Wynalazek dotyczy ulepszenia urzadzenia, do¬ prowadzajacego prad do anody kadzi do rafi¬ nowania aluminium, osiaganego przez uzycie trzech warstw stopu, polozonych jedna nad dru¬ ga.W procesie rafinowania aluminium przez elektrolize zostaje uzyta rozpuszczalna anoda, skladajaca sie z roztopionego stopu aluminium z ciezkim metalem, przeznaczonym do nadania stopowi odpowiedniego ciezaru wlasciwego tak, azeby stop nie mieszal sie z plywajaca nad nim warstwa elektrolitu lub z warstwa rafinowa¬ nego aluminium, plywajaca na elektrolicie.W celu doprowadzenia pradu stalego do tego roztopionego stopu sa ogólnie uzywane kadzie elektrolityczne z przewodzacymi dnami. Te przewodzace dna sa wykonane zwykle z mate¬ rialu weglistego, a mianowicie z uprzednio spie¬ kanego wegla bezpostaciowego lub z prasowa¬ nej masy weglowej, do której zostaly przyla¬ czone metalowe szyny, przewodzace prad.Wspomniane dno pokryte jest przez anodowy stop, do którego prad zostaje doprowadzony przez weglista substancje za pomoca metalo¬ wych szyn, wystajacych na zewnatrz z kadzi (pieca).Przy przeplywie pradu taki uklad prowadzi do spadku napiecia, które w dalszym ciagu opi¬ su bedzie zwane „anodowym spadkiem napie¬ cia".W kadzi elektrolitycznej na prad o natezeniu 18000 A czesto zachodzi anodowy spadek napie¬ cia równy 0,5 V, co odpowiada stracie mocy 9 kilowatów.Czesc tej straty jest zuzyta na zachowanie po¬ ziomu temperatury wewnatrz kadzi elektroli¬ tycznej, lecz pozostala czesc strat jako bezuzy¬ teczna jest niepozadana.Przy zmniejszeniu tych strat nie wolno naru¬ szac cieplnej równowagi w kadzi elektrolitycz¬ nej.W celu przywrócenia cieplnej równowagi w kadzi elektrolitycznej, jaka zachodzi przy zmniejszeniu spadku napiecia anodowego, sto¬ suje sie nastepujace srodki zapobiegawcze: wzmocnienie cieplnej izolacji kadzi i zmniej-szenia w tein sposób strat ciepla, zwiekszenie normalnego pradu rojboczego, co umozliwia wzmocnienie produkcji z jednoczesnym zmniej¬ szeniem zuzycia mocy lub jezeli nie jest mozli¬ we zwiekszenie ani izolacji cieplnej, ani pradu roboczego, to w kazdym przypadku mozliwe jest zwiekszenie wysokosci elektrolitu w taki sposób, ze na skutek wytworzenia ciepla Joule^ w kapieli temperatura jej wzrosnie, W ten sposób produkcja nie uleglaby zmian:a a wskutek powiekszenia odstepu pomiedzy bie¬ gunami, byloby latwiejsze uzyskanie rafinowa¬ nego aluminium.Zysk na amodowym spadku napiecia jest prze¬ to korzystny we wszystkich przypadkach.Z drugiej strony, przy zwyklym wykonaniu dnia kadzi do rafinowania aiuminium, wydaje sie prawie niemozliwe osiagniecie szczelnego polaczenia pomiedzy ogmiotrwalyimi wewnetrzny¬ mi scianami i weglowym dnem z powodu znacz¬ nej róznicy we wspólczynniku cieplnego roz¬ szerzenia sie wegla i ogniotrwalego materialu uzytego na sciany. W wyniku tep róznicy anodo¬ wy stop moze wpelzac w dno, powodujac obni¬ zenie sie mechanicznej wytrzyma1-osci dna i je¬ go wlasnosci izolowania cieplnego.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia usu¬ niecie wyzej wymienionych trudnosci, a w szcze¬ gólnosci umozliwia doprowadzenie pradu do ano¬ dowego stopu w kadzi do rafinowania ze spad¬ kiem napiecia, nie przekraczajacym 0,2 V bez jakiegokolwiek zwiekszenia strat ciepla w ka¬ dzi elektrolitycznej w porównaniu z kadziami z weglistym dnem anodowym.Prad jest doprowadzany bezposrednio do ano¬ dowego stopu za pomoca przewodzacych szyn metalowych, umieszczonych poziomo, pionowo lub ukosnie, bez wprowadzania wegla pomiedzy szyny i stop. W tym celu, potrzebny jest metal nie rozpuszczajacy sie w stopie przy normal¬ nej temperaturze roboczej w kadziach elektro¬ litycznych.Temu celowi moga odpowiadac stopy o pod¬ stawie zelaza. Rzeczywiscie znany jest fakt, ze anodowy stop nowoczesnych elektrolitycznych kadzi do rafinowania posiada stezenie zelaza, praktycznie stale równe nasyceniu tym sklad¬ nikiem. Zelazo jest regularnie usuwane w po¬ staci krysztalów, bogatych w zelazo, z oddzie¬ lajacej misy anodowej. Wskutek tego, zdolnosc stopu anodowego do rozpuszczania zelaza w- dage sie niezmiernie zmniejszona.Prócz tego mozliwe jest zastosowanie gatun¬ ków zeliwa lub stali nierdzewnej, odpowied¬ niejszych od zwyklych produktów zelaznychr Jednakze, wedlug wynalazku osiaga sie zado¬ walajace wyniki przy uzyciu zwyklych szyn sta¬ lowych. Po czesciowym rozpuszczeniu konców szyn, powstaje strefa równowagi pomiedzy sta¬ nem cieklym stopu"anodowego i stanem stalym stali, utrzymujaca sie bez dodatku skrzepnietego stopu.Na rysunku uwidoczniono tytulem przykla¬ du pionowy przekrój przez polowe kadzi do ra¬ finowania, uwidaczniajacej doprowadzenie pra¬ du do anody kadzi.Na rysunku 1 przedstawia metalowa obudowe, otaczajaca kadz 2 d<\ rafinowania ogniotrwala i izolujaca od ciepla warstwa, stanowiaca scia¬ ny i dno lcadzi elektrolitycznej, 3 jest szyna metalowa, np. stalowa, przez która przechodzi prad do warstwy 4 stopu aniodowego, 5 jest warstwa elektrolitu, która plywa na stopie ano¬ dowym i na której znajduje sie warstwa rafi¬ nowanego aluminium, tworzaca katode kadzi.Natezenie pradu w szynach musi byc scisle dobrane wedlug pozadanego wyniku, a miapo- , wicie miale natezenie pradu wymaga duzego przekroju poprzecznego szyn i powoduje duze straty ciepla przez przewodnictwo, duze zas na¬ tezenie pradu powoduje wiekszy spadek napie¬ cia, a przez zaklócenie pola elektromagnetyczie- go w roztopionym stopie przy koncach szyn, przyczynia sie do ich' rozpuszczania. ; ** - l Wedlug wynalazku osiaga sie zadowalajace wyniki przy natezeniu pradu w granicach od 20 do 40 A na centymetr kwadratowy zelaza.Stan krzepniecia czola 7 szyny startowej, od¬ dzielajacego roztopiony stop od przewodu 3 mo¬ ze byc ewentualnie regulowany przez umiesz¬ czenie chlodzacego urzadzenia o dajacyny sie regulowac przeplywie przez zewnetrzna cz^sc przewodu, poza kadzia elektrolityczna w miej¬ scu, zupelnie bezpiecznym.Urzadzenie 'to sprzyja regulowaniu- tempera¬ tury, przy czym ma miejsce szybka reakcja ka¬ dzi elektrolitycznych, poniewaz umozliwia pra¬ wie narfychmiastowe obnizenie temperatury ano¬ dowego stopu,- unikajac- dzialania, hamujacego zamierzone obnizenie .temperatury, powodowa¬ nego przez bardzo znaczna cieplna bezwladnosc kadzi elektrolitycznej. To urzadzenie moze byc szczególnie interesujace w przypadku zawiera¬ nia przez stop anodowy znacznego odsetku cyn¬ ku, przedstawiajacego ryzyko zakazania rafino¬ wanego aluminium wskutek cisnienia jego. pary, Szybko powiekszajacego sie . gdy temperatura podnosi sie powyzej 750°C.W elektrolitycznych kadziach do rafinowania aluminium, zaopatrzonych w wyzej opisanyprzewód anodowy, mozliwe jest równiez zacho¬ wanie dna z materialu weglowego zwyklego ro¬ dzaju, jesli uwaza sie za potrzebne posiadanie takiego dna przy poczatku pracy. W tym przy¬ padku dno weglowe moze korzystnie dzialac równolegle, ze specjalnym przewodem doprowa¬ dzajacym prad, polepszajac dalej w ten spo¬ sób anodowy spadek napiecia.Zachowanie weglowe dna przy rozpoczeciu pracy nie jest jednak warunkiem bezwzglednie koniecznym o ile najpierw wiewa sie stop ano¬ dowy do kadzi elektrolitycznej, posiadajacej spe¬ cjalny przewód anodowy, który zapewnia prze¬ plyw pradu.Czesci weglowe moga byc przeto wylaczone z kadzi elektrolitycznej i warstwa, wyscielajaca tygiel, moze byc wykonana jednolicie z odpo¬ wiednich materialów ogniotrwalych takich, zak cegly magnezjowe. Konstrukcja zostaje wzmoc¬ niona i nie zachodzi obawa nieszczelnosci ty¬ gla.Przyklad. W kadzi do rafinowania" alu¬ minium, przez która przeplywa prad o nate¬ zeniu 18000 A, zostalo umieszczone urzadzenie do zasilania pradem anodowym, skladajace sie ze stalowych szyn, w których nafezenie pradu osiagalo 30 A na centymetr kwadratowy. Szyny byly chlodzone woda, powoli kapiaca na ich konce 8.W ten sposób zostal uzyskany spadek napie¬ cia 0,19 V pomiedzy anodowym stopem i konca¬ mi szyn zelaznych na zewnatrz kadzi do rafi¬ nowania oraz osiagnieto zupelny brak nadtapia- nia cziola 7 szyny stalowej 3. PL