NO309614B1 - Fremgangsmåte for drift av en elektrolysecelle anvendt for produksjon av aluminium samt elektrolysecelle derfor - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører forbedringer ved aluminium-smelteceller som har som mål å forenkle anvendelsen av kontinuerlig forbakte anoder, og mer spesielt til forbedrede anodeunderstøttelsesstrukturer, såvel som foretrukne bærekonstruksjonsarrangementer som muliggjør de tilhørende forbedringene av celle-effektiviteten. Foreliggende oppfinnelse vedrører således en elektrolysecelle for fremstilling av aluminium samt fremgangsmåte for drift av en elektrolysecelle anvendt ved produksjon av aluminium.

Den konvensjonelle aluminiumsmelteteknologien som anvender diskontinuerlige forbakte anoder, har store begrensninger innen områdene ved elektrisk energieffektivitet, forurensning av miljøet og arbeidernes helse. Erstatning av anodene bidrar til lav strømeffektivitet og høye fluoridutslipp fra bad, baderom, endebehandlingsområder og bakeovner. Anodeut-byttingen medfører et antall aktiviteter som er nødvendig-gjort av behovet for tilgang til badene, fjerne brukte anoder, tilføre nye anoder, dekke disse opp, gjenvinne anodestenger, støpejern og karbon fra brukte anoder, rense, knuse og behandle endene igjen, føre endebadet tilbake til elektrolysecellene etc. Alt dette gir økte produksjonskost-nader og økte miljømessige og helsemessige problemer.

Den konvensjonelle måten for å unngå problemene forbundet med anode-erstatning, har vært å lære og leve med problemene ved å redusere deres virkning på arbeidernes helse, sikkerhet og redusere kostnadene ved hjelp av bedre økonomi og økt mekanisering. Aluminiumsindustrien har i den siste tiden utviklet denne renseteknologien og er på utkikk etter bedre måter å håndtere anoder, ender og bad og redusere utslippene fra elektrolyseceller i elektrolysecellerom.

Det underliggende problemet ved denne strategien er at uan-sett hva som gjøres ved anode-erstatningen og hvordan dette gjøres, blir det ikke tilført noen ytterligere verdi til det fremstilte metallet eller til noen av biproduktene ved prosessen.

Den diskontinuerlige anodeteknologien har berørt smeltetekno-logien på flere måter. Celleutforming og konstruksjon, anleggsutforming og kapitalmessig infrastruktur har alle blitt påvirket. Bortsett fra dette, er det et antall jobber og operasjoner som stammer fra anode-erstatningen som alle øker kostnadene, men ikke øker verdien av det produserte metallet. Disse er: anodeherding, endehåndtering, rensing, knusing og maling, elektrolysecelleknusing og håndtering, oppstrømming av malm i elektrolysecellene, anodestaking, røykbehandling og andre. Hvert av disse trinnene og prosessene krever betydelige kapitalinvesteringer og medfører betydelige driftskostnader.

Behovet for tilgang til elektrolysecellene for å erstatte anodene har betydd at elektrolysecellene ikke kunne forsegles tilstrekkelig. Store luftstrømsmengder brukes for å spyle elektrolysecellene for å holde utslippet fra cellene nede. Under anodeinnsettingen må elektrolysecellene være åpne og store volumer av røyk frigjøres i celleromsatmosfæren fra de åpne anodehullene. Brukte varme ender blir ofte etterlatt i cellerommene for avkjøling før fjerning. Gassformige fluorider dannes ved en reaksjon mellom de varme endene og fuktigheten i luften som trekkes inn fra utsiden av cellerom-met og celleventilasjonssystemene. Denne strategien med å bruke store luftvolumer for effektivt å spyle cellerekkene og elektrolysecellene for å holde konsentrasjonen av farlig HF gass nede, er selvmotsigende. På den ene siden er spylegas-sen (atmosfærisk luft) hovedkilden til farene (HF produksjon er direkte proporsjonal med mengdenfuktighet i luften) og på den andre siden, blir den farlig gassen så fortynnet at det er nødvendig med meget store og meget effektive vaskesystemer for å oppnå miljømessig tilfredsstillende utslippsnivåer av fluorid.

Resirkulering av ender føres til innføring av fluoridsalter i grønne anoder. Disse kan reagere med hydrogen i bekbindemid-let under baking og avgi HF. Ved høyere temperaturer kan også fluoridsalter fordampes. Fluorid forurensningen i brenngassen reagerer med isolasjonsmateriale og øker ødeleggelsen av røykgasskanalene. Røykgassen fra bakeovnen er en stor kilde til fluoridutslipp som i fremtiden vil kunne kreve vasking.

Anode-erstatning har negativ påvirkning av driften av elektrolysecellene og deres effektivitet. En stor mengde alumina og størknet skorpe faller ned i badet under anodeinnsettingen. Det meste av aluminaet kan ikke oppløses og vil til slutt ende opp som slam. En frisk herdet kald anode avkjøler badet og dette kan medføre at alumina som tilføres etter innsettingen, forblir uoppløse på grunn av manglende overvanne. Dette danner et ytterligere slam. Badet fryser på anodeoverflaten og forhindrer at den trekker strøm i flere timer. Dette vil ikke bare øke cellemotstanden, men medføre strømujevnheter som kan endre formen til metallputeprofilet og derved føre til et tap av strømeffektivitet på grunn av at forskjellige anoder har forskjellige ACD-er. Alt dette begrenser den minimale spenningen en celle kan operere ved og har en direkte virkning på cellens produksjonseffektivitet og kostnader.

Av alle årsakene nevnt over, fortjener fordeler som kan oppnås ved bruk av kontinuerlige forbakte anoder, nærmere ettertanke. Slike fordeler innbefatter: (i) Lavere kapitalkostnader ved fjerning av endekretsen og stakeromsfasiliteter.

(ii) Produksjonen av høyrent metall (99.9$ AÆ)

ved fravær av urenheter som stammer fra resirkulerte ender. Jernnivået er for eksempel

antatt å være under 0.03 masse-#.

(iii) Fraværet av urenheter fra endene som vil ha en fordelaktig virkning på det store karbonfor-bruket, også forårsaket av luftbrenning og karboksyreaktivitet. (iv) Økt levetid for bakeovnsrøykgassveggene på grunn av fravær av korrosive badekomponenter som

normalt inneholder de resirkulerte ender.

(v) Lavere badetap fordi anode-endene ikke fjernes kontinuerlig fra cellen. (vi) Lavere utslipp av fluorid fra cellen og lettere kontrollav badkjemien fordi skorpen brytes

skjeldnere.

(vii) Lavere frekvens av metallputeforstyrrelser fordi regulær innsetting av kalde anoder er utelatt. (viii) Mer effektiv anvendelse av det totale katode-området oppnådd ved å fjerne den midtre kanalen og bruke større anoder som som spenner over

cellens bredde.

(ix) Redusert effektiv strømtetthet ved ca. 5- 10%,

ved fjerning av "døde" anoder under utbyttinger av kalde anoder.

Teknologien med kontinuerlig forbakte anoder oppsto tidlig i 1960-årene. Flere problemområder begrenser teknologiens effektivitet. Tidlige operasjoner var beheftet med anode-separasjonsproblemer på grunn av limfeil, selv om dette senere i stor grad er blitt løst. Nåværende materteknologi var basert på Soderbergs horisontaltappkonsept, hvor strømmen ble ført til anodene av fire ståltapper festet inn i endene av anoden med en hellingsvinkel på ca. 20° nedover, for å sikre en raskere og bedre elektrisk kontakt. Dette dannet imidlertid sterke vertikale magnetfelter i cellen og forverret den allerede eksisternede dårlige magnetiske utformingen av celler plassert ende-til-ende. Fraværet av effektiv anodeisolasjon og deksel førte til store varmetap i toppen og betydelig luftbrenning av anoden. På tross av disse ulempene, var den kontinuerlig forbakte teknologien istand til å vise fordeler med økt metallrenhet, forbedret miljøkontroll, redusert bruk av bademateriale og redusert arbeidsmengde nevnt over.

Andre utforminger av kontinuerlig forbakte anoder er også beskrevet. Australsk patentsøknad nr. 48715/90, av Norsk Hydro A.S. beskriver en aluminium alaktrolysecelle med en kontinuerlig anode. Anoden er oppdelt i et antall lett avtagbare kassetter eller holdere som gir en kontinuerlig mating av karbonanodene. Ytterligere kassetter inneholdende utstyr for tilførsel av additiver så som alumina til badet, er plassert mellom de anodeholdekassettene. Kassettene har utspring anordnet på sin øvre del og disse utspringene hviler på vertikalt bevegelige stenger, for derved å understøtte kassettene.

Konstruksjonen av en foretrukket form for kassetter en vist i figurene 3-51 angjeldende patent. Hver kassett innbefatter en øvre del med en føring for karbonanodene. Den nedre delen av føringene innbefatter et holdearrangement i form av en klemanordning forbundet til de øvre delene av føringene ved hjelp av langstrakte stag. Klemarrangementet og tilhørende stag er plassert ved hvert hjørne av karbonano-den og strekker seg ikke rundt hele periferien til karbonano-den. Holderarrangementet holder stabelen av karbonblokker ved hjelp av friksjonskraft. Holderarrangementet fører også elektrisitet til anodekarbonet.

Klemanordningene på hvert hjørne av anodeblokken er forbundet med hverandre ved krysstag. Svalehaleriller er plassert langs siden av anodene for å gi ekstra elektriske strømkon-takter for å forbedre strømfordelingen i anoden. Kraften påføres klemorganet ved hjelp av kløftene mellomliggende stag som virker til å bøye krysstagene og trekke klemarrangementet på hvert hjørne nærmere hverandre.

I en foretrukket utførelsesform er kassettene tilveiebragt med kjølekretser for å redusere temperaturen i kassettveggene. Som vist i figur 5 i patentet, er klemanordningen og tilhørende stag tilveiebragt med åpninger eller ledninger for sirkulasjon av et kjølefluidum i disse.

Arrangementet beskrevet i AU, A,48715/90 tilveiebringer klemlegemer anordnet kun ved hjørnet av anodeblokkene. Som et resultat eksponeres store overflater av anodekarbonet, noe som medfører betydelig fare for anodebrenning. Videre, siden klemlegemene tilveiebringer elektrisk kontakt for anodekarbondet, er strømfordelingen i anoden ikke optimal. Klemlegemene kan avkjøles av et kjølefluidum for å kontrollere temepraturen i kassettveggene. Imidlertid blir i det vesentlige ikke noe varme gjenvunnet fra overflatene til anodekarbonet som ikke er i kontakt med klemorganene og dette representerer et varmetap. Anodekonstruksjonen er også fremstilt av et antall separate kassetter, noe som øker kompleksiteten og kostnadene ved fremstilling av anodekonstruksjonen. Dersom det er tilveiebragt kjøling, må klemorganene også innbefatte ledninger eller åpninger, noe som ytterligere øker kompleksiteten og kostnadene for anodekonstruksj onen.

US-PS nr. 2.958.641 til Renyolds Metals Company, beskriver en anode "bunt" for bruk i aluminiumelektrolyseceller. Anode "bunt" innbefatter en pakke av forbakte karbonflater sammenflettet over deres nedre ender med stålplater. Platebunten og platene er festet med et klemorgan. Anodeblokken hevdes å ha et serviceintervall på mellom 30 og 60 dager og brukes ikke som et kontinuerlig anode. Hver anode innbefatter anodelokkanordninger koblet til toppen derav og slike lokkanordninger vil utelukke drift av anoden som en kontinuerlig anode. Videre er store områder til anodeoverflaten eksponert til atmosfæren og faren for anodebrenning er tilsvarende høy.

Flere patenter og litteraturartikler har også diskutert varmegjenvinning fra aluminiumelektrolyseceller. Med hensyn til dette beskriver US-PS nr. 4.608.134 og 4.608.135 kjøling av sideveggen til en elektrolysecelle ved en posisjon nær overflaten av det smeltede badet for å forbedre dannelsen av et beskyttende lag av frossent bad over sideveggen nær kjøleorganet. Varmen som gjenvinnes fra sideveggen blir deretter ført tilbake til cellen. Begge disse patentene vedrører å forhindre frysing av lavenergicellene som opereres ved i det vesentlige konstant energitilførsel. Bortsett fra kjøleorganene innbefattet i sideveggen, har cellene en i det vesentlige konvensjonell utforming.

I en artikkel "Light Metals" 1983 av P.H.Dekloff, tittel "Heat Recovery from Pot Gas from Electrolytic Reduction Cells for Producing Aluminium" beskriver gjenvinningen av energi fra avgassene fra aluminiumssmelteceller. Varmen fra smeltecellene mates til avgassen ved passiv varmeoverføring og gjenvinnes deretter i avstand fra cellen. Den totale varmebalansen til cellen blir ikke påvirket av gjenvinningen av varme fra avgassen.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret støttekonstruksjon for understøttelse av kontinuerlig forbakt anode i en aluminiumssmeltecelle.

Således angår foreliggende oppfinnelse en elektrolysecelle for produksjon av aluminium, nevnte celle inkluderer: et skjell som har bunn- og sidevegger;

en katode;

en anodestøttestruktur som støtter en eller flere kontinuerlige forbakte anoder over nevnte katode;

kjennetegnet ved at nevnte anodestøttestruktur inkluderer varmevekslerorganer som muliggjør positiv og kontrollert varmeekstråksjon fra nevnte anodestøttestruktur og videre kjennetegnet ved at et kontaktresistent reduserende aluminiumsjikt er tilveiebrakt mellom anodestøttestrukturen og en eller flere anoder, nevnte varmevekslerorgan er kontrollerbart for å opprettholde temperaturen til anodestøttestruk-turen under smelte- eller nedbrytningstemperaturen til nevnte kontaktresistente reduserende aluminiumsjikt.

Foretrukne utførelsesformer av elektrolysecellene ifølge oppfinnelsen er gitt i de uselvstendige kravene 13-18.

Fortrinnsvis er anodene formet slik at anodesideoverflåtene korresponderer til de kilende overflatene.

Støtteposisjonen definert over har den fordelen at den kan fremstilles på en spesielt stiv måte siden klemmingen av de kontinuerlige anodene oppnås ved kilende bevegelse av anodene med hensyn til støttekonstruksjonen, i steden for bevegelse av deler av støtteposisjonen med hensyn til anodene. Dette vil i betydelig grad redusere kompleksiteten til støttekon-struksjonen og gjør det mulig å fremstille denne på en måte som fører til større stivhet på en mekanisk enkel måte.

I en alternativ utførelsesform, er de kilende overflatene tilveiebragt med kilende organer anpasset til å plasseres mellom anoden og kryssplatene. Ved denne utførelsesformen er enkelheten og stivheten til støttekonstruksjonen ikke påvirket ved bruk av kilende legemer.

Kryssplatene er fortrinnsvis riflet eller serratert eller meiset ved fremstillingen av kryssplatene fra et mangfold innoverhellende plate-elementer, sammenføyd for å danne en serie forbundne kileoverflater, mot hvilke korresponderende overflater til anoden kan kiles med en passende kileklemme montert på en side av platene. Kileklemmen som er i enhver passende form, så som en enkelt gjenget jekkmekanisme montert på en sideplate.

I enhver kommersiell celle vil flere anoder være understøttet langs lengden av cellen. I en foretrukket støttekonstruksjon er støttekryssplatene for nærliggende anoder anordnet i avstand fra hverandre for å definere en varmevekslingsbane for å kontrollere cellens varmebalanse på en ordentlig måte og for å fjerne brukbar varme fra anodene og holde temperaturen til kryssplatene innen et passende område som generelt kan være lavere enn 600° C. På denne måten vil den stive støttekonstruksjonen for anodene også utføre en varmeveks-lingsfunksjon. Det bør også legges merke til at varmeveks-lingsbanen kan være definert ved bruk av hule kryssplater.

Fortrinnsvis innbefatter minst en av kryssplatene minst et strømførende legeme anordnet i elektrisk kontakt med kryssplaten. Det strømførende legemet kan innbefatte en stang montert nær og generelt parallelt med en nedre ende eller en øvre ende av kryssplaten. Stangen kan være fremstilt av et passende materiale med en høy elektrisk ledningsevne, hvor kobber er det foretrukne materialet. Stangen kan ytterligere innbefatte en vertikal stigeledningsdel anpasset til å plasseres i elektrisk kontakt med cellens strømførende strømskinner.

Innbefatningen av et strømførende legeme i anodekonstruksjonen gjør at strømmen kan mates til anoden ved en posisjon nær bunnen av anoden i cellene, hvor de magnetiske forstyrrelsene ikke er et problem, så som drenerte katodeceller og derved nær anodens arbeidsflate. Som et resultat kan spennings-tapene i anodekonstruksjonen reduseres sammenlignet med konvensjonelle celler som generelt tilfører strømmen til anoden fra toppen av anoden. Videre vil det strømførende legemet ved at det er plassert nærmere bakken enn strømtil-førselen for konvensjonelle anoder, gjøre at strømskinnene og tilhørende elektriske matere plasseres utenfor cellen og plasseres nærmere bakken. Siden industriell praksis er å føre katodestrømmen fra en celle til anoden i den neste cellen, vil den lavere vertikale høyden til de elektriske materne på anoden, redusere den nødvendige lengden av de elektriske materne. Det kan derved oppnås lavere elektriske tap.

Den støttende overbygningen kan være understøttet for heve-og senkebevegelse på enhver passende måte, så som ved hjelp av støtteben nær hvert hjørne av den støttende overbygningen, hvor hvert ben huser en passende jekkmekanisme så som en kjent skruejekk.

Sideplatene og endeplatene er fortrinnsvis forbundet og definerer en innelukning som samvirker med resten av cellekonstruksjonen til i det vesentlige helt å omgi cellen for å sikre tilfredsstillende oppsamling av avgasser og redusere varmetapene.

Bortsett fra de tilsvarende kileoverflåtene over, har de kontinuerlig forbakte anodene konvensjonell konstruksjon og innbefatte anodeblokkelementer som er limt eller på annen måte sammenføyd til hverandre i en vertikal stabel. Fortrinnsvis er anodeblokkene riflet eller seratert ved sammenføyningsflåtene for å oppnå bedre kontakt mellom blokkene og forbedre limvedheft.

For å senke den elektriske kontaktmotstanden mellom kryssplatene og anodene, er anodene fortrinnsvis belagt med sprøytet aluminium. Alternativt kan en aluminiumssement eller aluminiumspulver påføres som et kontaktmedium mellom kryssplaten og anoden. Bruk av aluminium til dette er muliggjort ved den ovenfor beskrevne påtvungne kjølingen av kryssplatene som kan holdes ved temperaturer under smeltepunktet til aluminium.

Kryssplatene kan være belagt med et elektrisk ledende materiale som er fuktet med og motstandsdyktig mot smeltet aluminium. For eksempel kan belegningsmaterialet være metall, så som molybden, kobber eller krom. Alternativt kan det brukes et isolerende hardmetallborid eller karbid. Passende eksempel innbefatter T1B2, TIC og ZrB2- Belegget kan påføres ved hjelp av enhver passende katode så som plasma, bue- eller gassprøyteteknikk. Alternativt kan belegget fremstilles ved elektrodeponering.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for drift av en elektrolysecelle C anvendt ved produksjon av aluminium, hvilken celle innbefatter: et skall som har hunn og sidevegger;

en katode;

en anodestøttenstruktur som støtter en eller flere kontinuerlige forbakte anoder over nevnte katode; nevnte anodestøtte-struktur inkluderer varmevekslingsmidler som muliggjør positiv og kontrollert varmeekstraksjon fra nevnte anode-støttestruktur ,

kjennetegnet ved at nevnte fremgangsmåte innbefatter å tilveiebringe et kontaktresistent reduserende aluminiumsjikt mellom anodestøttestrukturen og en eller flere anoder og å kontrollere en varmevekslingshastighet fra nevnte anode-støttestruktur slik at temperaturene i anodestøttestrukturen holdes under en settemperatur, nevnte settemperatur velges for å unngå smelting eller nedbryting av nevnte kontaktresistente reduserende aluminiumsjikt.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er gitt i de uselvstendige kravene 2-11.

I henhold til et ytterligere trekk, tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for drift av en elektrolysecelle som brukes for produksjon av aluminium, hvilken celle innbefatter et skall med en bunn og sidevegger, en katode, anoder anordnet over katoden, hvilke anoder er understøttet av en anodestøttekonstruksjon og et elek-trolysebad som er anordnet mellom katoden og anodene, hvilken celle er anordnet slik at det kan skje en positiv og kontrollert varmefjerning fra denne, hvilken fremgangsmåte innbefatter

tilføre elektrisk energi til cellen,

måle en eller flere parametere i cellen og kontrollere graden av varmefjerning fra cellen for å

opprettholde en eller flere driftsparametere innen bestemte verdier, hvor graden av varmefjerning fra

cellen kan kontrolleres slik at cellen kan drives ved varierende amperstyrke.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse gjør at aluminiumelektrolyseceller kan opereres ved variabel amperstyrke uten å medføre negative effekter på cellens drift. Konvensjonelle aluminiumselektrolyseceller er avhengig av naturlige kjøleprosesser for å spre varme og krever derfor konstante varmetilførsels- og varmetapsbe-tingelser for å opprettholde stabil drift. For å opprettholde varmebalansen, kan energitilførselen varieres litt for å tilpasses endringer av cellens tilstand og driftseffektivitet .

De kjente cellene har vært utformet og drevet under termiske betingelser som er tilnærmet grensene for aluminaoppløsning. Dette gjøres for å redusere strømforbruket, men cellene er følsomme overfor endringer i varmebalansen. Celleoppvarming medfører at skorpen smelter og endrer derved de kjemiske og fysiske egenskapene til elektrolytten og øker varmetapene fra cellen. Celleavkjøling er imidlertid ikke en enkelt motsetning til celleoppvarming. Begynnende kjøling medfører at skorpen fryser på sideveggen og badsammensetningen hindres og volumet krymper bort fra skorpen. Redusert badevolum, økt surhet og redusert overvarme medfører at aluminaføden til cellene forblir uoppløst og danner et slam på bunnen av cellen. Slammet er vanskelig å kontrollere og dets nærvær kan føre til driftsvanskeligheter. Drift utenfor området med tilfredsstillende varmebalanse er en av hovedårsakene til tap av driftseffektivitet i reduksjonsceller. Derfor opererer de kjente cellene ved tilnærmet konstant energitilførsel.

I motsetning til dette, anvender fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen positiv og kontrollert varmefjerning fra cellen, noe som gjør at cellen kan drives tilfredsstillende ved varierende amperstyrke. Muligheten for å drive cellen med varierende amperstyrke, gir større fleksibilitet i driften og kan resultere i følgende fordeler: i) Bruk av overskuddselektrisitet - amperstyrken kan varieres på en daglig basis for å maksimalisere metallproduksjonen under perioder med overskuddskraft når elektrisitetsprisene er lavere, og derved redusere produksjonskostnaden for metallet.

ii) Varmegjenvinning og kraftgenerering - varmen som gjenvinnes fra cellen kan brukes til å danne elektrisitet som kan brukes på stedet eller selges tilbake til elektrisitetsnettet. Alternativt kan den oppvarmede luften brukes til å produsere damp, noe som kan brukes for kraftgenerering, oksittbe-handling eller selges til andre dampbrukere nær anlegget.

ili) Anodestrukturen til cellen kan virke som en varme-lagringsbank under drift med overskuddskraft med variabel amperstyrke. Under høyamperdrift av cellen ved tidspunktet med overskuddskraft, kan den ekstra varmen som dannes delvis brukes til å øke temepraturen til anodestøttekonstruksjonen (selv om det vil innses at temperaturen til anodene og anodestøtte-konstruksjonen bør holdes under en maksimumverdi). Når anodestøttekonstruksjonen er en relativt massiv struktur, vil temperaturøkningen absorbere en stor energimengde. Når cellen går tilbake til lavamper-drift, kan denne energien gjenvinnes ved varmefjerning for å senke temperaturen til anodekonstruksjonen. Den gjenvundne varmen kan brukes til dannelse av en elektrisitet som kan selges til elektrisitetsnettet. Denne elektrisiteten dannes under topperioder og supplementerer energimengden som er tilgjengelig på nettet.

iv) Drift ved variabel amperstyrke gjør det mulig for anlegget å optimalisere produksjonseffektiviteten ved en måte å redusere produksjonen under perioder med lav etterspørsel og øke produksjonen i perioder med

større etterspørsel for metall når prisen er høy.

I en foretrukket utførelsesform skjer den positive og kontrollerte varmefjerningen i det minste i anodestøt-tekonstruksjonen. Det er spesielt foretrukket at anodestøt-tekonstruksjonen som brukes ved fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse innbefatter anodestøttekonstruksjonen beskrevet tidligere i beskrivelsen.

Cellen kan ytterligere innbefatte varmevekslingsorgan i bunnen og sideveggen for ytterligere å kontrollere varmebalansen i cellen. Varmebytterorganet kan innbefatte varmevek-slerrør med tvungen konveksjon i bunnen og sideveggen.

Kjølefluidumet som brukes å regulere varmefjerningen fra cellen er fortrinnsvis luft. Luften kan være forvarmet før den kommer inn i varmevekslingskanalene til cellen, noe som vil hjelpe til med gjenvinningen av høytemepraturvarme.

Cellen er fortrinnsvis fullt isolert. Anodestøttekonstruks-jonen innbefatter fortrinnsvis ytterligere varmevekslerorgan i den ytre konstruksjonen derav.

Driftsparametrene som måles ifølge fremgangsmåten ved foreliggende oppfinnelse innbefatter en eller flere av følgende:

anodetemperatur

temperatur til anodestøttekonstruksjon sideveggtemperatur

frossen skorpetykkelse

badetemperatur

Det bør legges merke til at listen over ikke er utfyllende. Cellen drives fortrinnsvis slik at verdien av en spesiell parameter kontrolleres innen et bestemt område. For eksempel kan anodetemperaturen kontrolleres slik at den faller innen for eksempel et 50°C område.

Cellen bør innbefatte et kontrollsystem anpasset for å måle de ønskede oppdriftsparametre og kontrollere graden av varmefjerning fra cellen. Graden av varmefjerning kan kontrolleres ved å regulere strømningsmengden og/eller innløpstemperaturen til kjølefluidumet.

For ytterligere å forklare oppfinnelsen, vil det i det etterfølgende bli beskrevet foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen med henvisning til de medfølgende tegninger. Figur 1 viser et snitt av en aluminiumsmeltecelle innbefattende en kontinuerlig forbakt anodestøttekonstruksjon ifølge oppfinnelsen ut fra enden. Figur 2 viser et delvis snitt av støttekonstruksjonen vist i figur 1. Figur 3 viser et snitt av en forenklet utførelsesf orm av støttekonstruksjonen ifølge oppfinnelsen. Figur 4 er et snitt tilsvarende figur 1 og viser et modifi-sert varmevekslerarrangement. Figur 5 er et snitt som viser en sammenføyningsform mellom nærliggende anodeblokker. Figur 6 viser en ytterligere utførelsesform av anodestøt-tekonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse. Figur 7 viser utførelsesformen i figur 6 sett fra siden. Figur 8 viser en kryssplate som passer for bruk i anodestøt-tekonstruksjonen ifølge oppfinnelsen. Figurerene 9, 10 og 11 viser de termiske profiler fra en modell av en elektrolysecelle ifølge foreliggende oppfinnelse . Figur 12 viser den termiske profilen fra en modell av en elektrolysecelle som anvender en konvensjonell forbakt anodestøttekonstruksjon. Figur 13 viser den termiske profilen fra en modell av en elektrolysecelle som anvender anodestøttekonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse uten at det brukes varmegjenvinning.

Med henvisning først til figurene 1 og 2 i tegningene, innbefatter den kontinuerlige forbakte anodestøttekonstruk-sjonen 1 og 2 ifølge oppfinnelsen stive sidevegger 3 og 4 og stive endevegger 5, hvorav kun en er vist i figur 2, understøttet ved hvert hjørne av støttestenger 6 innbefattende skruejekkmekanismer 7 eller lignende for heving og senking av støtteoverbygningen definert av sideveggene og endeveggene 3, 4 og 5 med hensyn til aluminiumssmeltecellen C, vist skjematisk i figur 1 i tegningene. Sideplatene 3 og 4 og endeplatene 5 er stivt sammenføyd, for eksempel ved sveising, og definerer den stive støtteoverbygningen og sideveggene og endeveggen 3 og 5 er fortrinnsvis isolert på en måte som ikke er vist.

Mellom sideveggene 3 og 4 er det en rad av kryssplater 8 og 9 i avstand fra hverandre, som i foreliggende utførelsesform innbefatter sammenkoblede plate-elementer 10 som definerer en riflet utforming i hver plate som danner individuelle kileflater 12 som treffes av tilsvarende kileflater 13 dannet langs sidene av en kontinuerlig forbakt anode 14. Overflatene 13 på anoden 14 presses i intim kontakt med kile-overflatene 12 på de riflede kryssplatene 8 og 9 ved hjelp av en skruejekk 15 montert på sideplaten 3 eller en annen passende klemmekanisme. De riflede kryssplatene 8 og 9 er stivt festet til sideplatene 3 og 4, for eksempel ved not-og-fjærforbindelser eller med bolter og flenser (ikke vist) på kryssplatene 8 og 9 og festet til sideplatene 3 og 4.

Ved å variere antallet rifler på kryssplatene kan kontakt-trykket mellom kryssplatene og anoden justeres til en ønsket verdi. Det er mange riflemønstere som passer for bruk ved foreliggende oppfinnelse og det er inneforstått at oppfinnelsen innbefatter alle slike riflemønstere. Det er også mulig at ikke alle kryssplatene behøver å være riflet og de kan danne en flat flate mot anoden.

Rommet mellom de riflede kryssplatene 8 og 9 brukes som en varmevekslerkanal og innbefatter derfor fortrinnsvis luftføringsplater 16 vist skjematisk i figur 1 i tegningene som fører til varmluftskanaler 17, fremstilt i sideplatene 3 og 4, som vist skjematisk i figur 1 og 2. Kjølekanalene 17 forenkler strømningen av kjølefluidum i varmevekslerkanalene mellom kryssplatene som virker til å holde driftstemperaturen til overbygningen innen et passende område for å forhindre høytemperaturkryping og redusere varmetapene.

I utførelsesformen vist i figurene 1 og 2 i tegningene er en alumina matebinge 18 inneholdende en skorpebrytende mekanisme 19 plassert mellom de nærliggende støttekonstruksjonene 1 og 2, selv om det også kan tilveiebringes alternative matearran-gementer.

Om ønskelig kan cellens sidevegger og bunn innbefatte varmevekslerkanaler 20 vist skjematisk i figur 1, hvorved varmebalansen til hele cellen kan kontrolleres mer nøyaktig.

Strømmen tilføres anodene 14 via de riflede kryssplatene 8 og 9 på passende måte så som en anoderingskinne 21 og en koblingsskinne 22, koblet til anodehalene 23 som vist skjematisk i figur 4.

Ved å sirkulere luft gjennom varmevekslerrommene mellom de riflede platene 8 og 9 og inn i kanalene 17, kan varmebalansen til cellen kontrolleres og måles ved å måle volumet og temperaturen til luften som strømmer gjennom varmevekslerne. På denne måten vil prosesskontrollen kunne forbedres ved hjelp av muligheten til å opprettholde varmebalansen ved selektiv fjerning av varme fra cellen. Kontroll av varmebalansen i cellen på denne måten gjør det mulig å operere cellen ved variable ampernivåer, noe som i sin tur gjør det mulig å operere cellen ved høyere ampernivåer når det er tilgjengelig rimelig overskuddselektrisitet. Videre vil fjerning av høytemperaturvarme fra anodene ved å bruke arrangementet over, muliggjøre samtidig dannelse av elektrisitet fra denne varmen.

I en foretrukket utførelsesform kan karbonanodene være belagt med sprøytet aluminium. Alternativt kan en aluminiumsement eller et aluminiumspulver være påført mellom kryssplaten og anodekarbondet. Ved å gjøre dette, reduseres den elektriske kontaktmotstanden mellom anodene og kryssplatene, noe som forbedrer cellens effektivitet. Nøyaktig temperaturkontroll i anodekonstruksjonen er påkrevet ved denne utførelsesformen, siden temperaturen må holdes under smeltepunktet til aluminium. Varmevekslerkanalene mellom platene gjør det mulig å oppnå den nødvendige nøyaktige temperaturkontrollen.

Muligheten for å kontrollere temperaturen til anodekonstruksjonen gjør det også mulig å holde temperaturen under en temperatur hvor de mekaniske egenskapene til konstruk-sjonsmaterialene i anodestøttekonstruksjonen ødelegges.

Heving av bjelken utføres ved å løsne lett på klemorganene og bevege anodestøttestrukturen oppover, samtidig som anodene holdes igjen.

En forenklet utførelsesform av oppfinnelsen er vist i figur 3, hvor enkeltriflede kryssplater 25 er plassert mellom sideplatene 26 og 27 og klemskruer 28 montert på sideplatene 26 og 27 inngriper anodene 29 for å presse de riflede sidene til anodene 29 i intim kontakt med platene 25.

Ved denne utførelsesformen, og i den tidligere utførelsesfor-men, er ethvert åpent område mellom anodene og støttekon-struksjonen fortrinnsvis fyllt med alumina eller et annet materiale kompaktibelt med miljøet og celledriften for å forhindre anodebrenning, danne en forsegling mot utslipp av anodegasser og redusere varmestrømmen fra anodene til overbygningen.

I utførelsesformen vist i figur 4, strekker en enkelt anodekonstruksjon 30 seg over bredden av cellen C. Igjen er sideplatene 31 og 32 utformet med kanaler 33 og avstanden mellom de riflede kryssplatene 34 er avbøyd på samme måte som den første utførelsesformen.

Som vist i figur 5 i tegningene, utgjøres anoden 14, 29 og 30 av separate anodeblokker B som er utformet med sammenlåsende profiler som har til hensikt å forbedre festingen mellom blokkene B ved hjelp av en mer sikker limforbindelse G.

Cellen C vist i figurene 1 og 4 er fortrinnsvis av en fullstendig forseglet utforming innbefattende to tetnings-nivåer. Den nedre anoden og arbeidshulrommet holdes fortrinnsvis under et negativt trykk med hensyn til den øvre anoden, mens den øvre anoden holdes ved et negativt trykk med hensyn til omgivelsene. Cellen er åpen til atmosfæren kun under anodeinnsettingen og bjelkeheveoperasjonene (øvre del) og under tappingen (nedre del).

I hver av utførelsesformene over sikrer de riflede kryssplatene intim kontakt mellom de strømførende kryssplatene og de tilsvarende profilerte sidene til de kontinuerlig forbakte anodene. Dette arrangementet tilveiebringer en meget enkel, men allikevel stiv støttekonstruksjon for anodene og gjør det mulig å føre strømmen inn vertikalt i anodene og derved unngå magnetiske forstyrrelser av metallet i cellen.

I utførelsesf ormen i figur 1, 2 og 4 kan varmebalansen til cellen kontrolleres og måles ved hjelp av varmevekslere bygget inn i de riflede kryssplatekonstruksjonene. Dette gjør det mulig at cellens strømstyrke kan varieres for å dra fordel av overskuddselektrisitet og videre gjør det mulig at den gjenvundne varmen kan brukes for elektrisitetsdannelse. Videre holder den denne anordningen innen et passende driftstemperaturområde. Dette muliggjør kontroll av høytemperaturkryping, beskyttelse av kryssplatene fra indre oksydasjon og bruk av aluminium som et kontaktmedium mellom kryssplatene og anodene. Figurene 6 og 7 viser en ytterligere utførelsesform av en anodestøttekonstruksjon i henhold til foreliggende oppfinnelse. TJtførelsesformen i figurene 6 og 7 tilsvarer de som er vist i figur 1 og 2, med tillegg av en kontakttrykk-plate 40 for ytterligere å forbedre understøttelsen av de forbakte anodene. Kanalene 42 og 44, som tillater innløp og utløp av kjøleluft i rommet mellom kryssplatene, er tydelig vist i figur 7. Figur 8 viser et sidesnitt av en foretrukket utførelsesform av kryssplatene som brukes ved anodestøttekonstruksjoner i henhold til foreliggende oppfinnelse. Det bør legges merke til at figur 8 viser den siden av kryssplaten som vender bort fra anoden. Platen 8 innbefatter opphøyde kanter 46 og ledeplater 48 som sammen med innløpskanalen 42 og utløps-kanalen 44 definerer en innviklet bane for strømmen av kjøleluft. Andre varmeoverføringsmedia kan også brukes i stedet for kjøleluft.

Kryssplaten 80 innbefatter også et strømførende legeme 50 som i denne utførelsesformen utgjøres av et kobberlegeme. Kobberlegemet innbefatter en horisontaldel 42 og en vertikal stigeledningsdel 54. Under bruk er den vertikale stigeled-ningsdelen 54 koblet til elektrisitetstilførselen for cellen (ikke vist). Siden det strømførende legemet 50 er plassert nær den nedre enden av anodestøttekonstruksjonen, blir lengden av banen strømmen må strømme inn i cellen redusert, sammenlignet med konvensjonelle celler, og spenningstapet blir derved redusert. Denne utformingen er spesielt anvendelig for lavenergicelleutforminger som anvender fuktbare katoder hvor magnetiske forstyrrelser er neglisjer-bare .

Kryssplaten 8 kan fremstilles av ethvert passende materiale. Hovedkravet til materialet ved fremstillingen av kryssplatene, er at det har en tilstrekkelig mekanisk styrke til å understøtte anodene og at den mekaniske styrken til kryssplaten opprettholdes ved temperaturene som nås i anodekonstruksjonen under drift av cellen. En grad av elektrisk ledningsevne er også foretrukket, selv om den elektriske lednings-evnen til kryssplaten ikke behøver å være høy, spesielt når det strømførende legemet 50 utgjør endel av kryssplaten. Passende materialer ved fremstilling av kryssplaten innbefatter mildt stål og støpejern. Kryssplaten kan ha et belegg påført overflaten. For eksempel kan molybden eller isola-sjonshardmetallborider eller karbider, så som TiB2, TIC eller ZrB2, være sprøytebelagt på kryssplaten for å tilveiebringe en overflate som er resistent mot og fuktet av aluminium.

Som diskutert tidligere, ved utførelsesformene vist i figurene 1 til 8, kan varmebalansen til cellen kontrolleres og måles ved hjelp av varmevekslere innbefattet i kryssplatene. Dette muliggjør en nøyaktig kontroll over temperaturen til anodekonstruksjonen, samtidig dannelse av elektrisitet fra gjenvunnet varme og tillater at cellens strømstyrke kan varieres for å yte fordel av overskuddselektrisitet. For å vise dette, ble det utviklet en matematisk modell av cellen, innbefattende anodekonstruksjonen i henhold til foreliggende oppfinnelse. Den matematiske modellen ble brukt for å beregne varmestrømming i forskjellige deler av cellen og bestemme den totale temperaturprofilen til cellen. Ohmsk varmedannelsesspenninger ble innrettet med det som er normalt akseptabelt for forbakte anodeceller og vurdert for drift av cellen ved valgte strømstyrker. Varmeoverføringskoeffisien-ten ved bad/anodegrensef laten ble også vurdert for å tilpasses forskjellige anodestrømstettheter.

Den termiske utformingen og de valgte kriteriene som ble brukt for å evaluere driftsparametrene til cellen, var: i) badovervarme (superheat) vil være over det kritiske

for aluminaoppløsning:

ii) sideveggene bør være beskyttet av frossen skorpe; ili) underkatodisk isolasjon bør være termisk stabil og iv) temperaturen på katodeoverflaten bør være høy nok til å forhindre at det dannes stort fremspring eller slamdannelse under anodeskyggen.

De termiske profilene fra modellen under forskjellige betingelser er vist i figurene 9 til 13. Figurene 9, 10 og 11 viser drift av en celle innbefattende anodestøttekon-struksjonen i henhold til foreliggende oppfinnelse ved varierende amperstyrke og energitilførsel med varmegjenvinning i anodestøttekonstruksjonen. Av kritisk viktighet for drift og levetiden til cellen, er badets fryseisoterm (i dette tilfellet temperatur tilsvarend 953°C). Denne isotermen representerer utstrekningen av det frosne fremspringet og for å beskytte sideveggene til cellen, må denne isotermen strekke seg forbi cellens sidevegger. Som vist i figurene 9 og 10, vil drift av cellen ved 95 kA og 116 kA med varmegjenvinning i anodestøttestrukturen, resultere i dannelse av et frossent fremspring med tilstrekkelig tykkelse til å beskytte sideveggen til cellen ved en tilfredsstillende sikkerhetsmargin. Figur 11, som er en kurve av den termiske profilen til cellen som drives ved 135 kA, viser at det frosne fremspringet såvidt dekker sideveggen. Dette representerer den øvre driftsbetingelsen til cellen. Figurene 12 og 13 viser den termiske profilen for en konvensjonell kontinuerlig forbakt anodecelle som drives ved en strømstyrke på 100 kA og 105 kA, uten varmegjenvinning i anodekonstruksjonen. Som det fremgår, dekker det frosne fremspringet såvidt cellens sidevegg og indikerer at de øvre grensene for driftsbetingelser til cellen er nådd ved en mye lavere energitilførsel. I motsetning til dette, kan cellen som innbefatter anodestøttekonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse (som tillater varmegjenvinning), opereres ved en strømstyrke opptil 135 kA. Når strømstyrken i cellen stort sett tilsvarer tallet produsert i cellen, har anvendelse av anodestøttekonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse potensial til å øke metallproduksjonen med en faktor på 1.3, sammenlignet med konvensjonelle celler.

Resultatene fra den termiske modelleringen av cellen er oppsummert i tabell 1. Disse indikerer at under drift ved høy strømstyrke, dannes en relativt stor varmemengde (382 kW) og en stor del av denne (192 kW) kan gjenvinnes fra anoden. Resultatet bekrefter at det er hensiktsmessig å operere celler med anodestøttekonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse ved et bredt område av energitilførsler. Overskuddsvarme kan gjenvinnes ved hjelp av anodekonstruksjonen uten i negativ grad å påvirke varmebalansen til resten av cellen. I motsetning til dette kan ikke celler uten varmefjerning brukes for drift ved syklisk energitilførsel uten å påvirke deres levetid. Dersom en celle ifølge foreliggende oppfinnelse opereres i en syklisk modus, indikerer resultatene at endel av overskuddsvarmen (6000 kWh) kan lagres i anodeanordningen i form av indre energi. Endel av dette (3000 kWh) kan deretter gjenvinnes ved å kjøle ned anordningen. Foreliggende oppfinnelse kan derved muliggjøre drift ved syklisk energi som anvender lavkostenergi i perioder med overskuddskraft og forsinket varmegjenvinning som gjør høykvalitetsvarme tilgjengelig under topperioder, når verdien av denne gjenvundne varmen er mye større.

Varmen som fjernes fra cellen kan være 1 form av lavkvalitetsvarme eller høykvalitetsvarme, avhengig av kravene på stedet hvor cellen er plassert.

Dersom det er nødvendig med lavkvalitetsvarme, kan kjøleluft tilføres i varmevekslingskanalene i anodestøttekonstruksjonen ved en lav temperatur, for eksempel fra 20° C til 100° C og gjenvinnes ved ca. 300°C. Denne gjenvundne luften kan anvendes for fremstilling av lavtrykksdamp. Alternativt, dersom det er nødvendig med gjenvinning av høykvalitetsvarme, slik det ville være tilfelle dersom det er ønskelig med elektrisistetsproduksjon på stedet, kan kjøleluften som tilføres varmevekslerkanalen, ha en relativt høy temperatur, for eksempel opptil 300°C, og deretter gjenvinnes ved en temperatur på ca. 500°C. Denne varme luften kunne føres til en koker for å fremstille damp for elektrisitetsproduksjon. Avgassene fra kokeren kunne deretter resirkuleres som fødekjøleluft til varmevekslerkanalene. En fagmann innen området vil innse at gjenvinning av lav- eller høykvalitets-varme vil være bestemt av kravene på stedet og de ønskede driftsbetingelsene for smeltecellen.

Det ble utført forsøk for å bestemme kontaktmotstandene mellom forskjellige karbonanoder og støpejernskryssplater som ble målt under industrielle betingelser for forskjellige kombinasjoner av kontaktmedier, trykk og temperatur. Forsøkene ble utført i en spesialanordning montert i et hjørne til en celle av industriell størrelse. Forsøkene ble utført under oppstart av cellen og resultatene er gitt i tabell 2 under.

Tabell 3 viser overflatepreparering/behandling og kontaktme-diet ved grenseflaten som ble brukt. Både molybden og aluminium ble sprøytet på respektive overflater til støpejern og karbon. Strømtettheten i forsøksanodeanordningen var tilnærmet 1.7 - 1.8 Amp/cn^.

Resultatene viser at det kan oppnås akseptable kontakt-motstander under de fleste driftsbetingelsene og ved bruk av "standard" og belagte kryssplater og anoder.

Disse resultatene viser også fordelene ved å holde anode/ kryssplatetemperaturen uner 600°C og sprøyte anodekontakt-flaten med aluminium før den treffer en kryssplate.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for drift av en elektrolysecelle (C) anvendt ved produksjon av aluminium, hvilken celle innbefatter: et skall som har bunn og sidevegger; en katode; en anodestøttenstruktur (1,2) som støtter en eller flere kontinuerlige forbakte anoder (14,29,30) over nevnte katode; nevnte anodestøttestruktur (1,2) inkluderer varmevekslingsmidler som muliggjør positiv og kontrollert varmeekstraksjon fra nevnte anodestøttestruktur (1,2),karakterisert ved at nevnte fremgangsmåte innbefatter å tilveiebringe et kontaktresistent reduserende aluminiumsjikt mellom anodestøttestrukturen (1,2) og en eller flere anoder (14,29,30) og å kontrollere en varmevekslingshastighet fra nevnte anodestøttestruktur (1,2) slik at temperaturene i anodestøttestrukturen (1,2) holdes under en settemperatur, nevnte settemperatur velges for å unngå smelting eller nedbryting av nevnte kontaktresistente reduserende aluminiumsjikt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte trinn med å tilveiebringe et kontaktresistent reduserende aluminiumsjikt innbefatter påføring av en aluminiumspray på nevnte en eller flere anoder (14,29,30) før plassering av nevnte en eller flere anoder i nevnte anodestøttestruktur (1,2).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinnet med å tilveiebringe nevnte kontaktaresi-stente reduserende aluminiumsjikt mellom nevnte anodestøtte-struktur (1,2) og nevnte en eller flere anoder (14,29,30) innbefatter pakking av aluminiumsement eller aluminiumpulver mellom anodestøttestruktur (1,2) og nevnte en eller flere kontinuerlige forbakte anoder (14,29,30).

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte anode-støttestruktur (1,2) innbefatter et par av faste sideplater (2,4) og et par av faste endeplater (5) fast bundet sammen for å definere en innelukket støttende understruktur hvor minst et par av stive elektrisk ledende kryssplater (8,9) i avstand fra hverandre utformet for å tilveiebringe kileoverflater mot hvilke korresponderende formede sideoverflater av nevnte en eller flere kontinuerlige forbakte anoder (14) holdes ved klemmeorganer (15) støttet av en av nevnte sideplater (3), organ for å introdusere elektrisk strøm inn i nevnte kryssplater (8,9), heve- og senkeorganer (7) båret av nevnte støttende understruktur for å gi riktig posisjonering av anodene (14) og mating av anodene med hensyn til støtte-strukturen, hvori nevnte støttestruktur (1,2) støtter multiple anoder (14) og kryssplatene (8,9) som støtter tilstøtende anoder (14) har et mellomrom som definerer en varmevekslingsvei mellom dem, nevnte fremgangsmåte inkluderer passering av et varmevekslermedium langs nevnte varmevekslervei for å opprettholde nevnte temperatur i nevnte anode-støttestruktur (1,2) under nevnte settemperatur.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte varmevekslervei inkluderer en eller flere skjermer (16) og trinnet med å passere nevnte varmevekslermedium langs nevnte varmevekslervei forårsaker en strøm av nevnte varmeoverføringsmedium å passere over i det vesentlige hele overflaten av kryssplatene (8,9) som støtter tilstøtende anoder.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at den videre innbefatter trinnet med å påføre et belegg av et elektrisk ledende materiale som er fuktet med og resistent ovenfor smeltet aluminium på overflaten av kryssplatene (8,9).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at nevnte belegg er utvalgt fra gruppen som består av molybden, kobber, krum, ildfast hardmetallbor, ildfast hardmetallkarbid og blandinger derav.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte varme-vekslerhastighet kontrolleres for å tillate operasjon av cellen ved å variere strømstyrken.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte celle opereres ved høy strømstyrke i løpet av perioder når "off-peak"-elektrisiteten er tilgjengelig og opererer ved lavstrømstyrke i løpet av maksimumsperioder.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at temperaturen til anodestøttestrukturen (1,2) tillates å heves i løpet av høystrømstyrkeoperasjon og derved lagre varme i nevnte anodestøttestruktur (1,2) og nevnte lagrede varme gjenvinnes i løpet av etterfølgende lavstrøm-styrkeoperasj on.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at gjenvunnet varme anvendes for å kogenerere elektrisitet.

12. Elektrolysecelle (C) for fremstilling av aluminium, nevnte celle inkluderer: et skjell som har bunn- og sidevegger; en katode; en anodestøttestruktur (1,2) som støtter en eller flere kontinuerlige forbakte anoder (14,29,30) over nevnte katode;karakterisert ved at nevnte anodestøtte-struktur (1,2) inkluderer varmevekslerorganer som muliggjør positiv og kontrollert varmeekstraksjon fra nevnte anode-støttestruktur (1,2) og videre kjennetegnet ved at et kontaktresistent reduserende aluminiumsjikt er tilveiebrakt mellom anodestøttestrukturen (1,2) og en eller flere anoder (14,29,30), nevnte varmevekslerorgan er kontrollerbart for å opprettholde temperaturen til anodestøttestrukturen (1,2) under smelte- eller nedbrytningstemperaturen til nevnte kontaktresistente reduserende aluminiumsjikt.

13. Elektrolysecelle ifølge krav 12, karakterisert ved at nevnte kontaktresistente reduserende aluminium-sj ikt innbefatter et spraybelagt aluminiumsjikt på nevnte en eller flere anoder (14,29,30).

14. Elektrolysecelle ifølge krav 12, karakterisert ved at nevnte kontaktresistente reduserende aluminium-sj ikt innbefatter aluminiumpulver eller aluminiumsement pakket mellom nevnte anodestøttestruktur (1,2) og nevnte en eller flere kontinuerlige forbakte anoder (14,29,30).

15. Elektrolysecelle ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 15,karakterisert ved at nevnte anode-støttestruktur (1,2) innbefatter et par faste sideplater (3,4) og et par faste endeplater (5) fast bundet sammen for å definere en innelukket støttende understruktur, minst et par faste elektrisk ledende kryssplater (8,9) i avstand fra hverandre konfigurert for å tilveiebringe kileoverflater mot hvilke korresponderende formede sideoverflater av nevnte en eller flere kontinuerlige forbakte anoder (14) holdes ved klemmeorganer (15) som støttes av en av nevnte sideplater (3), organer for å introdusere elektrisk strøm på nevnte kryssplater (8,9), heve- og senkeorganer (7) båret av nevnte støttende overstruktur for å gi nøyaktig posisjonering av anodene (14) og mating av anodene med hensyn til støttestruk-turen, og nevnte støttestruktur (1,2) støtter multiple anoder (14) og kryssplatene (8,9) som støtter tilstøtende anoder (14) har et mellomrom som definerer en varmevekslingsvei derimellom, hvorved et varmevekslermedium kan passere langs nevnte varmevekslervei for å oppnå nevnte kontrollerte varmeekstraksjon fra nevnte anodestøttestruktur (1,2).

16. Elektrolysecelle ifølge krav 15, karakterisert ved at nevnte varmevekslervei inkluderer en eller flere skjermer (16) for å forårsake at nevnte varmevekslermedium passerer over i det vesentlige hele overflaten til nevnte kryssplater (8,9) som støtter tilstøtende anoder (14).

17. Elektrolysecelle ifølge krav 15 eller 16, karakterisert ved at cellen videre innbefatter et belegg av et elektrisk ledende materiale som er fuktet med og resistent mot smeltet aluminium på overflaten av kryssplatene (8,9).

18. Elektrolysecelle ifølge krav 15, karakterisert ved at nevnte elektrisk ledende materiale er utvalgt fra gruppen som består av molybden, kobber, krom, ildfast hardmetallborid, et hardmetallkarbid og blandinger derav.