PL77566B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Aluminum Company of America, Pittsburg (Stany Zjednoczone Ameryki) Komora elektrolizera do wytwarzania metalu lekkiego, zwlaszcza aluminium Przedmiotem wynalazku jest komora elek¬ trolizera do wytwarzania metalu lekkiego, zwla¬ szcza aluminium ze zwiazków aluminium.Podczas wytwarzania aluminium w elek- trolizerach, stopione aluminium tworzy sie na skutek elektrolizy stopionej kapieli solnej w postaci warstwy stopionego aluminium o wzgled¬ nie jednolitej grubosci przy wierzcholku komory elektrolizera. Jest znane wspóldzialanie pól magnetycznych i gestosci pradów wewnatrz elektrolizera wytwarzajace sily elektromotorycz¬ ne dzialajace na roztopiona warstwe aluminium, wskutek czego nastepuje znaczny ruch warstwy aluminium wewnatrz komory. Ruch ten wy¬ woluje znaczna erozje wykladziny. Erozja ta, zwlaszcza na peknieciach, gdzie utworzyly sie zaglebienia w kadzi, doprowadza albo do za¬ trzymania pracy w komorze lub w komorach w celu ich naprawienia i/lub wymiany wykladziny.Jak to mozna ocenic, wylaczenie komory i na¬ prawa lub wymiana jej wykladziny jest za¬ biegiem bardzo kosztownym, poniewaz komora nie wytwarza aluminium w czasie wylaczenia, a czas, naklad pracy i materialy konieczne do na¬ prawy lub wymiany wykladziny sa znaczne.Ruch stopionej warstwy aluminium wymaga dodatkowo, aby odstep anod komory od wy¬ kladziny komory byl niezwykle duzy, poniewaz ruchoma warstwa wykazuje tendencje do nie¬ równego (przemieszczania sie ? pionowego w ko- : morze w obszarze ponizej anod. 10 15 20 25 90 Pola magnetyczne wytwarzajace przemieszcza¬ nie sie warstwy aluminium stanowia zarówno wewnatrz jak i na zewnatrz komory glówne zródlo wytwarzania na zewnatrz strumienia po¬ chodzacego z pionowych szyn zbiorczych dla anod komorowych oraz z czesci szyn katodowych laczacych elektrycznie komore z komora sa¬ siednia. Zródlo wytwarzanego wewnetrznie, stru¬ mienia magnetycznego stanowi sam prad ko¬ morowy, na przyklad prad przeplywajacy od anody do katody poprzez kapiel solna i warstwe aluminium oraz z pretów laczników katody wchodzacych w wykladzine komory.Ogólnie biorac, sily poruszajace metal moga byc zredukowane przez zmniejszenie sil pola magnetycznego wewnatrz komory za pomoca zmniejszenia gestosci pradu w komorze oraz w zwiazanych z nia szynach przewodnikowych i/lub za pomoca powtórnego ustalenia charakte¬ rystyki tych zmiennych w ich zaleznosci od ko¬ mory i stopionej warstwy aluminium w komorze.Dotychczasowa praktyka redukowania szkodliwe¬ go wplywu pól magnetycznych wewnatrz ko¬ mory wymagala na przyklad róznych zmian ukladów przewodów katodowych i anodowych oraz szyn w stosunku do komory. Stwierdzono jednak, ze podczas redukowania jednej szcze¬ gólnej skladowej pola magnetycznego wewnatrz komory narusza sie niekorzystnie inne skladowe pola magnetycznego, na przyklad natezenie in¬ nych skladowych wzrasta lub maleje w taki 77 5663 77 56G 4 sposób, ze nastepuje wzrost szybkosci krazacego aluminium. (Wystepuje to dlatego, ze sily elek¬ tromotoryczne poruszajace stopiony metal maja tendencje do przemieszczania go w obiegu zamknietym, wskutek czego zwykla eliminacja lub redukja jednej skladowej pola magnetycz¬ nego moze raczej zwiekszyc problem ruchu metalu niz go zmniejszyc.Wiekszosc stosowanych komór w przemysle wytwórczym aluminium ma plaszcz zewnetrzny ze stali magnetycznie przewodzacej, który jest normalnie przeznaczony do ekranowania wnetrza komory przed strumieniem magnetycznym wy¬ twarzanym poza komora. Jednak plaszcz stalowy jest magnetycznie ciagly wzdluz scian i dna ko¬ mory tak, ze zwiekszenie pradu komorowego, które mialo miejsce w ostatnich latach i wynika¬ jacy z tego wzrost natezenia pól magnetycznych wytworzonych przez glówny prad w przewodach komorowych i szynach nasycily plaszcz strumie¬ niem magnetycznym. Z tego wzgledu plaszcz nie dziala juz jako skuteczny ekran. Calkowita grubosc plaszcza komory nie moze byc zwiekszo¬ na dla zapewnienia bardziej skutecznego ekrano¬ wania poniewaz wynikajacy z tego wzrost jej zdolnosci przewodzenia strumienia nie moze wy¬ wrzec wplywu na stopien nasycenia magne¬ tycznego.Celem wynalazku jest 'Unikniecie wymienionej niedogodnosci.Zgodnie z wynalazkiem wykonano komore elektrolizera do wytwarzania metalu lekkiego, zwlaszcza aluminium, za pomoca elektrolizy, zaopatrzona w zewnetrzne szyny, które sa zródlem strumienia magnetycznego zdolnego do wytwarzania wewnatrz komory skladowej pola magnetycznego. Istota wynalazku polega na tym, ze komora ma podluzne rozdzielone magne¬ tycznie elementy przewodzace strumien magne¬ tyczny umieszczone miedzy stopionym metalem w komorze i zewnetrznymi szynami, oraz tak rozmieszczone, ze redukuja lub eliminuja co najmniej jedna ze skladowych pola magnetycz¬ nego wewnatrz komory bez znacznego narusze¬ nia innych skladowych pola magnetycznego wewnatrz komory.Ze wzgledu na to wynalazek zapewnia kon¬ strukcje, która steruje i redukuje wplyw pól magnetycznych wewnatrz komory elektrolizera w ten sposób, aby ruch warstwy roztopionego metalu aluminiowego wewnatrz komory zostal zatrzymany lub co najmniej znacznie zreduko¬ wany. Osiagnieto to przez wyeliminowanie lub co najmniej znaczne zredukowanie sily elek¬ tromotorycznej w warstwie aluminium, wy¬ wolanej przez pojedyncza skladowa pola magne¬ tycznego, przechodzaca przez komore i poprzez roztopiona warstwe aluminium bez wplywu na sily dzialajace na roztopiona warstwe, wy¬ tworzone przez skladowe pola magnetycznego przechodzace w kierunku innych niz skladowa pojedyncza. Za pomoca rozwiazania wedlug wy- nalasdku zostala wyeliminowana pionowa skla¬ dowa pola lub co najmniej zasadniczo *zreduko¬ wane jej natezenie wewnatrz komory bez wplywu na sily dzialajace na roztopiona war¬ stwe aluminium wywolane przez skladowe pola magnetycznego rozciagajace sie wzdluz i w po¬ przek komory. Jak to bedzie wyjasnione bardziej 5 szczególowo nizej, pomaga to w tym, aby obie ostatnie sily kompensowaly sie nawzajem z tymii, które maja tendencje do zatrzymywania ruchu roztopionego aluminium.Elementy przewodzace strumien, jak to krótko 10 opisano wyzej, zapewniaja proste, ekonomiczne srodki do ekranowania i sterowania pola magne¬ tycznego wewnatrz komory elektrolizera. Konie¬ czne jest niekosztowne przestawienie przewodów katodowych i anodowych, a grubosc calkowitego 15 plaszcza nie wymaga zwiekszenia. Na mechanizm ekranujacy wedlug wynalazku mozna stosowac kazdy material przewodzacy magnetycznie, np. podluzne czesci z odpadów zelaznych lufo stalo¬ wych oraz stare zuzyte prety katodowe. 20 Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia komore elektrolizera oraz czesciowo komory sasiednie, zaopatrzona w srodki do sterowania natezenia skladowych pola 25 magnetycznego w widoku z góry, fig. 2 — komo¬ ra z fig. 1 w widoku z boku z czesciowym prze¬ krojem od strony przeciwpradowej.Na fig. 1 przedstawiono komore lufo kadz 12 zwlaszcza do wytwarzania stopionego alumi- ^ nium ze stopionej solnej kapieli, przy czym ko¬ mora jest elektrycznie polaczona z komorami przyleglymi 10, 14, co pokazano tylko czesciowo, ze strony przeciwpradowej i zapradowej.Pojecia „przeciwsadowy" i „zapradowy" od- 3g nosza sie do kierunku przeplywu pradu z komo¬ ry do kcmory, gdyz komory stosowane do wy¬ twarzania aluminium sa zrwykle polaczone elektry¬ cznie szeregowo za pomoca szyn laczacych katode jednej komory z anoda nastepnej sasiedniej ko¬ mory. I tak strona przeciwpradowa jest strona, na której anody sa polaczone z katodami sa¬ siedniej komory, podczas gdy zapradowa jest strona, na której prety katodowe sa polaczone z anodami sasiedniej komory.Komora 12 ma zewnetrzny plaszcz stalowy 16, który korzystnie jest magnetyczny, zewnetrzna wykladzine weglowa 18 przewodzaca prad elek¬ tryczny i posrednia wykladzine izolacyjna 26 z odpowiedniego materialu takiego, Jak cegla ogniotrwala lub kruszony material izolacyjny.Jak to pokazano na iig. 2, komora moze byc ustawiona na rozstawionych dwuteownikach 28, a wierzcholek komory moze foyc zaopatrzony w metalowa pokrywe 24 (fig. 2), zakrywajaca górne krawedzie plaszcza stalowego oraz wykla¬ dziny weglowej i izolacyjnej. Na iig. 1 nie poka¬ zano pokrywy, aby foyly widoczne krawedzie wierzcholkowe plaszcza i wykladzin.Jak to pokazano na fig. 2, konstrukcja anody 25 jest podparta w komorze i w elelEtrolicie nie pokazanym na rysunku przez prety 26 elek¬ trycznie przewodzace polaczone odpowiednio z szynami zbiorczymi 27, z których tyflko jedna jest pokazana na fig. 1, a które sa umieszczone miedzy 65 ustawionymi poprzecznie szynami anodowymi $877 566 8 25 w stosunku do stopionego metalu, co zapewni lepsza wydajnosc mocy elektrycznej w eksploata¬ cji komory.Zgodnie z podstawowym rozwiazaniem wedlug wynalazku natezenie skladowej pionowej pola 5 wewnatrz komory jest znacznie zredukowane przez ulozenie pionowych podluznych, magne¬ tycznie przewodzacych plyt i/lub pretów na scianach bocznych i poprzecznych komory w sposób pokazany na fig. 1 i 2. Konkretnie na 10 stronie przeciwpradowej komory 12, jak to widac najlepiej w widoku z góry na fig. 1 umocowano cztery rzedy warstw plyt oznaczonych ogólnie 36 do 39, przy czym kazda warstwa sklada sie z wieiLu plyt rozdzielonych magnetycznie wzdluz 15 sciany komory. Warstwa plyt znajdujaca sie najblizej strony zewnetrznej plaszcza 16 komory moze byc przymocowana do niego za pomoca od¬ powiednich srodków, np. za pomoca izolacyjnego kleju lub tez za pomoca spoin sczepnych ograni- 20 czonych ilosciowo dla unikniecia ciaglosci sciezki magnetycznej wzdluz boku komory ze wzgledu na omawiane obecnie przyczyny. W dodatku dowolny tlenek na plytach bedzie mial tendencje do magnetycznego oddzielania ich od plaszcza. 25 Plyty w szeregach 37 i 39 sa pokazane jako wzglednie waskie podczas, gdy plyty w szeregach 36 i 38 sa szersze. Ten typ ukladu plyt i ich ustawianie ulatwiaja wydluzenie plyt w celu umieszczenia ich blisko dna komory miedzy ^ pretami zbiorczymi 30, jak to pokazano na fig. 2.Dlatego wezsze plyty 37 sa stosunkowo dlugie i siegaja w zasadzie na calkowita szerokosc komory 12, a wzglednie krótkie plyty siegaja od plyty pokrywy 24 nalozonej na wierzcholek komory w 35 dól do miejsca znajdujacego sie bezposrednio nad pretami zbiorczymi, jak to pokazano na fig. 2.|W celu zapewnienia skutecznego ekranowania komory przed pionowym polem magnetycznym wytworzonym przez prety zbiorcze 30, przerwy ^ miedzy waskimi plytami 37 sa zakryte przez szersze plyty 36, które zakrywaja plyty waskie, przy czym szersze plyty ustawione pionowo siegaja od pretów zbiorczych 30 do pokrywy 24 i komory 12, jak to pokazano na fig. 2 liniami kreskowanymi.Szersze plyty moga byc przyczepione do waskich plyt za pomoca nie przewodzacego magnetycznie kleju (nie pokazane na rysunku), który od¬ dzialuje dodatkowo na magnetyczne oddzielenie szerszych plyt od plyt waskich i jednej od drugiej. Dodatkowo kazdy tlenek znajdujacy sie M na plytach szerszych bedzie przyczynial sie do izolacji magnetycznej szerszych plyt od plyt . waskich jak i od plaszcza 16 i jednego od drugiego.Uklad szerszych i wezszych plyt 36 i 37 moze w . byc oczywiscie odwrócony, a w tym przypadku szersze plyty beda blizej sciany komory i stalowe- . go plaszcza 16. Podobnie, pojedyncza warstwa plyt o wiekszej grubosci moze byc zastosowana w miejsce podwójnej warstwy 36 i 37, w tym go przypadku jednak dolny koniec kazdej plyty musi byc wyciety lub inaczej wykonany dla dostosowania do preta lub pretów zbiorczych 30.Plyty warstw 38 i 30 widoczne jedynie na fig. 1 sa umocowane w wykladzinie 18 komory 12 . ^ 45 wewnatrz w stosunku do plaszcza 16. Podobnie jak plyty z warstw 36 i 37, plyty 38 i 89 skladaja sie z szerszych plyt 38 umieszczonych w ten sposób, aby zakrywaly przerwy miedzy wezszymi plytami 39 w celu dalszego zabezpieczenia reduk* cji skladowej pionowej pola wewnatrz komory bez naruszenia w jakikolwiek zasadniczy sposób innych skladowych pola magnetycznego wy* stepujacych w komorze. Czesc wezszych plyt siega od wierzcholka komory w dól do i miedzy prety zbiorcze 30 podczas, gdy szersze plyty siegaja korzystnie od wierzcholka komory do pretów zbiorczych.Jak to widac z fig. 1 szyny 31 i 32 pierscieniu katodowego siegaja w poprzek odpowiednio do glównych szyn katodowych 33 i 34. Prad przeply¬ wajac w tych szynach dodaje sie dodatkowo do na*- tezenia skladowej pionowej pola na koncach komory na jej stronie przeciwpradowej. W celu ekranowania komory przed polem wytwarzanym przez te szyny umieszcza sie odpowiednio po¬ dluzne, rozdzielone magnetycznie przewodzace prety 41 i 42 miedzy koncami komory i szynami 33 i 34, przy czym ustawia sie je podobnie jak plyty 36 do 39 pionowo w kierunku pola, które ma byc ekranowane.W rozwiazaniu wedlug fig. 1 i 2 prety ekranu¬ jace 41 i 42 sa zwykle umieszczone miedzy ko¬ mora i szynami 33 i 34, przy czym ich dolna czesc wchodzi do wykladziny 18 komory, wskutek czego prety moga byc odpowiednio umieszczone na- zewnatrz plaszcza komory, a na ich miejsce, albo w polaczeniu z nimi, moga byc uzywane plyty nie pokazane na rysunku.Prety pionowe 41 i 42 wystepuja ponad plyte pokrywy 24 i to co najmniej do wysokosci równej wysokosci pionowych zasilaczy, jezeli sa sto¬ sowane, i szyn anodowych dla ekranowanej ko¬ mory. Na fig. 1 nie .pokazano ani zasilaczy piono¬ wych ani szyn anodowych dla komory 12 ze wzgledu na przejrzystosc rysunku, jednak komora 12 ma szyny anodowe podobne do oznaczonych cyfra 28 i 29 dla komory zapradowej 14. Wlasnie do ekranowania komory przed polem magne¬ tycznym wytwarzanym przez prad plynacy w tych szynach sa szczególnie dostosowane pionowe prety 41 i 42.Elementy ekranujace umiejscowione w wykla¬ dzinie 18 komory 12, a mianowicie plyty 38 i 39 oraz prety 41 i 42 moga byc dogodnie umieszczone w materiale wykladziny, gdy wykonuje sie ja przy budowie nowych komór lub tez przy na¬ prawie lub wykladaniu starych komór.Ze wzgledu na uksztaltowanie i umiejscowienie szyn przyleglych do zapradowej strony komory pionowa skladowa pola wytworzona tam nie jest tak sima, jak wystepujaca na stronie przeciw¬ pradowej komory. Z tego tez powodu strona zapradowa ma tylko plyty 44 i 45 przewodzace i rozsuniete magnetycznie umieszczone zewnatrz- nie. Dlatego liczba plyt zaprawowych jest znacznie mniejsza niz ich liczba na stronie przeciw¬ pradowej komory. Stwierdzono, ze pole magne¬ tyczne wytworzone .przez prad przeplywajacy w koncach szyn i zasilaczy pionowych na stronie zapradowej dziala korzystnie na ruch stopionego77 566 6 i 29. Na lig. 1 anody i szyny anodowe komory 12 nie isa pokazane, a to dla uproszczenia rysunku w celu wyjasnienia konstrukcji bezposrednio zwia¬ zanej z wynalazkiem. W urzadzeniach przemy¬ slowych itoomory 10, 12, 14 i inne komory lub kadzie polaczone w obwód komór, np. w linie obróboza maja te same lub podobne uklady anodowe lub katodowe.Do komór jest dostarczany prad staly ipoprzez anody 25 i zwiazane z nimi szyny, a droga pradu poprzez komore jest ustalona przez uklad katod obejmujacy warstwe sfoopionego aluminium, prze¬ wodzaca wykladzine 18 i umieszczone poziomo prety zbiorcze 30 wykonane z zelaza lub ze stali umocowane w wykladzinie i umieszczone w komorze poprzecznie, jak topokazano liniami kreskowanymi na fig. 1. Prety zbiorcze sa skierowane na zewnatrz od wykladziny dokomory 16 ze strony przeciwprado¬ wej i zapradowej, jak to najlepiej widac na fig. 1. Prety sa odipowiednio polaczone z pierscieniem szyn przewodami 31, 32 i sa odsuniete od plaszcza oraz skierowane odpowiednio albo do lewej strony, albo do prawej strony komory w celu polaczenia sie odpowiednio z glównymi szynami 33 i 34 katody. Jak to wspomniano wyzej, normalnie w praktyce w urzadzeniach przemy¬ slowych ustawia sie duza liczbe komór lub kadzi w linie pojedyncza lub szeregi posobne, w którym to przypadku komory sa polaczone elektrycznie szeregowo za pomoca glównych szyn katodowych 33 i 34 przewodzac prad z jednej komory do szyn anodowych 28, 29 nastepnej kolejnej komory w linii.Zaleznie od gestosci pradów oraz wynikajacego z tego natezenia pól magnetycznych wewnatrz ko¬ mory i w stopionym aluminium, sily elektromo¬ toryczne dzialajace na aluminium moga byc zbyt aktywne w komorach opisanych i pokazanych na fig. 1 i 2. Pewien ruch w kapieli, który sluzy do jej mieszania i do rozdzielania dodatków tlenku glinu w komorze w calej kapieli podczas pracy komory jest ipozadany. Jednak w warunkach dzialania wysokich pradów stosowanych obecnie w komorach omawianego typu okazalo sie, ze zbyt aktywne pobudzanie kapieli, a szczególnie warstwy roztopionego metalu, wywoluje nie¬ skuteczna prace kadzi, a to ze wzgledów opisa¬ nych wyzej.Przy eksploatacji ukladu komór pokazanego na fig. 1 strumien magnetyczny tworzy sie dookola pretów katodowych 30 i szyn 31 do 34, gdyz wy¬ prowadzaja one prad z komory przez te czesci pretów katodowych 30, które sa umieszczone wewnatrz plaszcza 16 oraz na zewnatrz komory przez umieszczone na zewnatrz szyny 31 do 34 oraz przez czesci pretów katodowych 30 umieszczone na zewnatrz plaszcza. Przy gestosciach pradu wy¬ twarzajacych natezenie pola magnetycznego wy¬ starczajace do nasycenia plaszcza, plaszcz nie jest w stanie ekranowac wnetrza komory przed strumieniem wytworzonym na zewnatrz komory, to znaczy przed strumieniem wytworzoriyni w szynach 31 — 34 i w tych czesciach pretów kato¬ dowych, 30, które sa umieszczone na zewnatrz komory. 10 15 25 30 25 40 50 55 60 Strumien magnetyczny wytworzony dokola pretów katodowych 30 i szyn 31 do 34. ma skladowa, która ma kierunek prostopadly do kierunku pradu i jest skierowana pionowo przez warstwe stopionego metalu wewnatrz komory, np. komory 12. Ta pionowa skladowa strumienia jest najwieksza najblizej lewego i prawego konca ko^ mory na skutek skupienia tam szyn pradowych odsunietych od siebie w bok oraz wskutek tego, ze wewnatrz komory znajduje sie przewodnik przenoszacy prad, jakkolwiek, to natezenie pola magnetycznego jest najslabsze, to znaczy wynosi zero w jego srodku, gdzie pole zmienia swój kierunek.W plaszczyznie poziomej komory 12 wedlug fig. 1 pole pionowe znajduje sie w plaszczyznie pa¬ pieru na stronie przeciwpradowej, po lewej stronie komory, tak to pokazano litera x w kólku, a poza plaszczyzna papieru na przeciwpradowej stronie prawej komory, jak to pokazano kropka w kólku. Podobnie z prawej strony komory na jej stronie zapradowej, skladowa pionowa pola jest odwrócona, to znaczy znajduje sie w pla¬ szczyznie papieru. Na stronie zapradowej z lewej strony papieru skladowa pionowa znajduje sie poza plaszczyzna papieru. W ten sposób komora jest podzielona w zasadzie na cztery cwiartki w odniesieniu do pola magnetycznego w niej istnie¬ jacego oraz tak samo sila wypadkowa, jaka wy¬ wiera pole na metal.Pionowa skladowa pola wewnatrz warstwy stopionego metalu wytwarza sile dzialajaca na metal w kierunku prostopadlym do skladowej oraz do kierunku poziomego przeplywu pradu w stopionym metalu, przy czym prad w metalu jest zwykle skierowany na zewnatrz od srodka komo¬ ry. Ta sila, pokazana ogólnie na fig. 1 za pomoca strzalek w komorze 12 wystepuje wzdluz scian i zakonczen komory, a ze wzgledu na odwrotne kierunki pionowej skladowej pola w czterech cwiartkach komory, sily dzialajace na metal przemieszczaja metal do srodka komory od strony przeciwpradowej i zapradowej i od srodka komo¬ ry wzdluz lewego i prawego zakonczania komory, jak to pokazano za pomoca strzalek.Mozna przyjac, ze metal stopiony przemieszcza¬ jac sie w kierunkach wyzej podanych bedzie mial tendencje krazenia w czterech podstawowych obszarach w komorze, chociaz na skutek dziala¬ jacych poprzecznie i wzdluznie skladowych pola magnetycznego w kombinacji ze skladowa pio¬ nowa krazenia bedzie nastepowalo w ukladzie zamknietym. Pomimo to, gdy skladowa pionowa pola moze byc zasadniczo wyeliminowana w ko¬ morze lub jej natezenie co najmniej znacznie zredukowane, sily krazenia wytworzone przez skladowa pionowa pola beda w zasadzie wy¬ eliminowane, a efekty pól podluznego i poprze¬ cznego beda wykazywaly tendencje do wzajemne¬ go kasowania sie, jak to bedzie wyjasnione nizej.W ten sposób ruch stopionego metalu bedzie zatrzymany lub zredukowany do nieznacznej wartosci, wskutek czego zredukuje sie w za¬ sadniczy sposób zuzycie wykladziny 18 i bedzie umozliwione . bardziej dokladne ustawienie anod77 5SS 9 M :metalu. Dlatego nie stosuje sie pretów ekranu^ jacych na koncach komory na stronie zapradowej.Podobnie jak plyty 36 i 37 na stronie przeciw- pradowej komory, plyty zapradowe obejmuja waskie plyty 44 nakladfHie na wezsze plyty 45 dla zwiekszenia zabiegu ekranowania wnetrza komory przed pionowa skladowa pola wytworzonego przez prad plynacy w pretach zbiorczych 30 i szynach 31 i 33 na stronie zapradowej. Szersze plyty sisgaja. o4 pokrywy 34 komory znajdujacego sie bezposrednio nad pretami zbior¬ czymi $0 potfezas, gdy waskie plyty umieszczone miedzy pretami zbiorczymi siegaja od pokrywy do miejfga sasiadujacego z dnem komory.Fodltt?ne plyty 36 do 39, 44 i 45 0raz prety 41 i 42, jak to wskazano wyzej sa skuteczne przy prowadzeniu pionowej skladowej pola wzdluz swej dlugosci, ekranujac wskutek tego wnetrze komary oraz stopione aluminium znajdujace sjle w komorze przed pionowa skladowa bez istotnejgp wplywu na pole podluzne i poprzeczne. W ten sposób sily elektromotoryczne wytwarzane w sto¬ pionym aluminium przez skladowa pionowa sa faktycznie wyeliminowane bez istotnego wplywu na sily wytworzone przez pola podluzne i po¬ przeczne. Wielkosc sil wyitworzonych w alu¬ minium przez obydwa ostatnie pola wykazuje wzrost w kierunku srodka podluznego i poprze¬ cznego komory, wskutek czego aluminium wyka¬ zuje tendencje do ruchu od konców i scian kornio- Ty do wnetirza w kierunku srodka podluznego i poprzecznego komory. Z tego wzgledu przy eliminacji dzialania sil wytworzonych przez pionowa skladowa pola przez pionowe plyty i prety, uklad ruchu metalu, jaki bedzie wywolany pirzez te skierowane do wnetrza sily bedzie w zasadzie sobie przeciwny, wskutek czego w efekcie nie zostanie wywolany ruch metalu. Wlasnie dla¬ tego skladowe podluzna i poprzeczna pola nie powinny byc napuszone w procesie redukowania lub eliminowania pionowej skladowej pola ma¬ gnetycznego w rozwiazaniu komory wedlug fig. 112.Jako dogodne i ekonomiczne zródlo elementów "ekranujacych zgodnie z wynalazkiem wykorzy¬ stuje sie zelazne prety kolektorowe, które zostaly usuniete z wykladziny starych komór i które Tjylyby w innym przypadku skierowane na zlom.Prety ekranujace 41 i 42 na koncach komory moga byc starymi pretami kolektorowymi, takie same prety moga byc uzyte równiez wzdluz boków komory. Natomiast plaskie plyty wykazuja zalete w stosunku do pretów, poniewaz moga byc latwiej Tozdzielone w warstwach nakladajacych sie na siebie tak, jak to pokazano na fig. 1. Plyty nie musza byc np. nowe. Mozna stosowac plyty z materialu zlomowego, przy czym podstawowym ivymaganiem jest tylko to, aby przewodzily strumien magnetyczny w kierunku swej dlugosci.Dodatkowo plyty ekranujace nie musza byc umieszczone w sasiedztwie srodka stron przeciw- pradowych i zapradowych komory, poniewaz, jak 1o wyjasniono wyzej, pole pionowe w srodku ko- jnory jest równe zeru.Z opisu wynika w sposób oczywisity, ze opra¬ cowano korzystne rozwiazanie konstrukcyjne do emanowania wnetrza komory elektrolitycznej przed niekorzystnymi wplywami pojedynczej skla¬ dowej pola skierowanej w ofeestonym kierunku bez zasadniczego naruszenia skladowych pola ma- 5 gnetycznego skierowanych w inne kierunki wewnatrz komory. Na przyklad, przez skuteczna eliminacje tylko skladowej pionowej pola, rueb stopionego metalu wewnatrz komory jest zna=- cznie zmniejszony, jezeli nie calkowicie wstrzy- 10 many, gdyz skladowe pozioma i poprzeczna pola przemieszczaja me^tal w ukladzie, który wykazuje tendeacje do kasowania jeden drugiego. Przy sPputepznej eyminacji ruchu metalu trwalosc W- kladzjny komory jes$ znacznie zwfetezjona, wsfcu? ij5 tek czego zmniejszaja sie nakfcatfy ponizone W zw&zfcu z naprawa i powtórnym nakladaniem wykladziny Jcomór.Rzadzenie we^djuig wynalazku, chociaz jest szczeg&nie korzystne przy wytwarzaniu aluT ge minium, jest ono równiez korzystne przy wy¬ twarzaniu innych metali lekkich za pomoca elek¬ trolizy takiego, jak np. magnez. PL PL PL

Claims (13)

1. Zastrzezenia patentowe 25 1. Komora elektrolizera do wytwarzania metalu lekkiego, zwlaszcza aluminium za pomoca elek¬ trolizy, zaopatrzona w zewnetrzne szyny, które sa zródlem strumienia magnetycznego zdolnego do wytwarzania wewnatrz komory skladowej pola ^ magnetycznego, znamienna tym, ze ma podluzne magnetycznie rozdzielone elementy przewodzace strumien magnetyczny (36, 37, 38, 39, 41, 42, 44, 45) umieszczone miedzy stopionym metalem w ko¬ morze (12) i zewnetrznymi szynami (31, 32, 33, 34) oraz tak rozmieszczone, ze redukuja lub eliminuja co najmniej jedna ze skladowych pola magne¬ tycznego wewnatrz komory bez znacznego na¬ ruszenia innych skladowych pola magnetycznego wewnatrz komory.

2. Komora wedlug zastrz. 1, znamienna tym. ze ma wieksza liczbe wymienionych elementów przewodzacych strumien (36, 37, 38, 39, 41, 42, 44, 45), które sa ustawione w kierunku wymienionej jednej skladowej pola magnetycznego, przy czym elementy te sa magnetycznie nieciagle w innych kierunkach niz kierunek wymienionej skladowej pola magnetycznego.

3. Komora wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze wieksza liczba wymienionych elementów przewo¬ dzacych jest umieszczona co najmniej na jednej jej stronie.

4. Komora wedlug kazdego z zastrz. 1—3, znamienna tym, ze elementy przewodzace stru¬ mien skladaja sie z elementów podobnych do plyt lub pretów umieszczonych w sasiedztwie jej plaszcza.

5. Komora wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze co najmniej kilka plyt znajduje sie na zewnatrz komory.

6. Komora wedlug zastrz. 4 lub 5, znamienna 60 tym, ze elementy przewodzace strumien maja warstwy plyt (36, 37, 38, 39) nakladajace sie, od¬ dzielone od siebie wzdluz co najmniej czesci, co najmniej jednej strony komory, przy czym warstwy te sa rozdzielone magnetycznie jedna od w drugiej. 50 5577 566 11 12

7. Komara wedlug zastrz. 4—6, znamienna tym, ze elementy przewodzace strumien maja elementy podobne do plyt (38, 39) wstawione w wykladzine (18).

8. Komora wedlug zastrz. 4—7, znamienna tym, ze elementy przewodzace strumien maja na koncach komory prety (41, 42) wchodzace w wy¬ kladzine (18).

9. Komora wedlug zastrz. 1—8, znamienna tym, ze wiekszosc podluznych elementów przewodza¬ cych strumien magnetyczny jest skierowana glów¬ nie pionowo i jest umieszczona oo najmniej na jednej stronie komory miedzy warstwa aluminium i szynami katodowymi.

10. Komora wedlug zastrz. 9, znamienna tym, ze szyny katodowe zawieraja szyny oddzielone od siebie poprzecznie i skierowane wzdluz konców komory oraz drugi zespól podluznych, skierowa¬ nych w zasadzie pionowo elementów przewodza- 10 15 cych strumien magnetyczny, umieszczony na koncach komory oraz miedzy warstwa znajdujace¬ go sie w niej stopionego aluminium, przy czym te szyny sa skierowane wzdluz konców komory a drugi zespól elementów przewodzacych stru¬ mien jest magnetycznie rozdzielony w kierunkach innych niz kierunek skladowej pola magne¬ tycznego.

11. Komora wedlug zastrz. 9—10, znamienna tym, ze elementy przewodzace strumien obejmuja warstwy nakladane na siebie z plyt oddzielonych od siebie podluznie wzdluz co najmniej czesci co najmniej jednej strony komory.

12. Komora wedlug zastrz. 11, znamienna tym, ze warstwy sa oddzielone magnetycznie od siebie za pomoca izolacji.

13. Komora wedlug zastrz. 9—12, znamienna tym, ze ma wykladzine wewnatrz plaszcza, a ele¬ menty przewodzace strumien maja postac podobna do plyt lub pretów wchodzacych do wykladziny. FIG. I. jriaenfi rn,36j~i Yjr\i6\\ w. PZGraf. Koszalin D-352 Naklad 115 egz. Cena 10 zl CZYfELNIA Urzedu Patentowego Filrtiej Bzeczno;-: ci i. -y\ PL PL PL