DE1090435B - Verfahren zum Betrieb eines Aluminiumelektrolyseofens mit selbstbackender, kontinuierlicher Anode - Google Patents

Description

■ Aluminiumöfen können entweder mit selbstbackenden Anoden (den sogenannten Söderberganoden) ausgeführt werden, die bezüglich des Anodenbetriebes eine kontinuierliche Arbeitsweise gestatten, oder mit block- oder stranggepreßten vorgebrannten (vorgebackenen) Anoden aus Kunstkohle, die jeweils nach Abbrand im Ofen gegen neue ausgewechselt werden müssen, wodurch sich bezüglich des anodischen Teils des Ofens eine diskontinuierliche Arbeitsweise ergibt.

Die Aluminiumöfen, die mit vorgebrannten Anoden ausgerüstet sind, besitzen gegenüber den Öfen mit selbstbackenden Anoden den Vorteil eines geringeren anodischen Spannungsabfalles. Dies liegt bekanntlich hauptsächlich darin begründet, daß der spezifische elektrische Widerstand vorgebrannter gepreßter Anoden geringer ist als der von verkokter Söderbergmasse. Der spezifische Widerstand von vorgebrannten gepreßten Anoden liegt etwa bei 50 bis 70 · ΙΟ"⁴ Ohm · cm² · cm-¹ bei 20° C, während der von verkokter Söderbergmasse je nach Zusammensetzung etwa 80 bis 110 · 10~⁴ Ohm · cm² · cm-¹ bei 20° C beträgt. Dies ist der hauptsächliche Grund für den geringeren anodischen Spannungsabfall von Öfen mit vorgebrannten Anoden gegenüber Söderbergöfen. Hinzu kommt, daß der Spannungsabfall in den Kontakten zwischen Stromführungselementen und Kohlenmasse bei vorgebrannten Anoden gegenüber Söderberganoden im allgemeinen etwas niedriger liegt, da die Stromzuführungselemente bei vorgebrannten Anoden in diese außerhalb des Ofens eingebracht und dabei sorgfältig verschraubt, vergossen oder mit der Kohlemasse verklebt -werden können, während die Stromzuführungselemente bei Söderberganoden in diese oberhalb des Ofens während des Ofenbetriebes so eingeführt werden müssen, daß sie bei ihrer tiefsten Stellung mechanisch gelöst und herausgezogen werden können. Weiterhin ist auch der Abstand zwischen unterem Ende des Stromzuführungselements und Anodenunterkante, bis zu dem man das Stromzuführungselement bei vorgebrannten Anoden absinken bzw. die Kohle abbrennen lassen kann, bevor der Kohlerest aus dem Ofen entfernt wird, im allgemeinen geringer als der entsprechende Abstand zwischen Strombolzen und Anodenunterkante bei Söderberganoden, bei der der Bolzen versetzt wird; d. h., der mittlere Stromweg von Stromzuführungselement bis zur Anodenunterkante ist bei vorgebrannten Anoden im allgemeinen geringer als bei Söderberganoden, so daß auch dadurch die vorgebrannte Anode im Vorteil gegenüber der Söderberganode ist.

Man kann dementsprechend Aluminiumöfen mit vorgebrannten Anoden mit einem anodischen Spannungsabfall betreiben, der um etwa 0,15 bis 0,3 V tiefer liegt als bei öfen mit selbstbackenden Anoden..

Verfahren zum. Betrieb
eines Aluminiumelektrolyseofens

mit selbstbackender,
kontinuierlicher Anode

Anmelder:

Aluminium-Industrie-

Aktien-G es ellschaft,

Chippis (Schweiz)

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 19, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 24. Januar 1956

Dipl.-Ing. Hans Schmitt und Dipl.-Ing. Kurt Toma,

Rheinfelden (Bad.),
sind als Erfinder genannt worden

Bei sonst gleicher Betriebsweise mit Stromausbeute bedeutet dieser Spannungsgewinn eine bei öfen mit vorgebrannten Anoden gegenüber Öfen mit selbstbackenden Anoden erzielbare Ersparnis von 0,5 bis 1 kWh/kg Aluminium.

Wenn trotzdem, besonders bei der Errichtung von Aluminiumelektrolyseöfen hoher Stromstärke, heute im allgemeinen dem sogenannten Söderbergöfen der Vorzug gegeben wird, so liegt dies bekanntlich darin begründet, daß man bei Verwendung dieser Ofentype das Brennen einer Mehrzahl von Anoden, die in ihren Dimensionen durch den Preßvorgang und den Brennprozeß begrenzt sind, vor ihrem Einsatz in den Aluminiumofen, wie es beim Mehranodenofen erforderlich.

ist, erspart und daß man den Ofen mit einem einzigen großen zusammenhängenden Anodenblock oder mit höchstens zwei derartigen Blöcken ausrüsten kann. Die Vorteile, die diese Ausführungsform der Anode in bezug auf den konstruktiven Aufbau des anodischen

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Teils, die Arbeitsweise und die Bedienung Uns ÖfetiS kontiiiüierlicheii Anoden müssen nach fortgeschrittenem

mit sich bringt, sind bekannt. Ein weiterer Vöf teil U.& Abbrand der unteren Kohlen die Stromzuführungs-

Verwendung einer einzigen Anode oder von höchstens organe jeweils auf die oberen Kohlen umgesetzt wer-

zwei Anoden pro Ofen gegenüber dem Mehranoden- den. Dies kann erst dann geschehen, wenn die Klebtet! bestellt' däfin, Saß der Strom sich über den ge= 5 masse,- durch welche die untere mit der oberen Kohle

samten Anodenquerschnitt gleichmäßiger verteilt und verbunden ist, verkokt und dadurch ihr Leitwert so

der Elektfödetiäbsfand sich dementsprechend infolge hoch geworden ist, daß kein unzulässiger Spannungs-

des gleichmäßigeren Abbrandes der Anode über den abfall in der Verbindungsfuge entsteht. Der Nachteil

gesämteri Anode'riqüefs'chhitt gleichmäßiger einstellt. dieser kontinuierlichen Anoden aus vorgebrannten

Bei einer Vielzahl voll Anödeil ist es' nämlich prak- io Blöcken ist der, daß noch kein Klebmittel gefunden

tisch nicht möglich, deh Ström iti allen Anoden genau worden ist, das ein durchaus zuverlässiges Verbinden

und gleichmäßig einzüStelleii lind bei allen Anoden vorgebrannter Blöcke gestattet, und daß stets die Ge-

deri gleifciidn Elektrodfenäbstärid einzuhalten. fahr einer ungenügenden Verkokung des im allgemei-

Der letztgenannte Vorteil des Söderbergofens gegen- nen aus Koks^ oder KohlepulveT Uild Pech bgätehenüber dem Ofen mit vorgebrannten Anoden wirkt sich 15 den Klebmittels oder einer ungenügenden Bindung besonders bei Alüminiumelektrolyseöferi aus, die mit zwischen den aneinandergeklebten Kohleblöcken beStromstärken von über 60000 A betrieben werden. steht; dies führt zu einem hohen SpäHhUHgsabfäll in Bekanntlich' köiirieh in solchen Öfen durch elektro- der Verblndungsftigg oder kärin ein Abfallen de'r magnetische Erscheinungen Metallwallungen ent- unteren Kahlebloökfeste }ü die" Öfehsch'nlelze bestehen, durch die der Ofengang empfindlich gestört 20 Wirken.

wird. Erfahrungsgemäß ist die Metalloberfläche bei Die' vofÜegeüde Erfindung bezieht si'ch iiun auf ein

einem Mehranodenofen, wahrscheinlich infolge der Verfahren' zum Betrieb eines Alumlmunielektrölyse-

örtliehen Unterschiede des Elektrodenabstandes und ofäis mit seibstbackeridgf, feoritinüiefiicilef Äriödfe, bei

der unterschiedlichen Stromaufnahme der einzelnen dem die' erwähnter! Näöhteiie def bekannten vörge-

Anoden, stärkeren und häufigeren örtlichen Schwan,- 25 bfannieti dde"r selbstbäckeriden kontinuierlichen Ah-

kungen ausgesetzt als beim Ein- oder Zweianoden- odeii vermieden werdfeh. ffäc'h difeseiii Verfahren wird

ofen. Hinzu kommt, daß auch beim Auswechseln auf- die rohe KufxstköhifeifiisGhürig, die äüf dfefi oberen,

gebrauchter Anoden imnier wieder Störungen in der nach üttgebackgrieh ^eIl der Aflöde' zwecks Ergänzung

Stromverteilung entstehen; diese Störungen begün- der letzteren nach Maßgabe deteti Verbrauches äüfge-

stigen die Metallwälltingen. Im Söderbergofen ent- 30 geben' wird liüd hauptsächlich aus Kohlenstoff und

stehen zwar ebenfalls Metallaufwölbungen, diese sind einem Bihdeiüittel besteht,- in Gestalt vöri mechanisch

jedoch wegen des gleichmäßigeren Abbrandes der Ein- verfestigten, aber" ungebäcke"fiiäi Blöcken aufgegeben,

bzw. Zweianoden, der gleichmäßigeren Stromver- die mit Hilfe eines' kohlenstoffhaltigen Materials als

teilung über den Ahodenquefschnitt und der konti- Bindemittel auf die Oberfläche der Än'öde und hiit

nuierlichen Arbeitsweise der Söderberganode wesent- 35 ihren Seitöflflächeri üritereinandef verklebt werden und

lieh geringeren örtlichen und zeitlichen Veränderungen bei der Verkokung dufcli die Öfefiwärrile ihre Förin

unterworfen. irri wesöütlicheh beibehalten. Züni Verkleben vefWen-

Infolge der stärkeren Metallwallungen beim Mehr- det titan vorztlgsw*else 'ein kohifeiistöffhältiges Mateanodenofen muß bei diesem der mittlere Elektroden- rial, das eine geringere Viskosität hat als die fetinstabstand höher eingestellt werden als beim Soderberg- 40 kohlemischüiig (Köhleinässe) der Blöcke, d. h., das bei ofen gleicher Stromstärke. Daraus ergibt sich wie- niedrigeren Temperäturefi zu fließen" begiiiht. Ein derum eine höhere Badspannung bei ersterem, ohne solches Material läßt sieh leichter in die Fugen zwldaß damit eine höhere Stromausbeute erkauft würde, sehen den Blöcken einbringen als fein köhienstoffdenri bei stärkeren Mefällwallürigen tritt erfahrurigs- haltiges Material gleicher oder gär höherer Viskosität gemäß eine Reoxydatiön des an der Kathode abge- 45 uhd füllt auch etwaige Hohlräume äh der Oberfläche schiedenen Metalls ein, wodurch die Stromausbeute der Blöcke; _r leichter aus; es kann in brfeiigem oder herabgesetzt wird. flüssigem Zustand durch Gießen in die Fügen elnge-

Mehranodenöfen einer Stromstärke von 60 000 A brächt Oder auf die obere Seite der Blöcke äüsge-

und mehr müssen daher mit Rücksicht auf die Metall- breitet werdeii. Ein kohlenstoffhaltiges Material

Wallungen mit höheren Badspannungen betrieben wer- 50 gleicher oder höherer Viskosität, bestehend z. B. aus

den als Söderbergofen mit einer Anode. Der Vorteil einer Kunstkohlefnischung gleicher Zusammensetzung

des geringeren anodischen Spannungsabfalls def Mehr- wie diejenige der Blöcke' oder ähnlicher Zusämm'en-

afiodenöfen Wird dadurch im allgemeinen etwa wieder setzüng, aber mit niedrigerem' Pechgehält, ist für das

ausgeglichen. Bei extrem hohen Stromstärken¹ von ZüsamiheriklebeÜ der Blöcke auch brauchbar, rnuß

z. B. 80 ÖÖÖ oder 90000 A tritt der Vorteil des Söder- 55 aber ein- bzw. aufgestampft statt ein- bzw. äüfge-

bergofens immer mehr hervor. gössen werden.

Um die Vorteile des Alümihiumofehs auszunutzen. Die Züsanimensetzühg de'f Kunstkohlemischüng der der nur eine kontinuierlich arbeitende Anöde besitzt Blöcke, z. B. aus zefkleüieftem Koks und Steinoder niit einer geringen Zähl solcher Anoden aüsge- kohlenteerpecri, die für den Aufbau von Anoden gerüstet ist, ohne auf den geringeren elektrischen Wi- 60 maß der Erfindung zti verwenden sind, entspricht derderstand vörgebrähnter, mechanisch verfestigter Ah- jeüigeri der riofmälefi, für den Aluminiümöfenbetrieb odeii verzichten zu müssen, ist bereits versucht war- gebräuchlichen Äiiöden vor dem Brennen (Backen), dein, Alüniiniumöfen zu betreiben., die aus zwei oder d. h., der Gehalt der Kohienmässe äh Pech als Binderiiehrereri nebeneinander" angeordneten vorgebrannten, mittel soll etwa 16 bis 2O*/o betragen,
gepreßten öder gestampften Kohleblöckeh zusäfhmeil- 65

gesetzt werden und deren Betrieb dadurch kontinuief- B eispielefüf Blockanodenmassen
Hch gestaltet wiid, daß nach Maßgabe des Abbrandes

def Kohleblöcke auf diese jeweils neue Blöcke aufge- 1. Blockähödenmasse, bestehend aus rund 70^e/ö Pechsetzt werden, die mit den unteren in Betrieb befind- koks und 3ϋ*/σ Stelnköhienfeinstkoks m'it Hart-Hehen verklebt werden. Bei dem Betrieb ihit solchen 70 pech als Bindemittel.

ι ö§Ö43s

ä) ZusarHmensetz-ufig UEt Masse:	äieBeintSilüHg iiäöi Tyler"	Prozentualer Anteil an der Gesamtmasse
Kofcssorte	1,68 bis 3,36 mm 6,21 bis 1,68 mm ö bis 0,21mm 1,68 bis 3,36 mm 0,2 i bis 1,68 mn! Q bis Qßl nun	8% 30% i9ö/o 3% g% 14% 186Zs
Pecnköks .!...·.. .·.< Steinkohlen- f reinstkoks < fiindenlittelzüsätz: Haf tpech

1Ö i>) Eigenschaften des MittelhäftpecHes:

Efweichuiigspunkt nach Kfamef-

Sarnöw . ,f._!lly «,....,.«.. 76°

Verkokungsrückstand .-..,.. _t:.. 52%

Anthrazenölurilösliches ..,.,.;... j ., 4%

Benzolunloslich.es s_; , _t,,.,......,:.., 30%

'2. Sö-derbbr^määsfe.bestenend aus Peckköks mit Härtpech' als Bmdeniittel:.

ä) Zusammensetzung der Masse:

b) Eigenschaften, des Häffpeches: Erweichungspunkt nach Kfämer-

Säriiöw 86°

Vefkoküng'sf ückstand 60%

Äiithfazefiöiürilösliches 14%

Benzolunlösliches ·. 44^B/o

e-,- bestehend aus¹ SS % Pechkoks, 30% Si&inköhleiihäGktetopdfatufköy und 15% Afio'denäbfällen mit Häfißech als Bindemittel, a] Zusarnfn&isfcfzUiig der MaSJe:

Kokssorte	f	Steinkohlen-	1,	Siebeinteilung liädi TyI έϊ	bis 0,21 trim	0	bis Ö,2i nim	Prozentualer Anteil an der Gesamtmasse
Pöchkökä ..■ \	hochtempefatür- Γ	6§ bis 3,36 mm				7%
1	koks .... . I	6,21 bis 1,68 nim	68"- bis 3,36 min	0	bis 3,36 nim	24%
	Ö				i4%
Änodehabfälle
Mahlgut	1,	5<*/o
Bindemittelzusatz r
Hartpech ...·..■.-	iö%
12%
19% ■

b) Eigenschaften^ des Hartpeches:

wie bei Blöckähodehrnasse 1.

Für das Zusammenkleben der Blöcke ist Vorzugsweise sogeftannte Söderbergmasse zu verwenden, 4S defeii Gehalt äfi Pech bekäntlich etwa 25 bis 32% beträgt Und dig eine gfefirigefe Viskosität als" dife Kunstköhlemischufig (Kdhlemasse) .hat, die füf die Herstellung der Blöcke verwendet wifd, aber im übrigen eine ähnliche Zusammensetzung aufweist. Es kann auch Härtpech allein in Ffage kommen.

Beispiele für Söderbergmassen

1. Södefbefgmässfe, bestehend aus rund 70% Pechk&ks und 3Ö% Steinköhlenreinstkoks mit Mittel- 5$ hartpech als BmdeÄtei:
a) Zusammensetzung def Masse:

60

Kofcssorte	Sietreinteilüng ifaca Tylöi·	: Prozentualer Anteil an der Gesamtmasse
. . . [ Pechkoks < Steinkohlen- ί reinstkoks ,,;.. Λ Biiiderhitteiziisäti: Mitieffiärtpech- ..	1,68 bis 3,36 mm 0,21 bis 1,68 mm ■■ 0 bis ö,2'i mm 1,68 bis 3,36 mm 0j21 bis 1,68 mm : 0 bis 0,21 mm	7"fr/o 24% 18% 2% 6% 13% 30%

Kökssörte	Siebeinteilüng nach. Tyler	Prozentualer Ätiteil an der Gesamtmasse
Peehköks ...:..,·..] Bindemittelzusatz: Mar tpecii	1,68 bis 3,36 mrri 0,21 bis 1,68 mm 0 bis 0,-21 mm	17% 24% 31% 28%

70

b) Eigenschäftefi des Haftpeches:

Erweichungspunkt nach Kramer-

Sarnaw 84°

Verkokungsrückstand i.... 55%

Anthrazenöiunlösliches 6%

Benzoiunlösliches 31 %

Anodeh gemäß def Erfindung werden vorzugsweise aus mindestens zwei Blocken aus Kohlefnasse zusammengesetzt, die nebeneinander angeordnet werden. Das ge'säfnteKohlepäket #ird durch einen eisernen Rahmen eingefaßt, lri dem" es im Ganzen aufwärts oder abwärts gleiten kann. Vor dem Aufsetzen der oberen Kohlen wird jeweils auf die oberfläche der unteren Kohle Soderberg'masse' äufgetfagen, durch die das Verkleben der oberer! mit den ühtefen Kohlen erfolgt. Der horizontaife Abstand, mit dem die Köhleblöcke nebeneinandergelegt werden, soll zweckmäßigerweise 5 bis 2Ö rrirn betragen. Diese Fugen Wefden ebenfalls mit Soderbergmasse ausgefüllt.

Die Stromzuführung der Anode käiüi vorteilhaft durch lotrecht angeordnete runde Bolzen erfolgen, die vorzugsweise aus Stahl bestehen. Als Löcher für die Bolzen dienen z. B. halbzylindrische Ausnehmungen auf den entsprechenden, sich jeweils gegenüberliegenden Vertikaifiächen je zweier nebeneinander liegender Kohleblöcke. Die beiden halbrunden Ausnehmungen bilden zusammen jeweils ein durch die aufeinandergesteckteh Kohleblöcke hindurchgehendes Loch, dessen Durchinesser 20 bis SO mm größer sein soll als der Bolzfendufchmesser. Die halbrunden Ausnehmungen auf den entsprechenden Veftikalflachen der KohleblÖtke werden beim Pressen bzw. Stampfen d,er Kohleblöcke in diese mit hineingearbeitet. Der Zwischönfaum zwischen Bolzen und Bolzenloch wird mit Soderbergmasse ausgefüllt. Die Löcher lassen sich aber auch im" Innern der Blöcke anordnen, z. B. mit Hilfe eines Domes beim Pressen der Blöcke.

Die Strombolzen werden jeweils nach Maßgabe des Äbbrandes der Anode von Zeit zu Zeit hochgezogen, so daß' ihre Spitzen sich stets in einer Zone der Anode befinden, in der die Kohlemasse der Blöcke durch die Oferiwäfmfe bereits verkokt ist.

Als Strombojzen können auch geschlitzte Rohre oder aus zwei Halbzylindern zusammengesetzte Rohre verwendet werden, in deren Inneres eine metallische Einlage eingeführt wird, durch-die ein Auseinandertreiben des Rohres bzw. ein Auseinander spreizen der Rohfhälften bewirkt wird. Vor dem Hochziehen der

Bolzen wird die Einlage jeweils herausgezogen, wodurch die Bolzen sich leichter lösen lassen.

Selbstverständlich kommen auch Stromzuführungsbolzen nicht runden Querschnitts, z. B. quadratischen Querschnitts, in Betracht.

Bei der Inbetriebnahme von öfen, die mit Anoden gemäß der Erfindung ausgerüstet werden, müssen als erste Kohleblöcke, aus denen die Anoden zusammengesetzt werden, solche benutzt werden, die nach dem mechanischen Verdichten außerhalb des Aluminiumofens in ihrem unteren Teil vorgebacken worden sind, deren oberer Teil jedoch ungebacken geblieben ist.

Die Inbetriebnahme von Öfen mit Anoden gemäß der Erfindung kann aber auch in derselben Weise wie bei den Söderberganoden erfolgen. Bei diesen bringt man bekanntlich vor der Inbetriebnahme der Anode leitende Elemente zwischen den Spitzen der in die Söderbergmasse hineinragenden metallischen Stromzuführungsorgane und dem Ofenboden, auf den die Anode aufsteht, an, um eine leitende Verbindung zwisehen den Stromzuführungsorganen und dem Ofenboden herzustellen, da die zunächst noch ungebackene Söderbergmasse den Strom nicht leitet. Diese Verbindungselemente können aus Eisen bestehen oder auch aus Körpern aus Kunstkohle oder Graphit gebildet werden. Durch die Stromwärme, die in ihnen entsteht, erfolgt dann eine allmähliche Verkokung der Söderbergmasse, die sich zwischen den Spitzen der Stromzuführungsorgane und dem Ofenboden befindet; auf diese Weise wird der Verkokungsvorgang der Söderberganode eingeleitet.

In der gleichen Weise können bei neu einzuschaltenden Anoden gemäß der Erfindung zwischen den Spitzen der Stromzuführungsorgane und dem Ofenboden leitende Elemente eingebracht werden, die die Verkokung der untersten Kohleblöcke einleiten. Bei dieser Art der Einschaltung können als unterste Kohleblöcke auch solche aus ungebackener Masse verwendet werden.

Die Zeichnung stellt als Beispiel einen Aluminiumofen dar, der mit einer Anode gemäß der Erfindung ausgerüstet ist,- , · ... .--..--

Fig. 1 zeigt den Ofen teilweise in Seitenansicht, teilweise-iiruSchnitt, und

Fig. 2 in Draufsicht ohne den oberen Teil mit Stromzuleitungen usw.

Mit 1 ist die mit Kohlefutter ausgekleidete Ofenwanne bezeichnet, deren Konstruktion bekannt ist und nicht zur Erfindung gehört. Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Anode ist aus den Blöcken 2 aus Kohlemasse zusammengesetzt; die Fugen 3 sind mit Söderbergmasse ausgefüllt. Das gesamte Kohlepaket ist durch den Eisenrahmen 4 eingefaßt, dessen Aufhängung der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Nach Maßgabe des Verbrauchs rutscht die Anode im Rahmen nach unten. Zur Stromzuführung dienen hier die runden Stahlbolzen 5, von denen in Fig. 1 nur einer eingezeichnet ist und die in bekannter Weise gehandhabt werden.

Im vorliegenden Beispiel sind die Blöcke nur in waagerechter Richtung gegeneinander versetzt. Es ist aber durchaus möglich, sie auch in lotrechter Richtung gegeneinander zu versetzen.

Im unteren Teil der Anode sind die zusammengeklebten Blöcke unter der Einwirkung der Ofenwärme gebacken und die Söderbergmasse verkokt, während im oberen Teil die Blöcke noch ungebacken sind und die Söderbergmasse unverkokt ist.

Zwecks Inbetriebnahme des Ofens wird die Anodeaus ungebrannten Kohleblöcken 2 gebaut, wobei die unteren mit den oberen Blöcken jeweils durch Söderbergmasse verklebt und auch die Vertikalfugen zwischen den benachbarten Kohleblöcken mit Söderbergmasse ausgefüllt werden. Als untere Kohleblöcke werden solche benutzt, die in ihrer unteren Hälfte bereits vorgebrannt worden sind. Sodann werden die Stromzuführungsbolzen 5 so weit in das Anodenpaket eingeführt, daß ihre Spitzen sich in der bereits vorgebrannten Zone der unteren Kohlen befinden, und deren Zwischenraum zwischen Bolzen und Bolzenloch mit Söderbergmasse ausgefüllt.

Nach Einschaltung des Ofens tritt der Strom aus den Spitzen der Bolzen in die verkokte Zone der unteren Blöcke und von diesen in die Ofenschmelze. Durch die Ofenwärme erfolgt sodann nach Maßgabe des Abbrandes der unteren Kohle und des Senkens der Anode eine Verkokung der höheren Zonen der Anode und, falls der Abbrand weit genug fortgeschritten ist, auch eine Verkokung der Klebemasse zwischen den Kohleblöcken.

Nach völliger Verkokung der Klebemasse ist nicht nur eine genügende elektrische, sondern auch eine ausreichende mechanische Verbindung zwischen unteren und oberen Blöcken zustande gekommen, und das Hochziehen der Bolzen bis auf eine Höhe entsprechend der unteren verkokten Zone der oberen Blöcke kannerfolgen.

Versuche an Öfen, die mit derartigen kontinuierlich arbeitenden Anoden aus ungebrannten gepreßten-Kohleblöcken ausgerüstet waren, haben ergeben, daß ungebrannte Kohleblöcke mit Söderbergmasse als Klebemasse bei der gemeinsamen Verkokung eine außerordentlich innige Verbindung eingehen, so daß jede Gewähr für eine gute mechanische Haftung und eine gute elektrische Verbindung zwischen unteren und oberen Blöcken besteht. Der Spannungsabfall in den Verbindungsfugen ist kaum höher als in der gebrannten Kohlemasse des Kohleblocks. Das Abfallen der unteren Kohleblockreste in die Ofenschmelze, wie es häufig bei Öfen mit kontinuierlichen Blockanoden bisheriger Bauart erfolgte, tritt bei Öfen mit kontinuierlichen Anoden gemäß der Erfindung nicht auf.

Bei der Verkokung der Kohleblöcke durch die Ofenwärme tritt beim Verfahren nach vorliegender Erfindung kein Verlaufen der Blöcke in der Anode wie bei Söderbergöfen auf. Wegen ihres geringen Pechgehaltes erweichen die Blöcke," ohne im wesentlichen ihre Form zu verlieren. Versuche haben ergeben, daß die ungebrannten Blöcke auch mit der in die Vertikalfugen zwischen den Blöcken eingebrachten Söderbergmasse bei der gemeinsamen Verkokung eine innige Verbindung eingehen.

öfen mit Blockanoden gemäß der Erfindung besitzen gegenüber Söderbergöfen den Vorteil eines geringeren anodischen Spannungsabfalles, da sie den höheren Leitwert der mechanisch verfestigten Kohleblöcke auszunutzen gestatten, haben aber mit den Öfen mit vorgebackenen Anoden den Vorteil gemeinsam; daß-"sie einen Betrieb mit niedrigerer Badspannunggestatten. Es ist daher möglich, Öfen mit Anoden gemäß der Erfindung mit einer Gesamtspannung zu betreiben, die 0,15 bis 0,3 V niedriger liegt als bei Söderbergöfen. Demnach beträgt die Ersparnis am Energieverbrauch bei öfen gemäß der Erfindung gegenüber Söderbergöfen 0,5 bis 1 kWh/kg Aluminium.

Öfen mit Blockanoden gemäß der Erfindung haben weiterhin gegenüber Öfen mit vorgebackenen Anoden den Vorteil, daß man bei Verwendung ungebackener Blöcke für den Aufbau der Anode den Brennprozeß

der Anode vor ihrem Einsatz in den Aluminiumofen, der mit hohen Kosten verbunden ist, erspart.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb eines Aluminiumelektrolyseofens mit selbstbackender, kontinuierlicher Anode, dadurch gekennzeichnet, daß die rohe Kunstkohlemischung, die auf den oberen, noch ungebackenen Teil der Anode zwecks Ergänzung der letzteren nach Maßgabe deren Verbrauches aufgegeben wird und hauptsächlich aus Kohlenstoff und einem Bindemittel besteht, in Gestalt von mechanisch verfestigten, aber ungebackenen Blökken aufgegeben wird, die mit Hilfe eines kohlenstoffhaltigen Materials als Bindemittel auf die Oberfläche der Anode und mit ihren Seitenflächen untereinander verklebt werden und bei der Verkokung durch die Ofenwärme ihre Form im wesentlichen beibehalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Blöcke eine Kunstkohlemischung verwendet wird, die 12 bis 22% Steinkohlenteerpech als Bindemittel enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verkleben ein kohlenstoffhaltiges Material verwendet wird, das eine niedrigere Viskosität als die Kunstkohlemischung der ungebackenen Blöcke aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verkleben als kohlenstoffhaltiges Material eine Kunstkohlemischung mit 24 bis 35% Steinkohlenteerpech als Bindemittel verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Blöcke die für die Herstellung von vorgenannten Anoden übliche Kunstkohlemischung verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verkleben als kohlenstoffhaltiges Material die für Söderberganoden übliche Kunstkohlemischung verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 863 999;
Zeitschrift »Aluminium«, 31 (1955), S. 177, rechte Spalte, Abs. 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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