DE816159C

DE816159C - Stromzufuhr zu kontinuierlich selbstbackenden Elektroden

Info

Publication number: DE816159C
Application number: DEP27510A
Authority: DE
Inventors: Robert Jouannet
Original assignee: Elektrokemisk AS
Current assignee: Elektrokemisk AS
Priority date: 1944-01-18
Filing date: 1948-12-28
Publication date: 1951-10-08
Also published as: CH246500A; GB590250A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 8. OKTOBER 1951

p 27510 VIa/40c D

Elektrokemisk A/S, Oslo

Die vorliegende Erfindung betrifft eine praktische und einfache Anordnung der Stromzufuhr zu und Aufhängung von kontinuierlichen selbsthackenden Elektroden.

Die bisher benutzte Anordnung der Stromzufuhr besteht aus metallischen in der rohen Elektrodenmasse eingebetteten Kontaktstäben. Je nachdem die Elektrode gesenkt wird, wird die Elektrodenmasse allmählich gebacken. Beim Backvorgang zieht sie sich zusammen und wird deshalb an den Kontaktstäben festgeklemmt, wodurch ein guter elektrischer und mechanischer Kontakt gesichert wird, so daß, um einen dieser Stäbe loszureißen, eine Kraft von mehreren Tonnen ausgeübt werden muß. Wenn solche Kontaktstäbe wegen Zehrung der Elektrode in die Nähe des elektrolytischen Bades gelangen, werden sie aus der gebackenen Masse heraufgezogen und nachher wieder in die rohe Elektrodenmasse eingeführt; in der Praxis werden sie mindestens 50 cm über ihre ursprüngliche Lage gehoben.

Bei den bisher angewandten verschiedenen Anordnungen dringen diese Kontaktstäbe entweder senkrecht von oben oder schräg durch die Seitenwände in die Elektrode hinein, und können auch zum Tragen der Elektrode benutzt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das untere linde der Kontaktstäbe, das der Elektrode den Strom zuführt, im gebackenen Teil der Elektrode angebracht, und die Stäbe werden in dem Moment, bevor ihr unteres Ende wegen Zehrung der Elektrode in das elektrische Bad eindringt, aus ihrer

Lage herausgezogen, und man führt eine gewisse Menge roher Elekrodenmasse ein, wo sich vorher die unteren Enden befanden, dann werden die Kontaktstäbe wieder in die Elektrode eingeführt, und zwar mit ihrer Spitze in die eben eingeführte rohe Masse, die sofort gebacken und dadurch mit der schon gebackenen Elektrode verbunden wird. Die elektrische und mechanische Verbindung mit dem gebackenen Teil der Elektrode ist somit wieder ίο hergestellt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird durch richtige Wahl der Menge zugesetzter Masse ermöglicht, die Kontaktstäbe nur eine ganz kurze Strecke zu heben, und die Spannungsverluste in der Elektrocle werden auf ein Mindestmaß beschränkt. Bei der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise sehr gute Resultate mit Hubhöhen unter 20 oder 25 cm erzielt worden.

Die Kontaktstäbe, die den Strom zur Elektrode überführen, können senkrecht oder schräg sein, indem sie eventuell durch den Elektrodenmantel ein_r geführt sind.

Die zugehörende Zeichnung zeigt mehr oder weniger schematisch ein Bild einer Ausführungsform der Erfindung mit senkrechten Kontaktstäben.

Der Strom wird der Elektrode α mittels Kontaktstäbe aus Eisen b zugeführt, die in Tragstangen c aufgehängt und nicht zuerst durch den Mantel d durchgeführt sind. Das untere Ende b' dieser Stäbe b ist mit dem gebackenen Teil der Elektrode α in Kontakt (s. rechte Seite der Zeichnung).

Die senkrechten Tragstangen c der Kontaktstäbe b sind mittels einer Anordnung e an einem Balken / befestigt, der auf einem anderen Balken h angebracht und mittels eines Gewindes g verstellbar ist.

In dem Moment, bevor das untere Ende b' der Kontaktstäbe b wegen Zehrung der Elektrode α in das elektrolytische Bad eindringen wollen, werden diese Stäbe aus ihrer Lage heraufgezogen. Am Boden dieser Lagen wird eine schätzungsweise bemessene Xlenge einer leitenden, z. B. kohlenstoffhaltigen Elektrodenmasse eingeführt, wie bei ;' gezeigt, wodurch die Kontaktstäbe b wieder in ihre Lage eingeführt werden, indem sie in die Elektrodenmasse eingedrückt werden, wie auf der linken Hälfte der Zeichnung gezeigt. Die Kontaktstäbe werden so zusagen momentan an den gebackenen Teil der Elektrode festgekittet, in einer Stellung nur wenig höher als vorher. Das Festbacken der Masse ; findet in Wirklichkeit momentan statt, da sie zwischen einem rotglühenden Teil der Elektrode und einem ebenfalls rotglühenden Kontaktstab festgeklemmt ist. Diese gebackene Elektrodenmasse bildet einen integrierenden Teil der gebackenen Elektrode, und die anodische Oberfläche der Elektrode hat keine Hohlräume oder andere Unterbrechungen der gleichmäßigen Fläche.

In elektrischer Hinsicht hat man dann in Wirklichkeit zwei verschiedene Kontaktflächen, die eine zwischen Eisen im Kontaktstab b und der zu- I gesetzten rohen Elektrodenmasse ;', die plötzlich gebacken wird, und die andere zwischen dieser Elektrodenmasse und der vorher gebackenen Elektrode a. Man könnte fürchten, daß die so hergestellten Kontakte sowohl in elektrischer als mechanischer Hinsicht schlecht sein würden. In der Praxis werden aber folgende überraschende Resultäte festgestellt: Das Spannungsgefälle ist gering, kleiner als 0,1 Volt, und der Widerstand gegen Losreißen ist reichlich groß, um eine Aufhängung der Elektrode mittels der Stromzufuhranordnung zu gestatten.

Um mit der oben beschriebenen Anordnung die befriedigendsten Resultate zu erzielen, ist festgestellt, daß es von Wichtigkeit ist, gewisse unten angegebenen Bedingungen einzuhalten. Es ist aber klar, daß diese nur als Beispiele angegeben sind, ohne die Erfindung zu beschränken. Die Zugabe einer bestimmten Menge roher Masse macht es erforderlich, daß das beim Heben der Kontaktstäbe frei werdende Loch nicht durch Zusammensinken der im oberen Teil der Elektrode befindlichen rohen Masse verstopft wird. Es muß deshalb ein bestimmtes Verhältnis bestehen zwischen Höhe und Viskosität dieser rohen Masse. Um größere Sicherheit zu erzielen ist es ferner zweckmäßig, den Kontaktstab in zwei Stufen herauszuziehen. In der ersten Stufe wird der Kontaktstab etwa 40 bis 50 cm gehoben und bleibt etwa 2 Stunden in dieser Stellung. Er gibt dann einen kleinen Teil seiner Wärme an die umgebende Elektrodenmasse ab, was ein leichtes Erhärten dieser Masse bewirkt, und man vermeidet, daß sie während des Einfüllens der neuen Masse herunterströmt und das Loch mehr oder weniger verstopft. In der zweiten Stufe wird der Kontakt ganz herausgezogen, so daß der obere Teil des Loches freigegeben wird.

Um ein minimales Spannungsgefälle zwischen Kontaktstäben und Elektrode zu erreichen, ist es ferner von Bedeutung, daß das Festkitten unter den bestmöglichen Bedingungen stattfindet. Man hat gefunden, daß die Form und Größe der Kontaktstäbe nicht gleichgültig ist. Bei zylindrisch-konischen Kontaktstäben mit einem Durchmesser von 100 mm im oberen Teil hat man z. B. mit folgenden Dimensionen die besten Resultate erzielt: Durchmesser am unteren Ende 60 mm, Durchmesser n₀ 300 mm vom unteren Ende 97 mm, Durchmesser 750 mm vom unteren Ende 100 mm. Diese Dimensionen sind natürlich nur als Beispiele angegeben. Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist, daß bei dieser Anordnung sämtliche Kontaktstäbe kontinuierlich tätig sind und gleichzeitig für die Stromzufuhr und zur Aufhängung der Elektrode benutzt werden können. Man hat auch den Vorteil des geringsten Spannungsgefälles, das mit einem gegebenen Eisenquerschnitt erreicht werden kann, ia₀ was besonders in elektrolytischen öfen für Herstellung von Aluminium von Bedeutung ist.

Die Anordnung kann übrigens auch so sein, daß der Kontaktstab nicht völlig aus seiner Lage herausgezogen zu werden braucht, sondern man kann ihn nur ein gewisses Stück heben und die ent-

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sprechende Menge Masse durch ein Loch im Stabe in den beim Heben freigemachten Raum einpressen.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren für die Stromzufuhr zu kontinuierlich selbstbackenden Elektroden mit Hilfe von metallischen, in die Elektrode eingebetteten Kontaktstäben, deren unteres der Elektrode Strom zuführendes Ende in den gebackenen Teil der Elektrode eingeführt ist, und welche gleichzeitig zur Aufhängung der Elektrode dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstäbe unmittelbar bevor sie infolge Zehrung der Elektrode an das elektrolytische Bad hervordringen würden, aus ihrer Lage hochgezogen werden und in den Boden der dadurch entstehenden Löcher rohe Elektrodenmasse eingeführt wird, worauf die Kontaktstäbe wieder in den gebackenen Teil der Elektrode abgesenkt werden, woselbst sie durch Backen der Elektrodenmasse unter Erzielung einer guten elektrischen und mechanischen Verbindung mit der Elektrode verkittet werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstäbe in zwei Stufen hochgezogen werden, wobei gegebenenfalls die rohe Elektrodenmasse durch eine Bohrung in dem Kontaktstab zugeführt wird.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil der Kontaktstäbe konisch ausgebildet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

1718 9.5l