DE924898C - Mit Soederberg-Elektroden betriebener Ofen zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft mit Söderberg-Elektroden betriebene Öfen zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium.

Es ist bekannt, an Söderberg-Elektroden vertikale Kontaktbolzen für die Zuführung des Stroms zur Anode anzuordnen. Diese Kontaktbolzen sind im gebackenen Teil der Elektrode fest eingelagert und dienen außer zur Stromzuführung auch als Mittel zur Aufhängung der Elektrode. An ihrem freien Ende sind die Kontaktbolzen mit den Stromschienen verbunden, die ihrerseits mit einem feststehenden Anodengestell fest, aber regulierbar verbunden sind.

Weiterhin ist es aus der Patentschrift 816021 bekannt, die Öfen mit einem permanenten Mantel und einem Kanal um die Elektrode zur Aufsammlung der Ofengase und einer Vorrichtung zur Verbrennung der Ofengase zu versehen. Hierbei ist der permanente Mantel z. B. mit Hilfe von Schraubenverbindungen am feststehenden Anodengestell aufgehängt.

Wenn nun die Elektrode während des Betriebes eines solchen Ofens gehoben oder gesenkt werden soll, so geschieht dies mit Hilfe der regulierbaren Verbindung zwischen Stromschienen und Anodengestell. Während dieses Vorgangs kann der feststehende Mantel in seiner Lage nicht verändert werden.

Diese Anordnung einesteils der Elektrode und anderenteils des permanenten Mantels hat sich als nachteilig erwiesen, da man während des Abstiches von Metall vom Ofen die Elektrode innerhalb kurzer Zeit verhältnismäßig stark senken muß. Das

hat zur Folge, daß ein nicht unbedeutender Teil des ungebackenen Teiles der Elektrode, der vorher vom permanenten Mantel umgeben war, über die untere Randbegrenzung des Mantels hinausgelangt. Der aus dem Mantel herausgetretene Teil der ungebackenen Elektrode wird beschleunigt gebacken, wobei in erheblichem Ausmaß Teer abgetrieben wird. Dadurch erhöht sich der Gehalt an Teerbestandteilen im aufgesammelten Gas. Gewöhnlich ίο verbrennen die brennbaren Teile dieses Gases vollkommen in einem Gasbrenner, der im Anschluß an den Gasaufsammlungskanal angeordnet ist. Wenn sich aber nun der Gehalt des Gases an Teerbestandteilen plötzlich stark vermehrt, so ist eine vollkommene Verbrennung der Kohlenwasserstoffe im Brenner nicht sichergestellt, und es ergibt sich zeitweilig ein schlechter Wirkungsgrad des Brenners. Ein weiterer Nachteil der vorbeschriebenen bekannten Ausführungsform besteht darin, daß der Abstand zwischen Badoberfläche und Unterseite des Gaskanals sehr stark schwankt, indem Niveauunterschiede von etwa 5 bis 10 cm jedesmal beim Abstich infolge des entfernten Metallvolumens eintreten. Bei einem feststehenden Mantel führt dies dazu, daß z. B. unmittelbar nach dem Abstich die Dichtung zwischen Badoberfläche und Unterseite des Gaskanals Schwierigkeiten bereitet, da der Abstand zwischen Badoberfläche und Unterseite des Gaskanals verhältnismäßig groß ist.
Andererseits kann es auch vorkommen, daß die Badoberfläche zu nahe an die Unterseite des Gaskanals gelangt, wenn man mit dem Abstich des Metalls zu'lange wartet. Tritt dieser Fall ein, dann ist der Gaskanal großen Beanspruchungen ausgesetzt und kann zerstört werden.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß der permanente Mantel mit dem Gaskanal um die Elektrode in seiner absoluten Höhenlage und seiner relativen Höhenlage zur Elektrode verstellbar angeordnet wird. Dieses Prinzip wird in apparativer Hinsicht dadurch verwirklicht, daß die Tragebalken als Stromschienen ausgebildet sind und zugleich als Träger für die Kontaktbolzen und den permanenten Mantel dienen. Die Tragebalken liegen auf Hebelgewinden, die außerhalb des Ofens festgelagert sind. Diese Hebelgewinde werden zweckmäßig von Motoren getrieben; ihre Regulierung kann aber auch von Hand ausgeführt werden. Der Elektrodenmantel ist an den Tragebalken mit Hilfe von Schraubenspindeln, die auch von Elektromotoren getrieben werden können, isoliert aufgehängt.

Die Motoren, die die Hebelgewinde der Tragebalken und die Schraubenspindeln des Elektrodenmantels betreiben, können getrennt oder gleichzeitig bedient werden, so daß man den Mantel und die Elektrode gleichzeitig heben oder senken kann oder auch die Elektrode und den Mantel unabhängig voneinander heben oder senken kann.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Ofen, ι ist der Ofenbehälter, 2 eine Elektrode mit vertikalen Kontaktbolzen 3, 4 der Elektrodenmantel, 5 das flüssige Bad und 6 der die Elektrode umgebende Gaskanal.

Die Kontaktbolzen 3 sind mit dem stromführenden Tragebalken 7 verbunden. Der Tragebalken ruht auf zwei Hebelgewinden 8 und 9, der Elektrodenmantel 4 ist ebenfalls am Tragebalken 7 mittels der Schraubenspindeln ι ο und 11 aufgehängt. Diese werden von den an den Tragebalken 7 montierten Motoren 12 und 13 getrieben. Bei Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man folgende Bewegungen ausführen:

1. Gleichzeitiges Heben und Senken sowohl von Elektrodenmantel als auch Elektrode.

Dies erfolgt durch Bewegung lediglich der Hebelgewinde für die stromführenden Tragebalken. Diese Bewegung wird ausgeführt, wenn die Elektrode bedeutend gehoben oder gesenkt werden soll. Beim Abstich des Metalls senkt sich die Badoberfläche beträchtlich, und man muß einesteils mit der Elektrode und anderenteils mit dem Elektrodenmantel und dem an ihn angeordneten Gaskanal nachfolgen. Da eine Relativbewegung zwischen Elektrode und Elektrodenmantel beim gleichzeitigen Absenken nicht erfolgt, kann ein rasches Backen der Elektrode und eine Freisetzung von Teerdämpfen nicht eintreten, und es treten die vorerwähnten Nachteile nicht ein. Auf diese Weise kann man sozusagen eine konstante Abdestillation der Teerkomponenten der Elektrode erreichen und den Brenner leicht so regulieren, daß eine gleichmäßige und vollständige Verbrennung der Teerdämpfe erfolgt.

2. Alleiniges Heben oder Senken des Elektrodenmantels.

Diese Bewegung stellt eine Absolutbewegung des Elektrodenmantels und eine Relativbewegung mit Bezug auf die Elektrode dar und wird durch Bewegung lediglich der Schraubenspindeln bewirkt.

Durch das Heben des Mantels kann beim Ansteigen der Badoberfläche der Abstand zwischen dieser und der Unterseite des Gaskanals eingehalten werden. Zweckmäßig wird die Hebung des Elektrodenmantels annähernd mit derselben Geschwindigkeit vorgenommen, wie die Höhe der Badoberfläche zunimmt. Durch die Konstanthaltung des Abstandes zwischen Badoberfläche und Unterseite des Gaskanals kann eine gute Dichtung um den Gaskanal leicht aufrechterhalten werden. Diese Operation kann z. B. zwischen zwei Abstichen und mit einer Hebung um z. B. 1 cm pro 24 Stunden ausgeführt werden.

Bei den bisher verwendeten Vorrichtungen hatte man auch gewisse Schwierigkeiten gehabt, wenn es sich um ein gutes Gleiten der Elektrode im Verhältnis zum Elektrodenmantel handelte. In der Patentschrift 814664 ist ausgeführt, wie der Mantel ausgeformt werden muß, um ein möglichst gutes Gleiten der Elektrode zu sichern. Aber auch bei dieser Ausführungsform bleibt die Elektrode nach dem Abstich mit Bezug auf den Elektrodenmantel bis zum nächsten Abstich in derselben Lage, da nur eine geringe Regulierung der Elektrode in dieser Periode stattfindet. Dies kann in einzelnen

Fällen zu gewissen Gleitschwierigkeiten Veranlassung geben. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß der Elektrodenmantel und die Elektrode gleichzeitig beim Abstich gesenkt werden und zwischen den Abstichen bei feststehender Elektrode lediglich der Elektrodenmantel, und zwar in dem Maße gehoben wird, wie das Bad ansteigt. So erreicht man stets eine gewisse Relativbewegung

ίο zwischen Elektrodenmantel und Elektrode, und es treten nie Schwierigkeiten im Hinblick auf ein vollkommenes Gleiten der Elektrode im Verhältnis zum Elektrodenmantel auf.

3. Heben oder Senken der Elektrode mit relativ gegensätzlicher Bewegung des Elektrodenmantels, wobei dieser in derselben Höhenlage verbleibt.

Diese Bewegung wird dadurch ausgeführt, daß man die Motoren für die Tragebalken und die Motoren für den Elektrodenmantel in gegensätz-

ao licher Richtung, aber mit in der Zeiteinheit gleicher Hubwirkung laufenläßt.

Ein derartiger Vorgang spielt sich bei der normalen Regulierung des Elektrodenabstandes ab und ist eine der Bewegungen, die ziemlich oft ausgeführt werden, wenn die Bewegungen verhältnismäßig klein sind.

Ein Heben der Tragebalken allein, wenn diese in die tiefste Stellung gelangt sind, mit entgegengesetzter Bewegung des Elektrodenmantels und der Elektrode ist nur dann möglich, wenn die Aufhängung der Elektrode mit beweglichen Mitteln erfolgt ist.

Ein Aufhängen der Elektrode mit beweglichen Mitteln ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, ja es ist gerade in diesem Punkt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Vorteil verbunden, daß man die Anwendung eines besonderen Anodengestelles ersparen kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι . Mit Soderberg-Elektroden betriebener Ofen zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur getrennten Einstellung der Höhenlage der Söderberg-Elektrode und eines sie umgebenden permanenten Mantels mit einem Gaskanal.
2. 2. Ofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auf Hebegewinden ruhenden und als Stromführung dienenden Tragebalken mit an ihm fest, aber lösbar angeordneten Kontaktbolzen für die Elektrode und Schraubenspindeln, die ihrerseits den permanenten Elektrodenmantel mit Gaskanal tragen, wobei als Antriebsvorrichtung sowohl für die Hebegewinde als auch die Schraubenspindeln vorzugsweise Elektromotoren vorgesehen sind, die zweckmäßig gleichlaufend oder gegenläufig oder paarweise einzeln in Betrieb gesetzt werden können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   9599 2.55