DE445246C - Ofen zur Herstellung von Aluminium und aehnlichen Leichtmetallen sowie ihrer Legierungen mittels Schmelzelektrolyse - Google Patents

Description

Die bekannten öfen zur Herstellung von Aluminium sowie ähnlichen Leichtmetallen und ihrer Legierungen mittels Schmelzelektrolyse bestehen in der Regel aus einem feststehenden und mit entsprechender Auskleidung versehenen Ofenboden, welcher die Kathode bildet, und einer Mehrzahl fester Anodenelektroden, die dem Boden gegenüberstehen, so daß der Stromdurchgang ίο stets an derselben Stelle erfolgt. Durch die aus diesem Grunde kontinuierlich an dem gleichen Platze erfolgende Beanspruchung durch den Strom wird der Boden der Kathode löcherig und die Lebensdauer der öfen erheblich verringert.

Ferner wird die um die Anoden befindliche Badzone im Verlaufe des Prozesses schneller tonerdearm, während in den übrigen Teilen des Schmelzbades ein Tonerdeüberschuß vorherrscht. Im Umkreise der Anoden bildet sich ein Gasring, der den Stromdurchgang erschwert. Die Folge davon ist, daß das Bad unruhig wird, eine übermäßige Zersetzung von Kryolith stattfindet, die Stromspannung steigt; der Stromverbrauch erhöht sich, was natürlich den Betrieb der Umformer in höchst unangenehmer Weise beeinflußt. . Man versucht diesen Schwierigkeiten dadurch zu begegnen, daß man das Bad mit einer eisernen Stange umrührt. Das aber . führt, insbesondere bei der großen Anzahl im Betrieb befindlicher öfen, ununterbrochen zu Betriebsstörungen. Diese Beunruhigungen werden gewöhnlich noch dadurch verschlimmert, daß der betreffende Arbeiter Tonerdearmut des Bades annimmt und Tonerde zugibt.

Es ist nun bei dem bekannten, mit einer Mittelelektrode versehenen Elektrolytofen von Kiliani vorgeschlagen worden, den Boden des Ofens rotieren zu lassen; das genügt gegebenenfalls, um einen kleinen, in der Mitte befindlichen Teil der Charge in Bewegung zu halten, keinesfalls aber, um die gesamte Charge, insbesondere den größeren an den Wandungen befindlichen Teil derselben, durchzuführen.

Zur restlosen Beseitigung dieser Übelstände dient daher die vorliegende Erfindung, welche gekennzeichnet ist durch die Kombination der an sich bekannten Beweglichkeit des die Kathode bildenden Ofenbodens und der gleichmäßig auf der Badoberfläche verteilten Anordnung einer Mehrzahl von Elektroden.

Auf diese Weise gelingt es, bei einem modernen und bekanntlich mit mehreren Anoden ausgerüsteten Ofen tatsächlich das gesamte Bad in Bewegung zu erhalten.

Dazu kommt folgender, für einen solchen Ofen außerordentlich bemerkenswerter Umstand :

Man ist bei den großen Dimensionen eines modernen Al-Erzeugungsofens, um eine gute Durchmischung der Charge zu erzielen, gezwungen, Rührstangen zu verwenden, welche allmählich eine beträchtliche Anreicherung des Bades an Eisen hervorrufen. Es wird also durch die Erfindung die Erzeugung eines reineren Aluminiums ermöglicht.

Die Bewegung des Ofens ist zweckmäßigerweise eine hin und her gehende Kreisbewegung von etwa 90⁰ oder mehr, die der Boden um seine vertikale Achse ausführt.

Dabei sind die Anoden reihenweise gegeneinander versetzt angeordnet.

Zum oberen Abschluß des Ofens ist eine feststehende, vertikal verschiebbare Kappe vorgesehen, welche mit einem Abzugsstutzen für die gebildeten Gase versehen ist. In dieser Ofenkappe sind verschließbare Einführungsöffnungen angeordnet, welche zur Aufnahme verschließbarer Materialeinführungstrichter mit daran angeschlossenen Einführungsstutzen dienen.

Die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung äußert sich folgendermaßen:

In jedem Momente des Herstellungsprozesses befindet sich die einzelne Anode über einer neuen Stelle des Ofens bzw. Ofenbodens, und es findet daher die Beanspruchung desselben gleichmäßig statt. Der Anlaß der Lcrchbildung fällt weg; die Lebensdauer des Ofens wird in beträchtlicher Weise erhöht.

Infolge der hin und her gehenden Kreisbewegung des Ofens bzw. des darin befindlichen Bades durchstreichen die in demselben herabreichenden Anoden sämtliche Zonen desselben, so daß es dadurch in seiner Gesamtheit in Bewegung erhalten wird. Hierdurch wird die Bildung von tonerdearmen und tonerdeübersättigten Zonen, welche die hauptsächlichste Ursache der eingangs geschilderten

ίο Übelstände ist, vermieden.

Begünstigt wird diese Wirkung durch die gemäß der Erfindung neue Beschickungsweise mit Tonerde, welche durch die radial schwenkbaren und bis zum Boden reichenden Einführungsvorrichtungen unter gleichzeitiger Mitwirkung der Drehbewegung des Bodens gleichmäßig über denselben verteilt wird, während dieselbe bisher beliebig aufgeworfen und mit einer eisernen Stange eingerührt wurde.

Der Abschluß des Bodens durch eine Kappe verfolgt einen mehrfachen Zweck. Er schützt das Bad vor Strahlungsverlusten und vermindert daher den Stromverbrauch.

Er verhindert die Berührung der glühenden, aus dem Bade ragenden Anodenkohle mit dem Sauerstoff der Luft und damit den Abbrand derselben. Das bedeutet eine Ersparnis an Elektroden und verhütet die Badverunreinigung durch hineinfallenden Abbrand.

Die sich über dem Bade ansammelnden Gase werden durch den Abführungsstutzen der Kappe abgezogen.

Der neue Ofen ist in den beiliegenden Abbildungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch den Ofen,

Abb. 2 eine Draufsicht auf denselben,

Abb. 3 teilweise eine Seitenansicht und teilweise einen Schnitt gemäß c-d der Abb. 2. Der Ofen besteht aus dem das Bad aufnehmenden Ofenboden, der als Kathode dient, im Querschnitt zylinderförmiig ausgestaltet ist und aus dem Eisenmantel α mit graphitischer Auskleidung b besteht. Der Ofen ist auf Lagerböcken c gelagert, in welchen Rollen d vorgesehen sind. Mit diesen Rollen ist der Ofenboden auf einer kreisförmigen Schienen drehbar. Anstatt der Rolle können natürlich auch ähnliche Mittel verwendet sein.

Die Schiene e ist auf einem Fundament f gelagert. Die Zuführung der Kabel k zur Elektrode erfolgt durch eine Aussparung des Fundaments. Der Ofen ist oben durch eine Kappe i abgeschlossen, welche mit einer Reihe von Lappen / versehen ist, mit denen der Deckel auf Stutzen ί ruht. Mit einem Rande h übergreift der Deckel bzw. die Kappe zum Zwecke der Abdichtung den Ofenboden.

Von oben her ragen die Anoden f in den Ofen hinein. Dieselben sind ringförmig in mehreren Reihen, und zwar immer eine Reihe zur anderen Reihe versetzt, angeordnet. Sie tragen eine Metallkappe, im vorliegenden Falle aus Aluminium, an deren verjüngter Basis die Stromzuführung mittels der Kabel m erfolgt. An die Kappe i schließt sich ein Abzugskanal y, der nach dem Schornstein führt.

Durch eine geeignete Antriebsvorrichtung, z. B. Exzenter usw., wird der Ofen in Drehbewegung versetzt. ₌

In der Kappe befinden sich, und zwar jedesmal um 90° versetzt, Einführungsöffnungen z. In diese Einführungsöffnungen münden die Zuführungstrichter 0, an welche sich die Einführungsstutzen p anschließen. Dieselben sind schwenkbar angeordnet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Of en zur Herstellung von Aluminium 8g und ähnlichen Leichtmetallen sowie ihrer Legierungen mittels Schmelzelektrolyse, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Beweglichkeit des die Kathode bildenden Ofenbodens und der gleichmäßig auf die Badoberfläche verteilten Anordnung einer Mehrzahl von Elektroden.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden eine hin und her gehende Kreisbewegung oder eine Drehbewegung um seine Vertikal-

• achse ausführt.

3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden reihenweise gegeneinander versetzt sind.

4. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum oberen Abschluß eine feststehende, vertikal verschiebbare Kappe vorgesehen ist, welche mit einem Abzugsstutzen für die gebildeten Gase versehen ist.

5. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkappe mit verschließbaren Einführungsöffnungen versehen ist, welche zur Aufnahme schwenkbarer Materialeinführungstrichter mit daran angeschlossenen Einführungsstutzen dienen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.