CH340346A - Elektrode für die kathodische Stromzuführung bei nach dem Dreischichtenverfahren arbeitenden Aluminiumraffinationszellen - Google Patents

Description

  Elektrode für die     kathodische        Stromzuführung    bei nach dem     Dreischichtenverfahren     arbeitenden     Aluminiumraffinationszellen       Üblicherweise werden bei den nach dem Drei  schichtenverfahren arbeitenden     Aluminiumraffina-          tionszellen    für die     negative    Stromzuführung Graphit  elektroden benützt, die in die obere Schicht, das  heisst in die Schicht aus     raffiniertem    Aluminium, so  weit eintauchen, dass eine leitende Verbindung ent  steht.

   Im Gegensatz zu den bei der Aluminiumher  stellung als Anoden dienenden Elektroden nehmen  diese Elektroden am elektrochemischen     Vorgang     chemisch nicht     teil.    Bekanntlich dienen die Anoden  bei der elektrolytischen Herstellung von     Aluminium     im     Schmelzfluss    nicht nur als Stromzuleitungen, son  dern auch als     Depolarisatoren,    indem sich ihr Kohlen  stoff mit dem entwickelten Sauerstoff verbindet. Da  an den     kathodischen        Stromzuführungselektroden    bei  der     Aluminiumraffination    kein solcher Vorgang statt  findet, werden diese theoretisch nicht verbraucht.

   Im  praktischen Betrieb tritt jedoch an den nicht in das       flüssige    Metall eintauchenden Stellen der Elektrode,  hauptsächlich in der Nähe des Metallspiegels, infolge  der Einwirkung des Luftsauerstoffes trotzdem ein  Verlust auf, dessen Grösse von der angewandten Be  triebstemperatur und von der Güte der Elektroden  masse abhängt. Es ist möglich, diesen Verlust durch  Ummantelung der Elektrode, wie zum Beispiel im  deutschen Patent Nr. 767108 dargelegt, oder durch  Verwendung eines Schutzanstriches, wie im deut  schen Patent Nr. 836569 beschrieben, herabzusetzen.  Es gelingt jedoch nicht, das langsame Abbrennen  der     Graphitelektrode    vollständig zu unterbinden.  



  Man hat daher versucht, den     kathodischen    Strom  unter     Ausschaltung    der     Graphitelektroden    in seit  lichen Kanälen unmittelbar von den Stromleitern an  die     kathodische    Metallschicht zu übertragen. Diese  Arbeitsweise ist jedoch     nicht    ungefährlich, und es    konnte bisher nicht der volle erhoffte Erfolg erzielt  werden.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf  eine metallische und     künstlich    kühlbare Elektrode  für nach dem     Dreischichtenverfahren    arbeitende       Aluminiumraffinationszellen.    Eine solche Elektrode  kann über der Zelle selbst angeordnet sein und mit  ihrem untern Ende in die     kathodische    Schicht aus  raffiniertem     Aluminium    eintauchen.

   Die neue Elek  trode besteht vorzugsweise aus     unlegiertem    Alumi  nium, und zwar entweder aus     Hüttenaluminium    der  handelsüblichen Qualität oder aber aus     Reinst-          aluminium.    Die durch den     Abbrand    der üblichen       Graphitelektroden    entstehenden Verluste werden voll  kommen vermieden.

   Der Wärmeverlust durch Ab  leitung ist zwar grösser als     bei    Verwendung von     Gra-          phitelektroden,    doch hat es sich gezeigt, dass bei den       Aluminiumraffinationszellen    die Wärmeverluste vor  allem durch Konvektion entstehen und in bedeutend  geringerem Masse durch Leitung und durch Strah  lung.  



  Es ist möglich, an Stelle von     unlegiertem    Alu  minium auch andere Metalle für die künstlich ge  kühlten Elektroden zu benützen, doch besteht zum       Beispiel    im Falle des Kupfers bei     Aussetzen    der  künstlichen Kühlung die Gefahr der Bildung einer  Legierung von Aluminium und Kupfer, deren  Schmelzpunkt unter demjenigen des     unlegierten    Alu  miniums liegt, und infolgedessen die Gefahr einer  Verunreinigung des     raffinierten        Aluminiums.       Das künstliche Kühlen lässt sich beispielsweise  durch Wasser- oder Luftzirkulation im Innern der  Elektrode     bewerkstelligen.    Es ist jedoch zum Beispiel  auch möglich, den oberen,

       oberhalb    der Zellen  abdeckung befindlichen Teil der Elektrode mit      Kühlrippen zu versehen und     diese    mit Luft anzu  blasen.  



  Wenn das äussere Ende einer aus     unlegiertem     Aluminium hergestellten Elektrode etwas     abschmilzt,     entsteht kein Metallverlust. Der abgeschmolzene Teil       Lässt    sich durch Aufschweissen wieder ersetzen.  



  Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungs  beispiel der Erfindung.     Fig.    1 zeigt eine wasserge  kühlte Elektrode aus     Reinaluminium    im lotrechten  Schnitt in einer durch die Rohrstutzen für den  Wasserumlauf liegenden Ebene und     Fig.    2 einen  Lotrechten Schnitt senkrecht zum Schnitt gemäss       Fig.    1.

   Die Elektrode besteht im wesentlichen aus  einem zylindrischen Hohlteil 1 von 75 mm Aussen  durchmesser und 15 mm Wandstärke aus Reisalu  minium, einem untern, vollen,     konisch    ausgebildeten  Teil 2, dessen unterer Durchmesser 50 mm beträgt,  und einem obern flachen, 80 mm breiten, 30 mm  dicken und etwa<B>160</B> mm langen Teil 3 für das  Verbinden mit einem Stromleiter     mit    Hilfe von  Schraubenbolzen, die durch die Öffnungen 4 von  18 mm Durchmesser hindurchgesteckt werden. Die  Länge der Elektrode vom     untern    Ende bis zur  Mitte der     Kühlwasser-Ein-    und -Auslaufstutzen be  trägt 500 mm.

   Das     Kühlwasser    läuft beim Stutzen 5  ein, fliesst durch das Rohr 6 nach unten, dann an  der Wand des     Elektrodenteils    2 unter     Kühlung    des  selben herauf zum Auslauf 7. Die Stutzen 5 und 7  und das Rohr 6 haben einen Innendurchmesser  von 10 und einen Aussendurchmesser von 16 mm  und bestehen aus     Reisaluminium.     



  Wie     in    den     Figuren    angedeutet, ist der untere       Teil    der Elektrode bei 8 angeschweisst.    Im praktischen     Betrieb.    taucht die Elektrode um  1 bis 2 cm in das Kathodenmetall ein, das sich  auf einer Temperatur von rund 750  C     befindet.     



  An einer Zelle industriellen Massstabes, die mit  wassergekühlten Elektroden aus     Reinaluminium    ver  sehen war, wurde durch jede Elektrode eine Wasser  menge von 210     Liter/h    durchgeleitet. Die Wasser  temperatur betrug am Einlauf 15 bis 17  und am  Auslauf 70 bis 80  C.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrode für die kathodische Stromzuführung bei nach dem Dreischichtenverfahren arbeitenden Aluminiumraffinationszellen, dadurch gekennzeich net, dass sie aus Metall besteht und Mittel zu ihrer künstlichen Kühlung aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1. Elektrode nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie im wesentlichen aus umlegier tem Aluminium besteht. 2. Elektrode nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass Mittel zu ihrer innern Kühlung vorgesehen sind. 3. Elektrode nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zu ihrer innern Kühlung vorgesehen sind. 4.

   Elektrode nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass Rippen zur Luftkühlung vorge sehen sind.