NO128335B

NO128335B -

Info

Publication number: NO128335B
Application number: NO04555/71*[A
Authority: NO
Inventors: H Wittner; K Lauer
Original assignee: Giulini Gmbh Geb
Priority date: 1970-12-12
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1973-10-29
Also published as: NL7117021A; US3787311A; IT940400B; CA968744A; DE2061263B2; JPS5539630B1; FR2117960B1; FR2117960A1; DE2061263A1

Description

Av enkeltblokker oppbygget karbonkatode Carbon cathode made up of single blocks

i elektrolyseceller for fremstilling av aluminium. in electrolytic cells for the production of aluminium.

Oppf imelsens gjenstand er aluminiumfremstilling i elektrolyseovner med en katode av karbonblokker av avtrinnet ledningsevne. The object of the invention is aluminum production in electrolytic furnaces with a cathode of carbon blocks of graded conductivity.

Ved aluminiumfremstiilingen ved smelteelektrolyse av i kryolitt oppløst aluminiumoksyd anvendes som bekjent elektrolyseovner hvis bunner består av flere karbonblokker som danner katodene. Ved hjelp av en egnet forbindelsesmasse, f.eks; utbrent elektrodemasse, forbindes disse karbonblokker således med hverandre at det oppstår en for det derover hvilende flytende metall ugjennomtrengelig bunn. De i en ovnsbunn sammenføyde karbonblokker har de samme kjemiske og fysi-kalske egenskaper, således at det hittil kunne sees bor fra en bestemt rekkefølge ved anordning av karbonblokkene. In the production of aluminum by melt electrolysis of aluminum oxide dissolved in cryolite, electrolytic furnaces are used as is known, the bottoms of which consist of several carbon blocks which form the cathodes. By means of a suitable compound, e.g.; burned out electrode mass, these carbon blocks are connected to each other in such a way that a bottom is created that is impermeable to the liquid metal resting above it. The carbon blocks joined together in a furnace bottom have the same chemical and physical properties, so that until now boron could be seen from a specific order when arranging the carbon blocks.

Det har i praktisk élektrolysedrift imid^?tid vist' seg at således sammensatte karbonkatoder har ulemper for ovnsgangen, spesielt ved elektrolyseovner med høye strømstyrker. Således skyter eksempelvis ovnsbunnen opp i området for ovnsmidte, hvilket fører til en nedset-telse av katodearbeidstiden. Også strømytbyttet påvirkes...negativt på grunn av badopplivning på grunn av usymmetrier av magnetfeltene. In practical electrolysis operation, it has recently been shown that carbon cathodes composed in this way have disadvantages for the furnace process, especially in electrolysis furnaces with high currents. Thus, for example, the furnace bottom shoots up in the area of furnace scum, which leads to a reduction in the cathode working time. The current surface exchange is also affected...negatively due to bath excitation due to asymmetries of the magnetic fields.

Det forelå således den; oppgave å utforme katodens oppbygning således at de ovennevnte ulemper unngåes. Løsningen.er,basert på. den erkjennelse, at ved de kjente, av karbonblokker av samme elektriske ledningsevne oppbygde katoder eksisterer et elektrisk motstandsfall fra ovnsmidten (lengdeaksen) til de på siden anordnede strømbortførelser og at derved vil elektrolysestrømmenved inntreden i det flytende katode-aluminiumsjikt bli ført til ovnskarets ytre lengdesider. Det har til følge at elektrolysestrømmen knapt påvirker karbonkatoden i ovnsmidten, imidlertid meget sterkt mot ovnslengdesidene. There was thus the; task to design the structure of the cathode in such a way that the above-mentioned disadvantages are avoided. The solution is based on the recognition that with the known cathodes made up of carbon blocks of the same electrical conductivity, there is an electrical resistance drop from the middle of the furnace (longitudinal axis) to the side-arranged current removals and that the electrolytic current will thereby be led to the outer longitudinal sides of the furnace body upon entering the liquid cathode-aluminum layer. The result is that the electrolysis current hardly affects the carbon cathode in the middle of the furnace, but very strongly towards the longitudinal sides of the furnace.

Løsningen består nå i at elektrolysestrømmen utjevnes i-aluminiumelektrolyseovner over karbonkatoder. Strømtettheten har der-med over det samlede katodeområde samme eller omtrent samme verdi. The solution now consists in the electrolysis current being equalized in aluminum electrolysis furnaces over carbon cathodes. The current density therefore has the same or approximately the same value over the total cathode area.

Oppfinnelsen vedrører altså av enkeltblokker oppbygget karbonkatode i elektrolysecelle for fremstilling av aluminium, idet katoden er karakterisert ved at karbonblokker med forskjellig elektrisk ledningsevne er slik anordnet at motstanden av-den sammensatte katode øker i retning av den katodiske strømleder som forbinder katodebarenes ender med strømskinnene. The invention therefore relates to a carbon cathode made up of individual blocks in an electrolysis cell for the production of aluminium, the cathode being characterized by the fact that carbon blocks with different electrical conductivity are arranged in such a way that the resistance of the composite cathode increases in the direction of the cathodic current conductor which connects the ends of the cathode bars to the current rails.

I elektrolyseovner med horisontalt anordnede gjennomgående eller oppdelte katodebarer vil man følgelig anordne karbonblokkene i katoden således at den elektriske motstand av karbonblokkene øker fra katodemidten trinnvis i retning til den katodiske strømbortf ører. An-tallet av karbonblokker og deres motstandskarakteristika retter seg hver'gang etter ovnstype og ovnsstørrelse- og må derfor hver gang ny-beregnes for forskjellige aluminiumelektrolyseovner. In electrolytic furnaces with horizontally arranged continuous or divided cathode bars, the carbon blocks in the cathode will consequently be arranged in such a way that the electrical resistance of the carbon blocks increases step by step from the center of the cathode in the direction of the cathodic current conductor. The number of carbon blocks and their resistance characteristics each time depends on the furnace type and furnace size - and must therefore be recalculated each time for different aluminum electrolysis furnaces.

Oppfinnelsen er nærmere forklårt pa- den skjematiske tegn-ing, hvor The invention is explained in more detail on the schematic drawing, where

fig. 1 viser karbonkatoden av en elektrolyseovn .med 13 katodebarer, fig. 1 shows the carbon cathode of an electrolytic furnace with 13 cathode bars,

"fig. 2 a og b viser oppriss av en katodebarre med påsatte katodeblokker og snitt gjennom en katodeblokk ifølge fig. 1. "fig. 2 a and b show an elevation of a cathode bar with attached cathode blocks and a section through a cathode block according to fig. 1.

På fig. 1 er elektrolyseovnens katodeblokker betegnet med 1, katodebarrene med 2 og karbonblokkene med 3, 4 og 5- Belastes elektrolyseovner med slike tilstilte katoder med strømstyrker på 110.000 A, så innstiller det seg en jevn katodisk strømfordeling når. de spesifikke motstandsverdier gjg ^ og ^qQ av karbonblokkene 5, 4 og 3 ved 9,0, 22,2 og 35,5 flmm2. Referansetallene 6 og 7 antyder den elektriske motstand av jernbarrene mellom katodeblokkene. In fig. 1, the electrolytic furnace's cathode blocks are denoted by 1, the cathode ingots by 2 and the carbon blocks by 3, 4 and 5 - If electrolytic furnaces are loaded with such provided cathodes with currents of 110,000 A, then an even cathodic current distribution is established when. the specific resistance values gjg ^ and ^qQ of the carbon blocks 5, 4 and 3 at 9.0, 22.2 and 35.5 flmm2. Reference numbers 6 and 7 indicate the electrical resistance of the iron bars between the cathode blocks.

Claims

Carbon cathode made up of single blocks in electrolytic cells for the production of aluminium, characterized in that carbon blocks with different electrical conductivity (35 ^ and 5) are arranged in such a way that the resistance of the composite cathode increases in the direction of the cathodic current conductor which connects the ends of the cathode bars (2) with the current rails .