NO813602L

NO813602L - MELT BATTERY ELECTROLY ELECTRODE.

Info

Publication number: NO813602L
Application number: NO813602A
Authority: NO
Inventors: Konrad Koziol; Christine Zoellner; Malcolm F Pilbrow; Dieter H Zoellner
Original assignee: Conradty Nuernberg
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1982-04-28
Also published as: HU183640B; JPS5776192A; EP0050680A1; DD201837A5; ES507054A0; ES8207594A1

Description

Oppfinnelsen angår en elektrode for smeltebadelektrolyse, spesielt for elektrolytisk fremstilling av metaller, The invention relates to an electrode for molten bath electrolysis, in particular for the electrolytic production of metals,

som aluminium, magnesium, natrium, lithi'um/eller av forbindelser. such as aluminium, magnesium, sodium, lithium/or of compounds.

Ved elektrolytisk fremstilling av aluminium, magnesium, alkalimetaller og dessuten forbindelser etc. i teknisk måle-stokk finner fremdeles i overveiende grad carbonelektroder av hårdbrent kull eller grafitt anvendelse. Selv om elektrodene hovedsakelig tjener for strømføringen, tar de imidlertid også hyppig del i selve elektroderaksjonene. Det vir-kelige elektrodeforbruk ligger som følge herav betydelig over den teoretiske slitasjehastighet, og dette kan tilbakeføres til carbonelektrodenes tilbøyelighet til å oxydere under elektrolysebetingelser. Den teoretiske slitasjehastighet er for smeltebadelektrolyse ved fremstilling av aluminium 334 kg carbon/tonn aluminium, mens det i virkeligheten finner sted en carbonslitasje av ca. 450 kg carbon/tonn aluminium. In the electrolytic production of aluminium, magnesium, alkali metals and also compounds etc. on a technical scale, carbon electrodes of hard burnt coal or graphite are still predominantly used. Although the electrodes mainly serve for the current flow, they also frequently take part in the electrode reactions themselves. As a result, the actual electrode consumption is significantly above the theoretical wear rate, and this can be attributed to the carbon electrodes' tendency to oxidize under electrolysis conditions. The theoretical wear rate for molten bath electrolysis in the production of aluminum is 334 kg carbon/tonne aluminium, while in reality a carbon wear of approx. 450 kg carbon/tonne aluminium.

Lignende problemer foreligger for elektroder for fremstilling av magnesium, natrium, lithium og cer-blandings-metaller. De reaksjoner av oxyderende type på den elektrode-del som er neddykket i saltsmelten, og dessuten avbrann på grunn av luftoxygen på den del som rager ut fra smeiten, Similar problems exist for electrodes for the production of magnesium, sodium, lithium and cer-mixed metals. The reactions of an oxidizing type on the part of the electrode that is immersed in the salt melt, and also burning due to air oxygen on the part that protrudes from the melt,

fører til en ujevn og for tidlig slitasje av elektrodene. Dertil kommer denødeleggende virkning av de grafittinn-leiringsforbindelser som dannes fra elektrolyttbestanddelér hhv. deres nedbrytningsprodukter. Riktignok er allerede forsøk blitt gjort på å omvandle carbonelektroder til et egnet elektrodemateriale ved impregnering, påfølgende termo-kjemisk behandling og overføring til carbon-siliciumcarbid-kompositter. Disse forsøk har imidlertid i.praksis ikke ført til noen vesentlig forbedring av smeltebadelektrolysen. leads to uneven and premature wear of the electrodes. In addition, there is the destructive effect of the graphite-clay compounds that are formed from electrolyte constituents or their breakdown products. Admittedly, attempts have already been made to transform carbon electrodes into a suitable electrode material by impregnation, subsequent thermo-chemical treatment and transfer to carbon-silicon carbide composites. In practice, however, these attempts have not led to any significant improvement of molten bath electrolysis.

De ovenfor beskrevne ulemper ved carbonelektroderThe above-described disadvantages of carbon electrodes

og dessuten de økende omkostninger for grafitt og hårdbrent kull har påskyndet utviklingen med å komme frem til form-stabile elektroder. Derved håpes det på ikke bare å kunne erstatte det petrokjemiske råmateriale petrolkoks som alene i Vest-Tyskland forbrukes for smeltebadelektrolyse i en and furthermore, the increasing costs of graphite and hard-burnt coal have accelerated the development of arriving at form-stable electrodes. Thereby, it is hoped not only to be able to replace the petrochemical raw material petroleum coke, which alone in West Germany is consumed for melt bath electrolysis in a

mengde av ca. 500000 tonn/år, men også på å kunne spare på energiforbruket. ■ amount of approx. 500,000 tonnes/year, but also on being able to save on energy consumption. ■

For dette formål er allerede en rekke keramiske materialer, f.eks. ifølge britisk patentskrift 1152124 (stabilisert zirkoniumoxyd), US patentskrift 4057480 (i det vesentlige tinnoxyd), vest-tysk publisert patentsøknad 2757898 ( i det vesentlige siliciumcarbid-ventilmetallborid-carbon), syd-afrikansk patentsøknad 77/1931 (yttriumoxyd med en over-flate av elektrokatalysatorer) eller ifølge vest-tysk publisert patentsøknad 2446314 (keramisk grunnmateriale med overtrekk av spinellforbindelser), blitt beskrevet. Endelig skal det vises til forslaget om å anvende ikke-oxyderbare kompositter med høy kjemisk renhet ifølge europeisk patentsøknad 80103126.1 innlevert 4. juni 1980. For this purpose, a number of ceramic materials, e.g. according to British patent document 1152124 (stabilized zirconium oxide), US patent document 4057480 (essentially tin oxide), West German published patent application 2757898 (essentially silicon carbide valve metal boride carbon), South African patent application 77/1931 (yttrium oxide with a surface of electrocatalysts) or according to West German published patent application 2446314 (ceramic base material with coating of spinel compounds), has been described. Finally, reference should be made to the proposal to use non-oxidizable composites with high chemical purity according to European patent application 80103126.1 filed on 4 June 1980.

Det er en ulempe ved anvendelsen av elektroder som er laget av keramiske materialer, at de hyppig bare har en måtelig til midlere elektrisk ledningsevne selv efter tilsetning av ledningsøkende komponenter. Dette er bare aksepterbart for slike prosesser hvor elektrodedimensjonene er små og strøm-banen derfor kort. Dette gjelder imidlertid bare primært for elektrolyse i vandige medier, mens elektrodene for smeltebadelektrolyse f. eks. for fremstilling av aluminium, har betydelige dimensjoner. Således kan elektrodene for produksjon av aluminium ha en dimensjon av opp til 2250 x 950 x 750 mm, mens typiske grafittelektroder for fremstilling av magnesium kan ha en dimensjon av 1700 x 200 x 100 mm hhv. en diameter av 400 x 2200 mm alt efter prosesstypen. Fremstillingen av slike massive blokker av de nevnte keramiske materialer er kostbar og byr på betydelige vanskeligheter hva gjelder tem-peraturvekslingsbestandighet og elektrisk innvendig .motstand. Bestrebelsene innen den strømforbrukende industri er imidlertid i den senere tid blitt spesielt rettet på å kunne oppnå It is a disadvantage of the use of electrodes made of ceramic materials that they often only have moderate to average electrical conductivity even after the addition of conductivity-increasing components. This is only acceptable for such processes where the electrode dimensions are small and the current path therefore short. However, this only applies primarily to electrolysis in aqueous media, while the electrodes for molten bath electrolysis, e.g. for the production of aluminium, has significant dimensions. Thus, the electrodes for the production of aluminum can have a dimension of up to 2250 x 950 x 750 mm, while typical graphite electrodes for the production of magnesium can have a dimension of 1700 x 200 x 100 mm respectively. a diameter of 400 x 2200 mm depending on the type of process. The manufacture of such massive blocks of the aforementioned ceramic materials is expensive and presents considerable difficulties in terms of temperature change resistance and electrical internal resistance. Efforts within the power-consuming industry have, however, recently been particularly aimed at being able to achieve

en senkning av det spesifikke energiforbruk, og keramiske, massive elektroder har derfor likeledes hittil ikke funnet noen anvendelse i praksis. a lowering of the specific energy consumption, and ceramic, massive electrodes have therefore likewise not found any application in practice to date.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe enThe invention aims to provide a

ny elektrodetype for smeltebadelektrolyse og som i mindre grad er beheftet med de ovenfor beskrevne ulemper i forbind- new electrode type for melt bath electrolysis and which is less affected by the above-described disadvantages in connection

else med teknikkens stand. Det skal da ifølge oppfinnelsen spesielt tilveiebringes en elektrode som arbeider sikkert med ytterst lave strøm/spenningstap.og for hvilken like- else with the state of the art. According to the invention, an electrode must then be provided in particular that works safely with extremely low current/voltage losses, and for which

vel spektrumet av de siden lang tid tilbake kjente aktive materialer som er blitt anvendt og som også vil bli anvendt i fremtiden, kan anvendes på samme måte. Elektroden skal derved være spesielt vedlikeholds- bg reparaturvennlig. well the spectrum of the long-known active materials which have been used and which will also be used in the future, can be used in the same way. The electrode must therefore be particularly maintenance- and repair-friendly.

Denne elektrodetype skal fortrinnsvis anvendes som anode. This type of electrode should preferably be used as an anode.

Denne oppgave løses ved tilveiebringelsen av en elektrode av den ovennevnte type som er særpreget ved et øvre avsnitt av metall hhv. metallegering som eventuelt omslutter en kjøleinnretning, idet det øvre avsnitt oppviser en indre og en ytre del som er laget slik at de. kan løsnes fra hverandre, og dessuten et nedre avsnitt av aktivt materiale. This task is solved by providing an electrode of the above type which is characterized by an upper section of metal or metal alloy which optionally encloses a cooling device, the upper section having an inner and an outer part which are made so that they. can be detached from each other, and furthermore a lower section of active material.

Som kjølemiddel kan f.eks. væsker, som vann, eller gasser, f.eks. luft, anvendes. As a coolant, e.g. liquids, such as water, or gases, e.g. air, is used.

Slike elektroder av et avkjølt metallskaft med en forbruksdel av grafitt er allerede blitt foreslått anvendt ved fremstilling av elektrostål i elektroovner hvor en lys-bue er dannet fra elektrodens spiss. På grunn av fore-komsten av lysbuen og dens mulighet for å vandre, de ekstreme temperaturer som derved fås i nærheten av lysbuen, men også Such electrodes of a cooled metal shaft with a consumable part of graphite have already been proposed for use in the production of electric steel in electric furnaces where an arc is formed from the tip of the electrode. Due to the occurrence of the arc and its ability to travel, the extreme temperatures thereby obtained in the vicinity of the arc, but also

på grunn av atmosfæren i elektrostålovnen og typen av elektrodeprosessen, foreligger det så sterke avvik sammenlignet med smeltebadelektrolyse at muligheten for å kunne anvende slike elektrodetyper for å utføre smeltebadelektrolyse ikke ble vurdert. Hva gjelder en slik teknikkens stand kan det her bare vises til f.eks. britisk patentskrift 1223162, vest-tysk utlegningsskrift 2430817 eller den publiserte europeiske patentsøknad 79302809.3. I disse dokumenter er de i disse omtalte elektroder blitt beskrevet med henblikk på de spesielle krav til lysbueelektroden og de bestrebelser som gjøres på å tilfredsstille de spesielle krav som forekommer ved prosesser for fremstilling av elektrostål. due to the atmosphere in the electric steel furnace and the type of electrode process, there are such strong deviations compared to molten bath electrolysis that the possibility of being able to use such electrode types to perform molten bath electrolysis was not considered. With regard to such a state of the art, here only reference can be made to e.g. British patent specification 1223162, West German specification specification 2430817 or the published European patent application 79302809.3. In these documents, the electrodes mentioned in these have been described with a view to the special requirements for the arc electrode and the efforts made to satisfy the special requirements that occur in processes for the production of electrical steel.

Ifølge en foretrukken utførelsesform av den foreliggende elektrode er en indre del og en ytre del av det øvre avsnitt laget på en fra hverandre løsbar måte. slik at den indre del inneholder et gass- hhv., væskeførende kammer med forløps- og tilbakeløpskanal og den ytre del omslutter den indre del eventuelt bare i et delavsnitt. According to a preferred embodiment of the present electrode, an inner part and an outer part of the upper section are made in a detachable manner. so that the inner part contains a gas- or liquid-carrying chamber with a flow and return channel and the outer part encloses the inner part possibly only in a partial section.

Den ytre del utgjør i alminnelighet tilkoblingselektroden og kan bestå av det samme metall hhv. av den samme metallegering, men også av et materiale som er for-skjellig fra disse, som den indre del. I den ytre del kan kjølekanaler eller lignende være anordnet. Dessuten er det også mulig i den ytre del å tilveiebringe fastholdelses-kanaler, f.eks. for føring og lagring av beskyttelsesskikt som ligger under disse. Med betegnelsen "isolerende" skal ifølge den her beskrevne oppfinnelse et materiale forstås som er inert og avskjermende overfor elektrolysemediane og som eventuelt også kan være elektrisk isolerende. The outer part generally forms the connection electrode and can consist of the same metal or of the same metal alloy, but also of a material different from these, such as the inner part. Cooling channels or the like can be arranged in the outer part. In addition, it is also possible in the outer part to provide retention channels, e.g. for guiding and storing protective layers that lie below them. According to the invention described here, the term "insulating" is to be understood as meaning a material which is inert and shields against the electrolysis medium and which can optionally also be electrically insulating.

Ifølge en foretrukken utførelsesform av den foreliggende elektrode er, som allerede nevnt, den indre del omsluttet av den ytre del bare innenfor et delområde, slik at metallskaftet samlet kan være utformet av et øvre område med større diameter og et nedre område med mindre diameter. For en slik elektrode kan denne indre del være beskyttet med et høytemperaturisolasjonsskikt som f.eks. med fordel neden-til står i forbindelse med den ytre del og strekker seg til i nærheten av skruenippelen eller en lignende innretning eller utover denne til som regel liten deloverdekning av den aktive del. Det høytemperaturbestandige isolasjonsskikt kan bestå av keramisk materiale, men også av grafitt belagt med keramisk materiale. Isolasjonsskiktet kan spesielt fordelaktig bestå av en massiv formdel, fleks, av et belagt grafittenkeltrør eller av en rekke delsegmenter som f.eks. ifølge fjær-not-systemet kan holdes selvstendig i et motlager og beveges i retning mot elektrodens akse. For de fleste anvendelsesformål av den foreliggende elektrode hhv. anode er det spesielt fordelaktig at i det minste området for formdelen som kan komme i berøring med elektrolytten og de dannede produkter, avskjermer metallskaftet og eventuelt andre metalliske deler, spesielt nippelen, gass- og væsketett. According to a preferred embodiment of the present electrode, as already mentioned, the inner part is enclosed by the outer part only within a partial area, so that the metal shaft can collectively be formed of an upper area with a larger diameter and a lower area with a smaller diameter. For such an electrode, this inner part can be protected with a high-temperature insulating layer such as e.g. advantageously below is in connection with the outer part and extends to the vicinity of the screw nipple or a similar device or beyond this to, as a rule, small partial coverage of the active part. The high-temperature-resistant insulation layer can consist of ceramic material, but also of graphite coated with ceramic material. The insulation layer can particularly advantageously consist of a massive molded part, flex, of a coated graphite single tube or of a number of sub-segments such as e.g. according to the spring-groove system can be held independently in a counter bearing and moved in the direction towards the axis of the electrode. For most applications of the present electrode or anode, it is particularly advantageous that at least the area of the mold part that can come into contact with the electrolyte and the formed products shields the metal shaft and possibly other metallic parts, especially the nipple, gas and liquid tight.

For den foreliggende elektrode består ingen begrens-ninger hva gjelder motlageret som det isolerende skikt hhv. formdelen bæres på. Dette kan likeledes utgjøres av et mot-stykke som består av et høytemperaturfast, isolerende metall, av skruenippelen som sådan, eventuelt av en del av den aktive del som sådan eller av en kombinasjon av disse. I alminnelighet vil imidlertid den isolerende formdel ikke alene hvile på den aktive del dersom dette er et materiale som forbrukes, men den vil i det minste delvis være båret av et ikke forbrukbart, varmbestandig materiale. For the present electrode, there are no restrictions regarding the counter bearing as the insulating layer or the mold part is worn on. This can likewise be made up of a counterpart consisting of a high-temperature-resistant, insulating metal, of the screw nipple as such, possibly of part of the active part as such or of a combination of these. In general, however, the insulating mold part will not alone rest on the active part if this is a material that is consumed, but it will at least partly be supported by a non-consumable, heat-resistant material.

For den foretrukne utførelsesform av elektroden hvor den indre del er omsluttet innen et øvre delområde, spesielt innen området for den sideveis strømtilførsel, er det i alminnelighet ikke nødvendig å overtrekke den ytre del ytterligere med et keramisk, isolerende skikt. Dette vil imidlertid være avhengig av den angjeldende høydé for den ytre del i forhold til den indre del og kan i overensstemmelse med anvendelse og formål med elektroden bestemmes i overensstemm, meise hermed. For the preferred embodiment of the electrode where the inner part is enclosed within an upper part area, especially within the area for the lateral current supply, it is generally not necessary to coat the outer part further with a ceramic, insulating layer. This will, however, depend on the relevant height for the outer part in relation to the inner part and can be determined in accordance with the application and purpose of the electrode in accordance with this.

Den indre del av elektroden er ført helt til inn i nippelforbindelsen som det øvre avsnitt av metall og det undre avsnitt er forbundet med. Den eventuelt nødvendige væske- hhv. gasskjøleinnretning i den indre del og som forløper aksialt i denne, er med fordel ført inn i skruenippelen som sådan da denne alt efter anvendt materiale kan utsettes for en spesielt sterk varmepåkjenning. The inner part of the electrode is led all the way into the nipple connection with which the upper section of metal and the lower section are connected. The possibly necessary liquid or gas cooling device in the inner part and which runs axially in this, is advantageously led into the screw nipple as such as this, depending on the material used, can be exposed to a particularly strong heat stress.

Forbindelsen mellom den indre og den ytre del kan ut-føres på flere måter. Forbindelseslinjen er da som regel parallell i forhold til elektrodens akse. The connection between the inner and the outer part can be made in several ways. The connection line is then usually parallel to the axis of the electrode.

Den løsbare forbindelse kan oppnås.f.eks. ved hjelpThe soluble compound can be obtained.g. with help

av en gjenge eller ved en tilsvarende tilpasning av delene. Det er spesielt foretrukket når den indre del er utformet of a thread or by a corresponding adaptation of the parts. It is particularly preferred when the inner part is designed

som tilpasningsstykke med kjegleform, hvorved den ytre og indre del eventuelt innenfor et delområde dessuten er forsynt med en gjenge. as an adaptation piece with a cone shape, whereby the outer and inner part, possibly within a partial area, are also provided with a thread.

På den ytre del kan tilkoblingsbakker være festet, f.eks. via lommer eller holdere, og som strømtilførselen for elektrodene står i forbindelse med. Ifølge en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen er lommer festet til den ytre del i hvilke grafittplater eller segmenter er innført til Connection trays can be attached to the outer part, e.g. via pockets or holders, and with which the power supply for the electrodes is connected. According to a preferred embodiment of the invention, pockets are attached to the outer part in which graphite plates or segments are introduced to

strømtilførselen.the power supply.

Som aktive materialer som ved hjelp av én eller flere • skruenipler eller eventuelt gjenger er forbundet med det øvre avsnitt, kan f.eks. amorft carbon, grafitt, keramiske ledere, f.eks. de som allerede er nevnt ovenfor, eller en kompositt av uorganisk materiale med et elektrokjemisk aktivt materiale nevnes. I denne sammenheng skal det spesielt vises til europeisk patentsøknad 80103126.1.i hvilken spesielt foretrukne kompositter av uorganiske fibre med et elektrokjemisk aktivt materiale er omtalt. Den der fore-kommende beskrivelse av de aktive materialer og også av deres anordning skal gjelde som fullstendig tatt med i den foreliggende patentsøknad ved den uttrykkelige henvisning til den europeiske patentsøknad. Det er i denne detaljert beskrevet at det aktive materiale kan være utformet som et antall av staver, plater, rør eller lignende som er forbundet med hverandre eller skilt fra hverandre. De i den europeiske patentsøknad omtalte anordninger av staver, plater eller rør skal imidlertid ikke tolkes begrensende hva gjelder de an-vendbare keramiske eller andre aktive materialer ifølge den foreliggende oppfinnelse. Uttrykt på annen måte skal de i den angitte europeiske patentsøknad beskrevne aktive materialer hhv. kompositter tas i betraktning innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse. De ovenfor beskrevne konstruksjons-messige anordninger av de aktive deler kan i elektroden ifølge den foreliggende oppfinnelse være forbundet med det øvre, metalliske avsnitt, f.eks. ved hjelp av nipler, gjenger eller lignende. As active materials which are connected to the upper section by means of one or more • screw nipples or possibly threads, e.g. amorphous carbon, graphite, ceramic conductors, e.g. those already mentioned above, or a composite of inorganic material with an electrochemically active material are mentioned. In this context, particular reference should be made to European patent application 80103126.1 in which particularly preferred composites of inorganic fibers with an electrochemically active material are discussed. The description of the active materials and also of their arrangement that occurs there shall be considered as fully included in the present patent application by the express reference to the European patent application. It is herein described in detail that the active material can be designed as a number of rods, plates, pipes or the like which are connected to each other or separated from each other. However, the arrangements of rods, plates or tubes referred to in the European patent application should not be construed as limiting as regards the applicable ceramic or other active materials according to the present invention. Expressed in another way, the active materials described in the specified European patent application or composites are considered within the scope of the present invention. In the electrode according to the present invention, the structural arrangements of the active parts described above can be connected to the upper, metallic section, e.g. by means of nipples, threads or the like.

Det er også mulig at det nedre avsnitt består av aktivt materiale i form av flere enheter som holdes på plass ved hjelp av én eller flere nippelforbindelser, idet denne anordning av enhetene kan være ved siden av hverandre og/eller under hverandre. Således kommer spesielt med hensyn til forbrukbare aktive materialer, f.eks. grafitt, mellomstykker av et slikt materiale i betraktning til hvilket en enhet som da er fullstendig selvforbrukende, kan være skrudd fast. Derved kan den siste aktive enhet forbrukes fullstendig uten at nippelforbindelsen som det metalliske øvre avsnitt er forbundet med, utsettes for fare.. I tilfeller hvor det øvre avsnitt med nippel ikke utsettes for for høye temperaturer, kan det gis avkall på en kjøleinnretning. It is also possible that the lower section consists of active material in the form of several units which are held in place by means of one or more nipple connections, as this arrangement of the units can be next to each other and/or below each other. Thus, particularly with regard to consumable active materials, e.g. graphite, intermediate pieces of such material in view of which a unit which is then completely self-consuming can be screwed. Thereby, the last active unit can be completely consumed without endangering the nipple connection to which the metallic upper section is connected. In cases where the upper section with nipple is not exposed to excessive temperatures, a cooling device can be dispensed with.

Elektroden ifølge oppfinnelsen oppviser en rekke for-trinn. Blant disse skal de ekstremt lave strøm- hhv. spenningstap på veien til den aktive del av elektroden frem-heves. Derved kan betydelige energibesparelser oppnås sammenlignet med vanlige massive blokker, f.eks. av carbon, grafitt eller keramisk materiale. Dessuten blir sideav-brannen redusert til et minimum da den samlede elektrode ikke lenger utsettes for det aggressive elektrolysemedium og de reaksjonsgasser og -damper som derved utvikles, men bare elektrodens "aktive" del. Endelig er det mulig å anvende elektroden for flere formål da dens konstruksjon til-later anvendelse av hele spektret av aktive materialer som prinsipielt er egnede innen områdets smeltebadelektrolyse. The electrode according to the invention exhibits a number of advantages. Among these, the extremely low current - or voltage loss on the way to the active part of the electrode is highlighted. Thereby, significant energy savings can be achieved compared to ordinary massive blocks, e.g. of carbon, graphite or ceramic material. In addition, the side fire is reduced to a minimum as the overall electrode is no longer exposed to the aggressive electrolytic medium and the reaction gases and vapors that are thereby developed, but only the "active" part of the electrode. Finally, it is possible to use the electrode for several purposes as its construction allows the use of the entire spectrum of active materials which are in principle suitable within the area's molten bath electrolysis.

Den foreliggende utformning av elektroden er imidlertid også fordelaktig i andre henseender. På grunn av den eventuelle vannføringsanordning i den indre del, holder denne anordning seg også intakt ved mekanisk beskadigelse av den ytre del. Det er derfor ikke nødvendig når det øvre avsnitts ytre område beskadiges, å stanse tilførselen av kjølemiddel eller å tømme elektroden etc. På grunn av at det er lett å løsne det ytre avsnitt kan dette dersom en beskadigelse skulle inntreffe, lett skiftes ut som byggedel, mens de vanlige konstruksjoner krever en fullstendig reparasjon av metallskaftet hhv. en utskiftning av dette. På grunn av sidestrømtilførselen, f.eks. via grafittkontaktbakker hhv. However, the present design of the electrode is also advantageous in other respects. Due to the possible water-conducting device in the inner part, this device also remains intact in the event of mechanical damage to the outer part. It is therefore not necessary when the outer area of the upper section is damaged, to stop the supply of coolant or to empty the electrode, etc. Due to the fact that it is easy to detach the outer section, if damage should occur, this can easily be replaced as a component, while the usual constructions require a complete repair of the metal shaft or a replacement of this. Due to the side current supply, e.g. via graphite contact trays or

-segmenter, som f.eks. er innføyet i holdelommer, er det ikke nødvendig når forstyrrelser opptrer innen området for den innenforliggende væsketilførsel, å ta ut elektroden som helhet fra kontaktskinnen da bare den indre del kan løsnes. På grunn av utformningen av det øvre område i et avsnitt med større og i et avsnitt med mindre diameter kan det høytem-peraturbestandige, isolerende beskyttelsesskikt tilkobles i en spesielt kompakt og gunstig form, hvorved det da f.eks. ikke behøver å være nødvendig i tillegg isolerende å beskytte den ytre del når denne er begrenset til området for strøm- -segments, such as is inserted in holding pockets, it is not necessary when disturbances occur within the area of the internal fluid supply, to remove the electrode as a whole from the contact rail as only the inner part can be detached. Due to the design of the upper area in a section with a larger and in a section with a smaller diameter, the high-temperature-resistant, insulating protective layer can be connected in a particularly compact and favorable form, whereby it is then e.g. does not need to be necessary to additionally insulatingly protect the outer part when this is limited to the area of current

tilførselen.the supply.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningene på hvilke de samme deler er blitt gitt de samme henvisningstall. På tegningene er foretrukne ut-førelsesformer av den foreliggende elektrode vist spesielt i form av en anode. Av tegningene viser The invention will be described in more detail below with reference to the drawings in which the same parts have been given the same reference numbers. In the drawings, preferred embodiments of the present electrode are shown in particular in the form of an anode. From the drawings show

Fig. 1 et lengdesnitt gjennom ehelektrode ifølge oppfinnelsen Fig. 2 et lengdesnitt gjennom den øvre del av en elektrode med alternativt øvre avsnitt, idet elektroden er snittet innen området for isolas jorten, Fig. 3 et lengdesnitt gjennom den øvre del av en elektrode med alternativt øvre avsnitt, idet elektroden er snittet innen området for isolasjonen, og Fig. 4 et tverrsnitt gjennom elektrodens øvre avsnitt. Den prinsipielle oppbygning av elektroden av det øvre avsnitt 5 og det nedre avsnitt 6 som er forbundet med hverandre ved hjelp av en skruenippel, fremgår av Fig. 1. Det nedre avsnitt 6 av forbrukbart eller bestandig materiale er delt opp i en rekke enkeltstaver 20 som er forbundet via nippelen 1. Tilførselen av kjølemidlet,- f.eks. vann, luft eller inert gass, finner sted via en forløpskanal 2, idet kjølemidlet føres vekk via en tilbakeløpskanal 3. Det fremgår tydelig av figurene at kjølesystemet er innført i den indre del 16 som den ytre del 17 er anbragt på. Fig. 1 a longitudinal section through an electrode according to the invention Fig. 2 a longitudinal section through the upper part of an electrode with an alternative upper section, the electrode being cut within the area of the insulator, Fig. 3 a longitudinal section through the upper part of an electrode with an alternative upper section, the electrode being cut within the area of the insulation, and Fig. 4 a cross section through the upper section of the electrode. The principle construction of the electrode of the upper section 5 and the lower section 6, which are connected to each other by means of a screw nipple, can be seen in Fig. 1. The lower section 6 of consumable or durable material is divided into a number of individual rods 20 which is connected via the nipple 1. The supply of the coolant, - e.g. water, air or inert gas, takes place via a flow channel 2, as the coolant is led away via a return channel 3. It is clear from the figures that the cooling system is introduced in the inner part 16 on which the outer part 17 is placed.

Enkelte av de foretrukne forbindelsesmuligheter mellom den indre del 16 og den ytre del 17 i form av et tilpasningsstykke, eventuelt ytterligere med delgjenger, fremgår spesielt av Fig. 2 og 3. Stifter 9 eller lignende kan være ført gjennom boringer 8 og Jholdé llét"isoleréridé"~ skikt" 4 ""via fjæren 10 f.eks.på et motlager. Isolasjonsdelen kan_dessuten være festet ved hjelp av holdere 14. Kjølekanaler 15 Some of the preferred connection options between the inner part 16 and the outer part 17 in the form of an adaptation piece, possibly further with sub-threads, can be seen in particular from Fig. 2 and 3. Pins 9 or the like can be passed through bores 8 and Jholdé llét"isoleréride "~ layer" 4 ""via the spring 10, e.g. on a counter bearing. The insulation part can_in addition be fixed by means of holders 14. Cooling channels 15

er vist i den ytre del, mens tilkoblingsbakker 18, f.eks.is shown in the outer part, while connection trays 18, e.g.

av grafitt, er vist på utsiden. Disse kan holdes på plass i holdere eller lommer 19 som er festet til den ytre rand av metallskaftet. Denne sistnevnte utførelsesform er spesielt gunstig ved sideveis strømtilførsel. of graphite, is shown on the outside. These can be held in place in holders or pockets 19 which are attached to the outer edge of the metal shaft. This latter embodiment is particularly advantageous for lateral power supply.

Mellom isolasjonsskiktet 4 og det øvre avsnitt 5 hhv. Between the insulation layer 4 and the upper section 5 or

dets indre del kan gasspylingskanaler være anordnet som ikke er nærmere vist på figurene. Ved hjelp av gasspylingen kan inntreffende beskadigelser av den isolerende keramikk lett fastslås, f.eks. ved hjelp av et tilsvarende trykkfall. Utover dette er en viss kjølevirkning mulig. Dessuten ligger det innenfor oppfinnelsens ramme, selv om dette heller ikke er vist på figurene, at det øvre avsnitt 5 og/eller nippelforbindelsen 1 hhv. deres ytre flater kan være belagt in its inner part, gas flushing channels may be arranged which are not shown in more detail in the figures. With the help of the gas purge, any damage to the insulating ceramic can be easily determined, e.g. by means of a corresponding pressure drop. In addition to this, a certain cooling effect is possible. Moreover, it is within the scope of the invention, even if this is not shown in the figures, that the upper section 5 and/or the nipple connection 1 or their outer surfaces may be coated

med et høytemperaturbestandig belegg. Det høytemperatur-bestandige belegg kan alt efter dimensjonene for det høytem-peraturbestandige, isolerende skikt 4 som i det minste delvis ligger over det høytemperaturbestandige belegg, være elektrisk ledende eller også isolerende. Ved en isolerende utførelsesform fås en annen beskyttelseslinje som ved brudd i det utenpåliggende, isolerende belegg 4 kan tre i virksom-het. Dersom det ikke, i avhengighet av driftsbetingelsene, regnes med det sistnevnte, kan skiktet også bestå av et høy-temperaturbestandig, ledende materiale, idet dette materiale kan tilskrives virkningen av en "varmeskjerm" eller "inert-skjerm" for å beskytte.det underliggende metall. Angrep fra elektrolysemediaene kan også med fordel hindres ved hjelp av en tett utførelse av skiktet. with a high temperature resistant coating. Depending on the dimensions of the high-temperature-resistant, insulating layer 4, which at least partly lies above the high-temperature-resistant coating, the high-temperature-resistant coating can be electrically conductive or also insulating. In the case of an insulating embodiment, another line of protection is obtained which can become active in the event of a break in the overlying, insulating coating 4. If, depending on the operating conditions, the latter is not considered, the layer can also consist of a high-temperature-resistant, conductive material, this material being attributed to the effect of a "heat shield" or "inert shield" to protect the underlying metal. Attack from the electrolysis media can also be advantageously prevented by means of a tight design of the layer.

Claims

1. Electrode for molten bath electrolysis, especially for the electrolytic production of metals, such as Al, Mg, Na, Li t or compounds, characterized by

(1) an upper section (5) of metal or metal alloy which possibly encloses a cooling device (2,3), (b) in that the upper section (5) comprises an inner (16) and an outer part (17) which are designed so that they can be detached from each other, and furthermore (c) at least one lower section (6) of active material.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that the inner part (16) forms the coolant transport chamber with flow and return channel (2,3).

3. Electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the outer part (17) forms the connection electrode.

4. Electrode according to claims 1-3, characterized in that the outer part (17) has cooling channels (15) and/or holder channels (8).

5. Electrode according to claims 1-4, characterized in that the inner part (16) is enclosed by the outer part (17) only within its upper area.

6. Electrode according to claims 1-5, characterized in that the inner part (16) is protected with an insulation layer (4) within its lower area, the insulation layer at least within the area which may come into contact with the electrolyte and the products formed, can be applied gas and liquid tight.

7. Electrode according to claims 1-6, characterized in that the inner part (16) reaches into a screw nipple (1) with which the upper section (5) of metal and the lower section (6) are connected.

8. Electrode according to claims 1-7, characterized in that the detachable connection between the inner part (16) and the outer part (17) is achieved by means of a thread or by a corresponding adaptation.

9. Electrode according to claims 1-8, characterized in that the releasable connection between the inner part (16) and the outer part (17) has been achieved by adaptation in the form of a cone or cone, with the outer and the inner part (17,16) possibly being further provided within a partial area with a gang.

10. Electrode according to claims 1-9, characterized in that connection trays (18), which preferably consist of graphite, are attached to the outer part (17) via pockets or holders (19).

11. Electrode according to claims 1-10, characterized in that the lower section (6) consists of several units (20) which are held in place by means of one or more nipple connections (1), the units (20) being arranged next to each other and/or under each other.

12. Electrode according to claims 1-11, characterized in that the active material consists of carbon in amorphous form, in the form of graphite or a ceramic material or a composite of inorganic, conductive fibers and an electrochemically active material.