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Ofen für die Schmelzflußelektrolyse von Aluminium Die Erfindung betrifft
einen Ofen von großer Leistung für die Schmelzflußelektrolyse von Aluminium mit
außerhalb des Ofens fertiggestellten und im Ofen zu mehreren zusammengefaßten Kohleanoden.
Nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden eigenen Vorschlag wird eine bessere
Stromausbeute dadurch ermöglicht, daß die Kohleanoden, die in den größtmöglichen,
von den Elektrodenfabriken herstellbarenAbmessungen verwendet werden, in einer bestimmten
Anordnung in den Ofen eingesetzt und durch eine wärmeisolierende Haube überdeckt
sind. Diese Anordnung der Anoden erlaubt es, einen größtmöglichen zusammenhängenden
Anodenquerschnitt mit möglichst wenig Außenkanten in das Bad zu bringen, so daß
die Stromverteilungsverhältnisse günstig werden. Dieser sehr große zusammenhängende
Anodenquerschnitt kommt dadurch zustande, daß die zu Paaren zusammengefaßten Anodenblöcke
in liegender Anordnung in den Ofen eingebracht werden.
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Die liegende Anordnung der zu mehreren zusammengefaßten Anodenblöcke
hat neben dem obenerwähnten Vorteil, einen sehr großen zusammenhängenden Stromdurchgangsquerschnitt
zu bieten, auch noch den Vorteil, daß die wärmeabstrahlenden Seitenflächen der Anode
verhältnismäßig klein sind, was sich ebenfalls für die Stromausbeute des Ofens günstig
auswirkt. Andererseits wäre es jedoch aus betrieblichen Gründen, nämlich wegen des
erforderlichen Ersatzes der abgebrannten Anoden, sowohl als auch wegen der bei diesem
Ersatz verbleibenden Reste der abgebrannten Anoden erwünscht, höhere Abmessungen
bei gleicher Größe des zusammenhängenden waagerechten
Querschnitts
zu verwenden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jedes aus mehreren
Blöcken bestehende Paket von einem möglichst dicht schließenden, aber die senkrechte
Bewegung des Paketes noch zulassenden, wärmeisolierenden Rahmen umschlossen ist.
Beim Ofen gemäß der Erfindung sind also die Anoden wiederum in der bei den früher
üblichen Öfen gewöhnten senkrechten Anordnung angebracht, doch sind einerseits die
wärmeabstrahlenden Seitenflächen durch den Rahmen bedeckt, und andererseits ist
dadurch die Möglichkeit gegeben, die Anoden mit einer wärmeisolierenden Haube zu
überdecken.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung hervor, in der an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben
ist.
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In der Zeichnung zeigt Fig. i eine Seitenansicht mit teilweisem Querschnitt,
Fig. z eine Vorderansicht mit teilweisem Schnitt senkrecht zu Fig. i, Fig. 3 eine
Draufsicht auf einen Ofen gemäß der Erfindung und Fig. q. den Schnitt durch die
Elektrodenaufhängung und Stromzuführung.
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In die Ofenwanne i ist in dem Boden die nicht dargestellte Kathode
üblicher Bauart eingesetzt. Die Anode besteht aus je vier Kohleblöcken 4, 5, 6 und
7, die zu je zwei Paketen zusammengefaßt sind. Der dargestellte Ofen hat eine Leistung
von 30 ooo Amp., und die Kohleblöcke weisen die Abmessungen 6oo X 8oo X i5oo mm
auf. Die Leistung der Elektrodenpressen ist bekanntlich bezüglich der Länge der
zu erzeugenden Stränge kaum begrenzt, wohl aber bezüglich ihrer Breite und Tiefe,
also ihres waagerechten Querschnitts. Die beim Ofen gemäß der Erfindung verwendeten
Seitenkantenlängen von 6oo X 8oo mm stellen die heute größten, praktisch erreichbaren
Abmessungen dar.
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Die beiden Anodenpakete sind durch einen Rahmen umfaßt, der oben von
den von den senkrechten Stützen 8 getragenen U-Eisen 32 und unten von den Streben
45 gehalten ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht dieser Rahmen
46 aus einem durch Eisenblech gebildeten Kasten, dessen Innenraum mit einem wärmedämmenden
Stoff ausgefüllt ist. Zur Wärmedämmung kann jedoch auch Tonerde selbst verwendet
werden, wobei der Rahmen als Beschickungsvorrichtung für den Ofen benützt werden
kann. In diesem Fall ist der Rahmen in seinem Deckel und in seinem Boden mit Öffnungen-
zu versehen. Erfolgt jedoch die Beschickung wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel
von der Seite her, dann genügt es, wenn der Rahmen als geschlossener Hohlkörper
hergestellt wird.
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Die Zusammenfassung von je vier Blöcken zu einem Paket kann in beliebiger
Weise erfolgen. Es werden jedoch mechanische Mittel bevorzugt. Zur Aufhängung der
Pakete sind in den Kopf eines jeden Blockes starke Schrauben 47 eingeschraubt, die
durch je eine Querleiste 48 (Fig. 3) miteinander verbunden sind. Die Leisten 48
wiederum sind durch zwei U-Eisen 49 und 49' verbunden, in deren Mittel die Rolle
5o gelagert ist. Eine über diese Rolle laufende Kette 15 geht über die auf dem oberen
Längsträger 9 angeordneten Rollen i i und i2 zum nicht dargestellten Getriebe, das
das Heben und Senken der Anoden erlaubt.
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Um eine möglichst gute Stromzuführung zu den Anoden zu erhalten, ist
eine besondere Anordnung getroffen: In jedem Block sind mehrere Bohrungen 51 vorgesehen,
in die ein geschlitztes Rohr 52 (Fig. 4) paßt. Der Außenumfang dieses Rohres ist
über seiner größeren Länge geringer als der Durchmesser der Bohrung 5 i. Am unteren
Ende aber weist das Rohr eine- Verdickung 53 auf, die innen mit einer konischen,
sich nach unten erweiternden Fläche 54 versehen ist. lm Rohr 52 sitzt eine Stange
55, deren Ende 56 mit einem sich nach unten, entsprechend der Fläche 54 des Rohres
erweiterten Konus versehen ist. Am oberen Ende weist die Stange ein Gewinde mit
einer Schraubenmutter 57 auf, die sich auf dem mit einem Flansch 58 versehenen Ende
des Rohres 52 abstützt. Wird die Mutter 57 angezogen, dann preßt der Konus 56 der
Stange 55 das Ende 53 des geschlitzten Rohres 52 nach außen, so daß das Ende zum
festen Anliegen mit der Innenwandung der Bohrung des Kohleblockes kommt. Auf diese
Weise gelingt es, die metallische Stromzuführung, obwohl sie von oben erfolgt, bis
in die Nähe der wirksamen Anodenoberfläche gelangen zu lassen. Ist nun die Anode
unten bis in die Nähe des Rohres 53 abgebrannt, dann wird die Mutter 57 gelöst,
d. h. die Stange 55 etwas nach unten bewegt. Dadurch verringert sich der Durchmesser
des geschlitzten Rohres 53, und dieses Rohr kann nunmehr nach oben gezogen werden.
Um zu vermeiden, daß beim weiteren Arbeiten die Bestandteile des Bades in die Bohrung
51 oder sogar in Berührung mit dem Strornzuführungsrohr 52 gelangen, wird der Boden
der Bohrung 51, bevor die Stromzuführung wieder angebracht wird, mit grüner Masse
ausgestampft; sodann wird die Stromzuführung durch Einführung des Rohres 52 und
Festdrehen der Mutter 57 an einer etwas höheren Stelle als vorher wieder angebracht.
Diese Arbeit läßt sich ohne Abstellen des Ofens durchführen.
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Die Elektrodenpakete können beim Ofen gemäß der Erfindung mit . einer
Schutzhülle umkleidet werden, doch ist diese wegen der Anbringung der wärmedämmenden
Rahmen nicht unbedingt notwendig.
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Der Ofen gemäß der Erfindung zeigt die gleiche hohe Stromausbeute
wie der Ofen gemäß dem erwähnten Vorschlag, doch kann der Elektroden-3rsatz in größeren
Zeitabständen erfolgen, und der Verlust an Kohleresten ist geringer.