CH378544A - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Zufuhr von Aluminiumoxyd in Elektrolyseöfen zur Aluminiumherstellung - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Zufuhr von     Aluminiumoxyd     in     Elektrolyseöfen    zur     Aluminiumherstellung       Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren  zur Aufgabe der Tonerde in     Elektrolyseöfen    f     !ür    die  Herstellung von metallischem Aluminium,     welches          Verfahren    dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ton  erde in das     Elektrolytbad    des Aluminiumofens kon  tinuierlich mit das Bad selbst nicht berührenden  Schubmitteln unter einem solchen Druck     eingeführt     wird, der imstande ist,

   die     ooberflüchliche    Kruste des       E'lektrolytbades    einzustossen.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun  eine Weiterbildung dieses Verfahrens, -um die Ge  fahr von verschiedenen     Unzulänglichkeiten    zu besei  tigen, die bei einem derartigen Verfahren; auftreten  können.  



  Das     erfindungsgemässe        Verfahren    ist dadurch ge  kennzeichnet,     d'ass    die     Zufuhrstelle    des Aluminium  oxyds in das Bad während des Verlaufs. der Elek  trolyse sowohl vertikal als auch horizontal     verändert     wird.

   Zur     Durchführung    dieses Verfahrens ist ferner  eine Vorrichtung vorgesehen, die eine Einrichtung  zur horizontalen Verschiebung der     Zufuhreinrichtung     entlang den Seiten der Elektrode im     Elektrolyseofen     und eine Einrichtung zur vertikalen Bewegung der       Zufuhreinrichtung,    welche unabhängig von der Ein  richtung für     horizontale    Verschiebung ist,     aufweist,     wobei diese seitliche     Verschiebung        vorzugsweise     durch Schneckengetriebe oder     Führungsrollen,    be  wirkt wird.  



  Mit einer derartigen Verbesserung können die  Gefahren der folgenden Nachteile sicher vermieden  werden:  1. Eine Anhäufung von Aluminiumoxyd über der  obersten Kruste, welche das     Elektrolytbad    bedeckt       (Haufenbildung,)    unter dem     Auslass    der Zuführungs  einrichtung (Schneckenförderer). Diese     nachteilige     Erscheinung tritt auf, wenn sich der Unterteil des    Schneckenförderers einige Zentimeter     über    dem       Schmelzbad        befindet.     



  2. Festfressen des Schneckenförderers. Dies tritt  dann auf, wenn ein Teil des     Schneckenförderers    in  das Schmelzbad eintaucht,     welches    sich dann bei Be  rührung mit dem     Schneckenförderer    verfestigt und  so dass ganze Gerät blockiert.  



  3. Irregulärer Verbrauch der Anoden. Dadurch,       d:äss    die Zufuhr zum Ofen     immer    an der gleichen  Stelle in     unmittelbarer    Nachbarschaft der Elektrode  stattfindet, wird letztere durch die     kontinuierliche    Zu  fuhr von kaltem     Aluminiumoxyd    an der Zuführungs  stelle     abgekühlt.    Der     abgekühlte    Teil der Anode be  sitzt     einen:    höheren Widerstand, leitet daher den  Strom schlechter und: brennt weniger als normal ab.  Es bilden sieh daher am Boden der Elektrode Un  ebenheiten.  



  Nachstehend     wird    mit Bezug auf die beiliegende  Zeichnung der Gegenstand der Erfindung beispiels  weise beschrieben. Es zeigen:       Fig.1    einen vereinfachten Längsschnitt durch  einen     Elektrolyseofen    mit Anode und zeigt eine Vor  richtung     zurr;

      Anbringen des     Zufuhrmechanismus    am  Anodengehäuse und seine Einrichtung für horizon  tale und vertikale Verschiebung,       Fig.2    eine vergrösserte Ansicht teilweise im       Schnitt    eines Teils von     Fig.    1     und    zeigt diese Vor  richtung detaillierter,       Fig.    3 eine Ansicht teilweise im Schnitt der Vor  richtung von     Fig.    2,       Fig.    4 eine teilweise Ansicht ähnlich     Fig.    3,

   zeigt  aber eine andere     Ausführungsform    der Vorrichtung  zur     transversalen    Bewegung des     Zufuhrmechanismus,          Fig.5    eine vergrösserte perspektivische Ansicht  von     Einzelheitern    der     Ausführungsform    nach Flor.  und           Fig.    6 und 7, wie getrennte Träger an jeder Seite  des Anodengehäuses beweglich montiert werden kön  nen, wobei     Fig.7    eine Ansicht in Richtung     A-A1     von     Fig.    6 ist.  



  Der in     Fig.    1 gezeigte     Elektrolyseofen    ist die  Wanne 33, die durch den Innenteil seiner Ausklei  dung gebildet wird, mit einer bestimmten Menge eines  Bades ausgeschmolzenem     Fluorid    24 gefüllt. In das  Bad taucht teilweise eine Elektrode 31 ein, die sich  in einem Anodengehäuse 7 befindet. Das Bad     wird     mit zerkleinertem Aluminiumoxyd aus einem Tank  oder     Zufuhrtrichter    5 beschickt. Das Aluminium  oxyd wird aus dem Trichter 5 mit einer Dosier  schnecke 6 in ein Rohr 60. gebracht und von dort  mit Hilfe einer Schubschnecke 1 in das Bad gepresst.

    Die Fördereinrichtungen werden durch einen Elek  tromotor 3 betätigt, der die     Dosiereinrichtung    6 und  die Schnecke 25 über einen Getriebekasten 4 und  eine     Transmissionskette    oder Kupplung 29 antreibt.  Ein metallisches     Zufuhrrohr    30, in welchem sich die  Schnecke 25 befindet,     erstreckt    sich nach unten bis  zu -einer Höhe h     (Fig.    3), etwa einige Zentimeter über  dem höchsten Oberflächenspiegel des Bades 24, un  ter Berücksichtigung der Schwankungen des Bad  spiegels.

   Dieser Abstand h, etwa 4 cm, genügt, um  eine Verunreinigung des Bades durch das     Rohr    30  zu verhindern und ist auch klein genug, dass die  Schnecke (oder eine andere Schub- oder     Zufuhrein-          richtung)    das     zugeführte    Material mit dem notwen  digen     Druck,    um es durch die Kruste des Bades zu  pressen, zuführen kann.  



  Der Spiegel des Schmelzbades 24 kann während  des Betriebes des     Elektrolyseofens    aus verschiedenen       Gründen        schwanken,    wie etwa wegen     Temperatur-          schwankungen,    Erhöhung des Ofenbodens usw. Um  derartige Schwankungen des     Badspiegels        zu    ermög  lichen, ist das Rohr 30, welches die Schnecke 25       enthält,        anhebbar        bzw.    in seiner Höhe verstellbar an  geordnet.

   Zusätzlich     zu    dieser     Verschwenkbarkeit     in der Höhe ist die     Zufuhrstelle    in der Horizontal  ebene, das heisst in Längs-     und/oder    Querrichtung,       stellbar    angeordnet.  



  Gemäss der Ausführungsform nach den     Fig.l          bis    3 ist die Einrichtung zur kontinuierlichen Be  schickung, bestehend aus dem Motor 3, dem Reduk  tionsgetriebe 4, dem     Zufuhrtrichter    5 für das Alu  miniumoxyd, der     Dosierschnecke    6 und dem     Schub-          schneckenförderer    1 auf einem Tragrahmen oder  Träger 2     montiert.    Dieser Rahmen 2 ist aber nicht  fest am Anodengehäuse 7 befestigt, sondern wird  durch vier kleine Räder 8 getragen, die am Rahmen  2 gelagert sind und in zwei Führungsschienen 9     rol-          len.,

      wodurch die gesamte auf dem Träger 2 montierte       Zufuhreinrichtung        verschoben    werden kann. Die ent  sprechenden Enden der     Führungsschienen    9 sind ver  tikal in der Höhe verstellbar     und    werden von zwei       Schraubspindeln    zum Heben und Senken getragen,  die aus zwei Gewindestangen 10 bestehen, die zur  Auf- und Abwärtsbewegung mit     entsprechenden     Muttern 11     zusammenarbeiten.    Ein Handrad 12 ist    fixierbar an jeder Mutter<B>11</B> befestigt, welche von  der oberen Fläche eines     Widerlagers    10a getragen  wird, in welchem,

   die Gewindestange 10 zur verti  kalen Auf- und Abwärtsbewegung geführt wird. Die       Widerlager    10a sind in entsprechenden Trägern 13  fix montiert, welche ihrerseits wiederum am Anoden  gehäuse 7 (siehe     Fig.    4) befestigt sind. Die Schiene 9  ist mittels. eines Verbindungsteiles 14 mit der Ge  windestange 10 verbunden. Eine gemeinsame Dre  hung des rechten und linken Handrades 12 bewirkt       somit,    dass sich die entsprechenden Enden der Füh  rungsschienen 9 heben oder senken, wodurch die  ganze     Zufuhrein:richtung,    die über den Rahmen 2  von den Schienen 9 getragen wird, gehoben oder ge  senkt wird.

   Auf diese Art kann das untere oder Zu  fuhrende des     Schubschneckenförderers    1 leicht auf  seine     Optimalhöhe    gebracht werden, und dieser kann  denn     Schwankungen    des     Sch:melzbadspiegels    24 wäh  rend des Betriebes des     Elektrolyseofen.s    folgen.

   Au  sserdem können, die Führungsschienen 9 durch ver  schiedene Einstellung der rechten und linken Hand  räder     zueinander    in der     einen    oder anderen Rich  tung geneigt werden, wodurch der Träger mit dem  Rahmen 2 und die gesamte Einrichtung, die von den  Rädern 8 getragen wird, gemäss     Fig.    1 der Länge  nach entweder nach rechts oder nach links verscho  ben wird. Auf diese Art kann die     Zufuhrstelle    oder  die     Öffnung    am unteren Teil des Schubförderers 1  nach Wunsch entlang der Elektrode 31 verschoben  werden, indem der Träger, der die     Zufuhreinrich-          tung    trägt, entlang der Schiene 9 bewegt wird.  



  Gemäss einer anderen Ausführungsform, wie sie  in den     Fig.    4 und 5 dargestellt wird., ist auch eine       transversale    Bewegung des Trägers möglich. Bei die  ser Ausführungsform sind die     Widerlager        10a'    nicht  fix auf Trägern 13 montiert, wie dies in den     Fig.    1  bis 3     dargestellt    wird, sondern. quer zu den Schienen 9  auf     Schienen    18     'beweglich,    welche ihrerseits an den  Trägern 13 befestigt sind.

   Die Räder 16 laufen       zwangsweise    in einer Hohlschiene 18, und Räder 17  führen den Teil 10a' und verhindern ein Festklem  men dessen durch ihren Lauf entlang der äusseren  Kante der     Querschienen    18. In     Fig.5    ist die Ge  windestange mit einer Vorrichtung gezeigt, die ihre  Abwärtsbewegung verhindert; es ist dies ein Ring  stück 19, welches zwar die Abwärtsbewegung der  Gewindestange verhindert, aber ihre Drehung relativ  zum     Widerlager    10a' gestattet. Die Gewindestangen  mutter 11' bewegt sich beim Drehen des Handrades  12' entlang der Gewindestange     10'    auf und ab und  nimmt die Laschen 14' und die Bolzen 15 mit, von  welchen das Ende der Schiene 9 unterstützt wird.  



  Auf diese Weise können, wie oben beschrieben,  Bedingungen geschaffen werden, wie sie für den re  gulären und     kontinuierlichen    Betrieb des Ofens nötig  sind:. Für einen derartigen regulären Betrieb und eine       kontinuierliche    Beschickung ist es wichtig, das End  stück des     Schubschneckenförderers    ungefähr 4 cm       ober    dem     Schmelzbadspiegel    (Abstand h) anzuord  nen und die     Zufu!hrstelle    nicht immer am gleichen      Platz zu belassen.

   Da, wie oben beschrieben, der       Schmelzbadspiegel    während des Betriebs des     Elek-          trollyseofens    aus verschiedenen Gründen schwankt,  können diese     Bedingungen    durch die oben beschrie  bene Vorrichtung und das oben beschriebene Ver  fahren leicht erreicht und beibehalten werden.  



  Wie in den     Fig.    6 und 7 gezeigt wird, können  zwei separate Träger 2 an gegenüberliegenden Seiten       dies        Elektrodengehäuses    7     montiert    werden, um das  Aluminiumoxyd an verschiedenen Stellen des Bades  24 zuzuführen.  



  Es wird dem Fachmann auf diesem Gebiet nach  Kenntnis der obigen Ausführungen klar sein, dass  die     vorliegende        Erfindung    verschiedener Modifika  tionen mit Bezug auf Einzelheiten, die für die Er  findung nicht kritisch sind, fähig ist, und es gibt  daher auch andere Ausführungsformen, als sie hierin  illustriert und beschrieben werden, ohne     da'ss    diese  jedoch von den Grundzügen der     Erfindung    abwei  chen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur kontinuierlichen Zufuhr von Aluminiumoxyd! in Elektrolyseöfen zur Aluminium herstellung nach Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufu;hrstelle des Aluminiumoxyds in das .Bad während des Verlaufes der Elektrolyse sowohl horizontal als auch vertikal verändert wird.

   II. Vorrichtung nach dem Patentanspruch II des Hauptpatentes, zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I hiervor, dadurch gekennzeich net, da;ss eine Einrichtung zur horizontalen Verschie bung der Zufuhreinrichtung entlang den Seiten der Elektrode im Elektrolyseofen und eine Einrichtung zur vertikalen Bewegung der Zu-fuhreinrichtung, wel che unabhängig von. der Einrichtung für horizontale Verschiebung ist, vorgesehen sind. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Höheneinstellung so durch- U Cr führt wird, da'ss das untere Ende der Zufuhrein- richtung den Schwankungen des Badspiegels folgt und ständig eine Entfernung davon von ungefähr 4 cm aufweist. 2.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zufuhrstelle des Aluminium oxyds in das Bad als Funktion der Badtemperatur an der Zufuhrstelle verändert wird: 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebungseinrichtung entweder ein Schneckengetriebe oder Gleitschienen mit entsprechenden Rollen besitzt.