル信
号源５１が、ただ陽極の動作を果す信号を与えているこ
とだけを示しＡＮＤ回路の否定人力に接続され、それに
よってディジタル信号源５０から、指令解読器５５へ送
られる規則的な破砕と供給プログラムに対する割込みを
行なう。

今まで述べたディジタル信号源５１は、比較器４４もし
くは４５からのいずれかの出力側に差異信号が発生する
時はいっでも応答するものである。

ディジタル信号源５１は、その応答の後５分間は指令信
号の発信を禁止するように構成されていることが好まし
い。

陽極効果検知器４８からの出力は、検知器４８のゼーナ
ー特性のため、その入力が７．５ボルトを超えると、論
理値１なって表われ、ディジタル信号源５２の動作入力
に接続されている。

ディジタル信号源５２が作動している時はいつでも、そ
の記憶装置５４から２進法コ一ド化デイジタル指令信号
群を並列ビットで発生し、それによって還元槽９のタッ
プ側とダクト側の外皮１６の破砕、陽極１５の下降、次
いで供給装置２４と２６から還元槽への供給を順次行な
う。

通常の破砕と供給操作の場合と同様に、供給操作は、外
皮１６が固まった後、陽極効果消滅操作の間に行なわれ
ることが望ましい。

場合によっては、陽極効果を確実に抑制するためには、
ダクトもしくはタップ側のいずれか一方を破砕して供給
することで十分なことがある。

出力ディジタル指令信号は、並列ビットでＯＲ回路５８
を経て指令解読器５５に接続される。

ディジタル信号源５２からの第二出力は、ただディジタ
ル信号源５２が陽極効果加減指令信号を送っていること
を示しているが、規則的破砕・供給プログラムルーチン
信号と規則的抵抗調節陽極配置信号を、指令解読器５５
へのフィードを動作不能とするためには、これをＡＮＤ
回路６０とＡＮＤ回路５６の否定入力に接続する。

このように、ディジタル信号源５０，５１゜５２は互い
に他を排除し、優先基数に基づいて２進法コ一ド化指令
信号を並列ビットで指令解読器５５に送る。

解読器５５は、それによって順番に６個の出力信号を、
その出力ライン６１〜６６にのせて送り、次にその出力
信号は、記憶回路６７〜７２に各々フィードされる。

記憶回路６７〜７２は順番に信号を各々の交流ソレノイ
ド、駆動装置７３〜７８に与える。

記憶回路６７〜７２は、長いＲＣ時間定数回路の形をし
ていてもよいが、指令解読器５５の出力が各々関係する
ソレノイド駆動装置７３〜７８を動作させるに十分長く
存在すると同時に追加的指令の解読のために指令解読器
５５を確実に開放して置くようにするために設けられて
いる。

ソレノイド駆動装置７３と７８は記憶回路６７と７２に
記憶されている信号に各々応答し、タップ側第一供給装
置２４、還元槽９のダクト側第二供給装置２６を作動さ
せるように構成されている。

供給装置２４と２６は公知の構造であり、そして各々ソ
レノイド駆動装置７３と７８から制御される圧搾空気式
もしくは電動式応答装置によって操作される。

ソレノイド駆動装置７４と７７は、記憶回路６８と７１
に記憶されている信号に夫々応答し、第一、第二の圧搾
空気式もしくは、電動式に操作される装置８０と８１を
夫々作動させるように構成され、装置８０と８１は、夫
々破砕棒２５と２７に、その動作を行なわせるため機械
的に連結されている。

ソレノイド駆動装置７５と７６は、記憶回路６９と７０
に記憶されている信号に夫々応答し、圧搾空気式もしく
は電動式操作により作動する起動装置３０と同じく圧搾
空気式もしくは電動尖操作により作動する起動装置２８
を作動させるように構成され、同装置３０と２８は、陽
極１５の昇降を果たす動作をするように構成されている
。

本発明による装置を動作可能な状態に置くため規則的且
つ正常な破砕と供給機能、抵抗制御機能及び陽極効果消
滅機能に対する２進法コ一ド化デイジタル信号の形式の
適当なプログラムが、各記憶装置５３．５４及び５９の
中に記憶されている。

常法により還元槽９に対する電気的接続部の実質上の一
定電気抵抗が決められると、ディジタル信号源４２は、
その出力信号として、このような抵抗の２進法コ一ド化
デジタル信号表示を送るようにセットされる。

ディジタル信号源２９は、その出力信号として、還元槽
９の予め決められた逆起電力を示す２進法コ一ド化デイ
ジタル信号を発信するようにセットされるが、この逆起
電力は適当なアルミナ−氷晶石塔では１，６ボルトであ
る。

上位限界設定回路４６は、その出力信号として、一定の
２進法コ一ド化デイジタル信号を発信するようにセット
されるが、この信号は予期する正常電解の間の電解浴１
３に対する抵抗範囲の上位限界（即ち；２０．１Ｘ１０
”−６オーム）に相当する。

例えば、この設定点は公称１５０，０００アンペアの電
流において、還元槽９にかかる総電圧が、実質的に＋０
．０２ボルトだけ増加するような点に厳密に相当する。

下位限界設定回路４７は、その出力信号として、一定２
進法コ一ド化デイジタル信号を発信するようにセットさ
れ、この信号は予定の正常電解の間の電解浴１３に対す
る抵抗範囲の下位限界（即ち；１９．９Ｘ１０−６オー
ム）に相当する。

例えば、この設定点は、還元槽９にかかる総電圧が、公
称１５０，０００アンペアの電流において実質上−０，
０２ボルトだけ減少するような点に厳密に相当する。

設定点はどんな場合においても、所要の浴状態及び所要
の制御感度によって定められるものであるから、所要に
応じて各種の異なる設定点を設けることができることは
理解されなければならない。

還元槽９は、溶媒ＮａＦ ＡｌＦ３とアルミナ、Ａ１□
０３の適当量で満たされ、それによって電解浴を形成す
る。

還元処理は、出来る限り補助加熱手段によって加熱しな
がら還元槽９に直流を流し、電圧計３１によって読取れ
る還元槽９に加わる電圧と電流検知器２０により示され
る還元槽９に対する直流が有効な操作を行なうのに必要
とする範囲内にあるようになる迄槽の陰極底部に対する
陽極の位置を調節してから、手動で開始されることが好
ましい。

一端正常な電解が始まると、ディジタル信号源５０は、
規則的な破砕と供給ディジクル指令信号を指令解読器５
５へ発信する操作を始め、解読器５５は記憶回路６８，
６７．７１．７２、ソレノイド駆動装置７４，７３，７
７．７８を経て、順次発信してそれらの信号に応答し、
それによって今度は破砕棒２５、供給装置２４、破砕棒
２７及び供給装置２６の動作をうながす。

正常な操作においては、還元槽９のタップ側は、１８０
分毎に破砕と供給が行なわれ、破砕と供給間には周期遅
れが与えられている。

還元槽９のダクト側は又１８０分毎に破砕と供給が行な
われ、各々の時間は、還元槽９のタップ側の相当する破
砕と供給時間から９０分だけずらされている。

電解が続いて進み、回路が自動的に浴１３の抵抗を決め
、適切な信号が比較器４４と４５によって発信され、比
較器４４と４５は浴１３の抵抗が高くなりすぎても低す
ぎても常に解読器５５ヘデイジクル指令信号を供給する
ディジタル信号源５１に信号を発する。

解読器５５は、場合場合に対応して記憶回路６９もしく
は記憶回路７０のいずれかに出力信号を発信することに
より応答し、それによって陽極１５が上昇もしくは下降
するようにする。

このことは、ソレノイド駆動装置７５と７６（こ６よっ
て制御される起動装置２８と３０によって行なわれ、各
装置は記憶回路７０と６９に各々記憶された信号に応答
する。

ディジタル信号源５１が出力信号を発しているときは常
にディジクル信号源５０からの出力は、ディジタル信号
源５１からの信号が、ＡＮＤ回路５７の否定入力と接続
されているので、事実上指令解読器５５に到達しないよ
うになっている。

操作間は、還元槽９に加わる電圧がゲート回路３４の作
用で断続的に検知され、電圧信号は利得１を持つ制限増
幅器３５を通り、この出力が今度は陽極効果検知器４８
に与えられ、検知器４８は電圧が７．５ボルトゼーナー
破壊電圧を超えると、導通する。

陽極効果検知器４８は、ＡＤ変換器３６の２０〜５０マ
イクロ秒よりはるかに速い数マイクロ秒以内で応答する
。

ＡＤ変換器３６はディジタル信号源５２へ論理値１の信
号を発信し、信号源５２は指令解読器５５ヘデイジタル
指令信号群を発信し、その信号群により解読器５５は、
連続して浴１３上の外皮１６、恐らく還元槽９のタップ
、ダクト両側上の外皮を砕き、陽極１５を下降させ、次
いで還元槽の一方もしくは両側に供給操作を行なわせる
。

機械的運動はソレノイド駆動装置７５゜７４．７３，７
７．７８によって行なわれる。

ディジタル信号源５２は又、ディジタル指令信号を送り
、これは解読器５５により解読され、記憶回路７０を経
てソレノイド駆動装置７６にフイードされ、それによっ
て陽極１５がその初期の位置にもどされるようにするこ
とが好ましい。

ディジクル信号源５２からの分岐出力は、ＡＮＤ回路５
６と６０の否定入力側にフィードされ、それによって解
読器５５がディジクル信号源５２から指令信号を受取っ
ている時は、ディジタル信号源５０と５１からの指令信
号が絶対に解読器５５に与えられないようにする。

本発明による金属の製造方法は、その最も広義の見方か
らすると、還元槽に溶けた金属酸化物を。

含む電解浴を供給し、浴内に直流を流し、還元槽の底部
に生成した金属の収集、還元槽内部の直流電圧の検知及
び前記電圧が一定水準を超えて、陽極効果の発生を表示
する時間を測定する等の各種工程を含むものである。

更に本発明による方法は、陽極効果もしくは、起こり得
る諸効果を消滅する工程を含むものである。

本発明による方法は、好ましくは、金属の酸化物をその
浴中濃度を陽極効果の発生を防止できる。

水準に維持するのに不十分なような割合で、規則的に浴
に供給することを含む。

このことは還元槽の過剰供給に起因し、いわゆる”不良
パ槽状態を招来するような、もつと重要な諸問題の発生
を防止することになる。

本発明の方法は、好ましい立場からみるとアルミニウム
の生産を含む。

この場合、電解浴は溶質としてのアルミナと溶媒として
の氷晶石からなる。

還元槽内部の直流電圧検知工程は断続的に行なわれるの
が好ましい。

更に好ましい観点からすると、本発明による方法は、浴
の抵抗を決め、且つ正規電解の間、予め決められた限界
内に浴の抵抗を維持するように陽陰極間隔を調節する工
程を含む。

発生する陽極効果を消滅する工程には、本発明の好まし
い観点からすると、還元種電極構造の陽陰極間隔を縮小
し、浴の表面の外皮を砕くことが含まれる。

生産すべき金属の金属酸化物の追加は、外皮破砕に続い
て還元槽に供給することができる。

本発明は、単一電解還元槽に関連して、その装置的な面
について述べられてきたが、複数個の還元槽を操作する
パラメーターを制御するために指令信号の多重化方式を
含むシステムに適用できるということは理解されなけれ
ばならない。

勿論この例においては、配置回路が各種に与えられる電
流及び電圧を多重化方式回路によって検知し、指令信号
めフィードと電流、電圧の検知は適宜同期化されるもの
である。

又、方法的な立場からみれば、本発明は必ずしもこれ迄
述べた装置によって実施される要は無く、他の装置を用
いて実施することもできる。

以上本発明の内容を具体的に説明するため、その１態様
について記載したが、本発明の精神と範囲を逸脱しない
限り、本願特許請求の範囲に従ってそれら部品の構造と
配置の詳細部において、各種各様の変形をとりうるもの
であることは理解されなければならない。

次に本発明の実施の態様を列記する。

（１）陽極効果を消滅させることを特徴とする特許請求
の範囲１に記載する方法。

（２）陽極効果を消滅させる工程が還元槽の電極構造の
陽陰極間隔を縮小させ、浴表面の外皮を破砕することか
ら成ることを特徴とする特許請求の範囲１及び態様（１
）に記載する方法。

（３）生産されるべき金属の金属酸化物を、外皮破砕に
続いて還元槽に追加供給することを特徴とする特許請求
の範囲１、態様（１）及び（２）に記載する方法。

（４）陽極効果の発生を防止するような水準に浴中の金
属酸化物の濃度を維持するに不充分な速度で、浴に金属
の酸化物を規則的に供給することを特徴とする特許請求
の範囲１又は態様（１）に記載する方法。

（５）還元槽の電圧を検知する工程が、前記還元槽の電
圧を断続的に検知することにより行なわれることを特徴
とする特許請求の範囲１に記載する方法。

（６）浴の抵抗を決定し且、前記浴の抵抗を正常電解の
間予め設定された範囲内に維持するように還元槽の電極
構造の陽陰極間隔を調節することを特徴とする特許請求
の範囲１に記載する方法。

（７）電解浴が、溶質としてのアルミナ、溶媒としての
氷晶石及び製出されるべき金属のアルミニウムから成る
ことを特徴とする特許請求の範囲１及び態様（１）〜（
６）に記載する方法。

（８）陽極効果検知手段が、約７．５ボルトで導電性と
なるダイオードであり、且前記ダイオードはそれより低
い電圧では非導電性となることを特徴とする特許請求の
範囲２に記載する装置。

（９）陽極効果検知手段が制限増幅器を経て陽極手段に
接置され、前記増幅器は約１０．０ボルトに制限動作を
するように配置され、且つ１の利得を持つことを特徴と
する特許請求の範囲２及び態様（８）に記載する装置。

（１０）検出された陽極効果を消滅するための前記陽極
効果検知手段の出力に応答する手段を有することを特徴
とする特許請求の範囲２に記載する装置。

（１１）検知された陽極効果を消滅するための手段が、
陽極手段と陰極手段との間隔を縮小させ、且浴表面の外
皮を破砕する手段を含むことを特徴とする特許請求の範
囲２及び態様（１０）に記載する装置。

（１２）検知された陽極効果を消滅させる手段が、製出
すべき金属の酸化物を浴中に追加供給する手段を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲２、態様（１０）及び態
様（１１）に記載する装置。

０３）金属の酸化物を規則的に浴に供給することを特徴
とする特許請求の範囲２及び態様００）〜（１２）に記
載する装置。

（１４）浴に金属の酸化物を規則的に供給する手段が、
陽極効果を完全に防止するように不充分な割合で前記酸
化物を供給、動作するように構成されたことを特徴とす
る特許請求の範囲２及び態様（１０）〜０３）に記載す
る装置。

（１５）浴の抵抗を測定する手段と予め定められた範囲
内に前記浴の抵抗を維持するように、陽極手段と陰極手
段との間隔を調節するための、前記抵抗測定手段からの
出力に応答する手段とを有することを特徴とする特許請
求の範囲２に記載する装置。

（１６）検知された陽極効果を消滅させるための手段が
、前記陽極効果検知手段からの信号に応答して、陽陰極
間の間隔を縮小させるための手段を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲２及び態様（１０）に記載する装置。

（１７） 検知された陽極効果を消滅させるための手
段１ が、更に前記陽極効果検知手段に応答して、製出
されるべき金属の酸化物を還元槽に追加供給するための
手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲２、態様（
１０）及び（１６）に記載する装置。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の方法を実施するに最適な装置の具体例
に則した、電解浴から金属を製出する装置の一例を示す
概要図である。 ９・・・・・・アルミナ還元槽、１０・・・・・・鋼鉄
製容器、１２・・・・・・溶融アルミニウム、１３・・
・・・・アルミナ浴、１１４・・・・・・陰極導体、１
５・・・・・・陽極、１６・・・・・・外皮、２０・・
・・・・電流検知装置、２４、２６・・・・・・アルミ
ナ供給装置、２５、２７・・・・・・外皮破砕棒、２８
゜３０・・・・・・起動装置、３１・・・・・・電圧計
、３５・・・・・・制限増幅器、３６・・・・・・ＡＤ
変換器、３９、４３・・・・・・減算器、４０・・・・
・・算術除算器、４１・・・・・・ディジタル記憶装置
、４４、４５・・・・・・ディジタル比較器、４８・・
・・・・陽極効果検知器、５０〜５２・・・・・・ディ
ジクル信号源、５３，５４，５９・・・・・・記憶装置
、７３〜７８・・・・・・ソレノイド駆動装置、８０，
８１・・・・・・・圧搾空気又は電動作動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶解金属酸化物を含有する電解浴を還元電解槽中に
   設ｊけ、核部に直流電流を流し、該還元槽の底部に該金
   属を実収し、該槽を横切る直流電圧を検出し、陽極効果
   による最高の電圧水準より低い所定水準までの電圧に対
   応する限定出力信号を発信させ、限定出力信号の最高可
   能水準より低い所定限界水準をこの信号が越えていると
   きにはすべての出力信号について陽極効果の発生を表わ
   す１−レベルの信号を発信させ、所定限界水準以下の出
   力信号の場合にはすべてゼロ−レベルの出力信号を発信
   させることから成る陽極効果を利用するアルミニウムの
   電解製造方法。 ２ 電解浴に直流電流を供給するための陽極電極手段と
   陰極電極手段とを含む電極手段と、前記陽極電極手段と
   前記陰極電極手段間の電圧に対応する出力信号を発生さ
   せるための制限増幅器付き陽極効果検知手段であって前
   記両極手段間の電圧に応答し、かつ前記制限増器からの
   出力に応答して陽極効果表示信号を発するような陽極効
   果検知手段とを有する少なくとも１個の還元槽から成る
   特許請求の範囲第１項に記載の陽極効果を利用する電解
   浴からアルミニウムを電解製造する方法を実施するため
   の装置。