CH657383A5 - ELECTROLYSIS PAN FOR PRODUCING ALUMINUM BY MELTFLOW ELECTROLYSIS AND METHOD FOR INSERTING THE IRON BAR. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektrolysewanne zur Herstellung von Aluminium mittels Schmelzflusselektrolyse, bestehend aus einer äusseren Stahlwanne, einer wärmedämmenden Isolationsschicht und einer elektrisch leitenden, gegen das schmelzflüssige Material beständigen Innenauskleidung aus in Querrichtung verlaufenden Kohlenstoffblöcken mit eingesetzten, beidseitig aus deren Stirnseiten herausragenden massiven Eisenbarren, sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrolysewanne. The present invention relates to an electrolysis trough for the production of aluminum by means of melt flow electrolysis, consisting of an outer steel trough, a heat-insulating layer and an electrically conductive inner lining resistant to the molten material made of carbon blocks running in the transverse direction with solid iron bars protruding on both sides from the end faces , as well as a method for producing an electrolysis tub.

Für die Gewinnung von Aluminium durch Elektrolyse von Aluminiumoxid wird dieses in einer Fluoridschmelze gelöst, die zum grössten Teil aus Kryolith besteht. Das kathodisch abgeschiedene Aluminium sammelt sich unter der Fluoridschmelze auf dem Kohlenstoffboden der Zelle, wobei die Oberfläche des flüssigen Aluminiums die Kathode bildet. In die Schmelze tauchen von oben Anoden ein, die bei konventionellen Verfahren aus amorphem Kohlenstoff bestehen. Durch die elektrolytische Zersetzung des Aluminiumoxids entsteht Sauerstoff, der sich mit dem Kohlenstoff der Anoden zu CO: und CO verbindet. Die Elektrolyse findet in einem Temperaturbereich von etwa 940-970°C statt. For the production of aluminum by electrolysis of aluminum oxide, this is dissolved in a fluoride melt, which largely consists of cryolite. The cathodically deposited aluminum collects under the fluoride melt on the carbon bottom of the cell, the surface of the liquid aluminum forming the cathode. Anodes which consist of amorphous carbon in conventional processes are immersed in the melt. The electrolytic decomposition of the aluminum oxide produces oxygen, which combines with the carbon of the anodes to form CO: and CO. The electrolysis takes place in a temperature range of approximately 940-970 ° C.

Die Innenauskleidung von Elektrolysewannen besteht aus Kohlenstoff blöcken, in welchen mindestens ein durchgehender oder in der Mitte getrennter Eisenbarren angeordnet ist. Um zu einem möglichst geringen Spannungsabfall der Zelle beizutragen, muss der elektrische Übergangswiderstand zwischen Eisenbarren und Kohlenstoffblock möglichst klein sein. The inner lining of electrolysis tanks consists of carbon blocks, in which at least one continuous or in the middle separate iron bars is arranged. In order to contribute to the lowest possible voltage drop in the cell, the electrical contact resistance between the iron ingot and the carbon block must be as small as possible.

Dem Fachmann sind verschiedene Arten zur Verbindung von Kohlenstoffblock und Eisenbarren bekannt, beispielsweise Various ways of connecting carbon block and iron ingot are known to those skilled in the art, for example

- Einstampfen mit einer Stampfmasse, - pounding with a pounding mass,

- Eingiessen mit Gusseisen, - pouring with cast iron,

- Einkleben. - Glue in.

Die Kohlenstoffblöcke und die Eisenbarren finden sich in herkömmlichen Elektrolysewannen in verschiedensten Dimensionen in bezug auf Länge, Breite und Höhe sowie Nutformen. The carbon blocks and iron bars can be found in conventional electrolysis tanks in various dimensions in terms of length, width and height as well as groove shapes.

Beim Erstellen der Verbindung zwischen Kohlenstoffblock und Eisenbarren ist heute die Technik des Eingiessens weit verbreitet. Die in die Nut des Kohlenstoffblocks eingelegten Eisenbarren werden durch Umgiessen mit Gusseisen mit dem Kohlenstoff verbunden. Eisenbarren und Kohlenstoffblock werden gemeinsam vorgewärmt und nach dem Eingiessen auf die Umgebungstemperatur abgekühlt. Da die Wärmedehnung bzw. -kontraktion von Eisen ungefähr viermal grösser ist als diejenige von Kohlenstoff, entsteht bei ' der Abkühlung zwischen Kohlenstoff und Gusseisen ein Spalt. Ist der mit einem Eisenbarren versehene Kohlenstoffblock in eine Elektrolysezelle eingebaut, so schliesst sich dieser Spalt erst während des Temperaturanstiegs bei der Inbetriebnahme der Elektrolysezelle, womit der elektrische und mechanische Kontakt zwischen Eisen und Kohlenstoff verbessert wird. The technique of pouring is widely used today to create the connection between the carbon block and the iron ingot. The iron bars placed in the groove of the carbon block are connected to the carbon by casting with cast iron. Iron ingot and carbon block are preheated together and cooled to ambient temperature after pouring. Since the thermal expansion or contraction of iron is approximately four times greater than that of carbon, a gap is formed when the carbon and cast iron cool down. If the carbon block provided with an iron bar is installed in an electrolysis cell, this gap only closes during the rise in temperature when the electrolysis cell is started up, which improves the electrical and mechanical contact between iron and carbon.

Wird der durch die Kontraktion gebildete Spalt vor dem Erreichen der Arbeitstemperatur geschlossen, so kann der sich schneller ausdehnende Eisenbarren derart stark auf die Kohle der Kathodenelemente einwirken, dass in der Kathode Risse entstehen können. If the gap formed by the contraction is closed before the working temperature is reached, the iron bar, which is expanding more rapidly, can act so strongly on the carbon of the cathode elements that cracks can occur in the cathode.

Das Gusseisen weist den Nachteil auf, dass es eine verhältnismässig niedrige elektrische Leitfähigkeit hat. Weiter ist bei üblichen eingegegossenen Eisenbarren der Anpressdruck im in Arbeitsposition obersten Bereich des Barrens oft ungenügend, so dass er nicht ausreicht, den erwünschten niedrigen elektrischen Übergangswiderstand vom Kohlenstoff zum Eisen herzustellen. In diesem Fall fliesst der elektrische Strom nicht auf dem kürzesten Weg durch den Kohlenstoffboden der Elektrolysewanne, sondern macht einen Umweg, The cast iron has the disadvantage that it has a relatively low electrical conductivity. Furthermore, with conventional cast iron bars, the contact pressure in the uppermost area of the bar in the working position is often insufficient, so that it is not sufficient to produce the desired low electrical contact resistance from carbon to iron. In this case, the electric current does not flow the shortest way through the carbon bottom of the electrolysis bath, but makes a detour,

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indem er nicht in die Deckfläche, sondern in die Seitenflächen des Eisenbarrens eintritt. Die beiden erwähnten Faktoren können einen Spannungsabfall, z.B. bis zu 0,1 Volt, bewirken, was sich in der Energiebilanz der Elektrolysezelle negativ niederschlägt. Schon vor einiger Zeit ist deshalb, wie im J. Electrochemical Technology, Vol. 5, No. 3-4(1967), Seiten 152-154, beschrieben, versucht worden, einen Eisenbarren direkt mit dem Kohlenstoffblock in Verbindung zu bringen. Im Kohlenstoffblock wird ein dem Eisenbarren entsprechendes Loch ausgespart und dieser ohne Stampf-, Gussoder Klebemasse hineingesteckt. Da aber in der verhältnismässig langen Zwischenzeit keine Schmelzflusselektrolysezellen zur Herstellung von Aluminium, die nach diesem Prinzip gebaut sind, bekannt geworden sind, hat sich das Verfahren offensichtlich nicht bewährt. by not entering the top surface but the side surfaces of the iron bar. The two factors mentioned can cause a voltage drop, e.g. up to 0.1 volts, which has a negative impact on the energy balance of the electrolytic cell. Therefore, some time ago, as in J. Electrochemical Technology, Vol. 5, No. 3-4 (1967), pages 152-154, attempts have been made to connect an iron ingot directly to the carbon block. A hole corresponding to the iron ingot is cut out in the carbon block and inserted without pounding, casting or adhesive. However, since no melt-flow electrolysis cells for the production of aluminum, which are built according to this principle, have become known in the relatively long meantime, the method has obviously not proven itself.

Nach dieser Publikation müsste der Eisenbarren bei Arbeilslemperatursattan den Kohlenstoff anschliessen. In der Praxis lässt sich dies kaum durchführen. Während des Elektrolyseprozesses ist bei kleinsten Ungenauigkeiten entweder der elektrische Übergangswiderstand vom Graphit zum Eisen zu gross oder es entstehen im Graphitblock Risse, welche die Lebensdauer der Elektrolysewanne in untragbarem Masse erniedrigen. According to this publication, the iron ingot would have to connect the carbon in working temperature sattan. In practice, this can hardly be done. During the electrolysis process, with the smallest inaccuracies, either the electrical contact resistance from graphite to iron is too high or cracks occur in the graphite block, which reduce the lifespan of the electrolysis tub to an unacceptable extent.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, die erwähnten Nachteile des Eingiessens von Eisenbarren in Kohlenstoffblöcke zu vermeiden, ohne die Lebensdauer der Elektrolysewanne zu beeinträchtigen, hingegen den Übergangs widerstand vom Kohlenstoff zum Eisenbarren zu verkleinern. The inventor has set himself the task of avoiding the disadvantages of pouring iron ingots into carbon blocks without impairing the service life of the electrolysis bath, while reducing the transition resistance from carbon to iron ingots.

Die Aufgabe wird in bezug auf die Elektrolysewanne erfin-dungsgemäss dadurch gelöst, dass According to the invention, the object is achieved in relation to the electrolysis bath in that

- in jedem Kohlenstoffblock in dessen Längsrichtung über mindestens 20% der Länge, ausgehend von beiden Stirnseiten. in Arbeitsposition nach unten offene Nuten ausgespart sind, die in bezug auf den Querschnitt bei 500-850°C exakt dem Querschnitt der auf dieselbe Temperatur erwärmten Eisenbarren entsprechen, - In each carbon block in the longitudinal direction over at least 20% of the length, starting from both faces. in the working position, open grooves are cut out, which correspond exactly to the cross section of the iron bars heated to the same temperature with respect to the cross section at 500-850 ° C,

- die in die Nuten eingesetzten, sich über mindestens 20% der Länge des Kohlenstoffblocks, ausgehend von den Stirnseiten, erstreckenden Eisenbarren während des Elektrolyseprozesses entlang der ganzen unteren Seitenfläche bzw. Mantellinie aus dem Kohlenstoffblock herausragen, und the iron bars inserted into the grooves and extending over at least 20% of the length of the carbon block, starting from the end faces, protrude from the carbon block along the entire lower side surface or surface line during the electrolysis process, and

- ein Teil des Gewichts der Kohlenstoffblöcke ungefähr gleichmässig auf allen Eisenbarren abgestützt ist. - Part of the weight of the carbon blocks is supported approximately evenly on all iron bars.

Versuche haben gezeigt, dass sich die Nut, bei üblichen Dimensionen von Kohlenstoffblock und Eisenbarren, an deren unteren Öffnung um ungefähr 1 mm spreizen lässt, bevor die Rissbildung im Kohlenstoff einsetzt oder gar ein Kohlenstofflappen abbricht. Eine gewisse Elastizität der Kohlenstoffblöcke ist beim Verankern der Eisenbarren ohne Eingiessen von wesentlicher Bedeutung. Experiments have shown that the groove, with the usual dimensions of carbon block and iron ingot, can be expanded by about 1 mm at its lower opening before the cracking in the carbon begins or even a carbon flap breaks off. A certain elasticity of the carbon blocks is essential when anchoring the iron bars without pouring them in.

Dies soll anhand der bevorzugten Temperatur von etwa 700°C gezeigt werden: Bei dieser Temperatur haben die Nut und der darin eingesetzte Eisenbarren exakt den gleichen Querschnitt, d.h. der Eisenbarren liegt entlang seines ganzen Umfangs satt auf dem Kohlenstoff, jedoch ohne darauf einen Druck auszuüben. Bei höheren Temperaturen, über 700°C, beispielsweise bei der Aluminiumelektrolyse-Temperatur von 940-970°C, drückt der Eisenbarren auf den Kohlenstoff. Dank der Elastizität der sich spreizenden Kohlenstofflappen entstehen jedoch keine Risse, wie dies bei der Ausbildung eines Loches statt einer Nut der Fall wäre. This should be shown by the preferred temperature of about 700 ° C: At this temperature, the groove and the iron bar inserted therein have exactly the same cross-section, i.e. the iron bar lies full on the carbon along its entire circumference, but without exerting any pressure on it. At higher temperatures, above 700 ° C, for example at the aluminum electrolysis temperature of 940-970 ° C, the iron ingot presses on the carbon. Thanks to the elasticity of the expanding carbon lobes, however, there are no cracks, as would be the case if a hole were formed instead of a groove.

Ein Teil des Gewichts der Kohlenstoffauskleidung ist ungefähr gleichmässig auf die aus den Kohlenstoffblöcken herausragenden Eisenbarren verteilt. Dadurch drücken diese Eisenbarren in Arbeitsposition auf den entsprechend geformten oberen Bereich der Nut, auch wenn der Querschnitt des Eisenbarrens kleiner als derjenige der Nut ist. Dieser Flächendruck hat zur Folge, dass ein möglichst kleiner Übergangswiderstand vom Kohlenstoff zum Eisen in jenem Bereich entsteht, der dem die Kathode der Elektrolysezelle bildenden flüssigen Aluminium am meisten benachbart ist. Der Spannungsabfall wird also in bezug auf zwei Fak-s toren minimalisiert: Part of the weight of the carbon lining is approximately evenly distributed over the iron ingots protruding from the carbon blocks. As a result, these iron bars press into the correspondingly shaped upper area of the groove in the working position, even if the cross section of the iron bar is smaller than that of the groove. The result of this surface pressure is that the contact resistance from carbon to iron is as small as possible in the area which is most adjacent to the liquid aluminum forming the cathode of the electrolytic cell. The voltage drop is therefore minimized in relation to two factors:

- Übergangswiderstand Kohlenstoff-Eisen - Carbon-iron contact resistance

- Spannungsabfall in der Kohlenstoffauskleidung der Elektrolysewanne. - Voltage drop in the carbon lining of the electrolysis bath.

Die Eisenbarren können sich auf an sich bekannter Weise in über die gesamte Länge der Kohlenstoffblöcke erstrecken oder in der Mitte, mit kleinerem oder grösserem Abstand, durchtrennt sein. Es ist bekannt, dass bei der Schmelzflusselektrolyse von Aluminium der grösste Teil des elektrischen Stromes im äusseren Bereich der Eisenbarren der Elektro-15 lysewanne abfliesst. Es genügt deshalb, wenn die Eisenbarren von beiden Stirnseiten der Kohlenstoffblöcke her bis mindestens je 20% in bezug auf die Länge der Kohlenstoffblöcke zur Wannenmitte hin ausgebildet sind. Im Zentrum der Kohlenstoffblöcke können die Eisenbarren folglich bis zu 60% 20 der Länge der Blöcke getrennt sein. Die Nuten können sich über die gesamte Länge des Kohlenstoffblockes oder über einen den Eisenbarren entsprechenden Teil davon erstrecken, wobei die Stirnwände von Eisenbarren und Nut durch einen vorzugsweise 0,5-1 cm breiten Hohlraum 25 getrennt sind. The iron ingots can extend in a manner known per se over the entire length of the carbon blocks or can be severed in the middle, with a smaller or greater distance. It is known that in the melt flow electrolysis of aluminum most of the electrical current flows in the outer area of the iron bars of the electro-15 lysis bath. It is therefore sufficient if the iron bars are formed from both ends of the carbon blocks up to at least 20% each with respect to the length of the carbon blocks towards the center of the tub. In the center of the carbon blocks, the iron bars can therefore be separated by up to 60% 20 of the length of the blocks. The grooves can extend over the entire length of the carbon block or over a part thereof corresponding to the iron ingot, the end walls of the iron ingot and groove being separated by a cavity 25 which is preferably 0.5-1 cm wide.

Die vorzugsweise etwa 0,5-1,5 cm aus der Bodenfläche der Kohlenstoffblöcke herausragenden Eisenbarren und die entsprechend ausgesparte Nut können jede zweckmässige geometrische Form haben. Bevorzugt haben jedoch Eisenbarren 30 und entsprechende Nut, mindestens in ihrem in bezug auf die Arbeitsposition oberen Bereich, abgerundete Querschnitte. Dies bringt den wesentlichen Vorteil, dass beim Spreizenderden Eisenbarren sciti ich umgebenden Lappen des Kohlensloffblocks die Kerbwirkung herabgesetzt wird, 35 d.h. bei im oberen Bereich abgerundeten Nuten setzt die Rissbildung erst bei grösserem Druck durch den Eisenbarren ein, als dies bei eckig ausgebildeten Nuten der Fall wäre. The iron bars, which preferably protrude about 0.5-1.5 cm from the bottom surface of the carbon blocks, and the correspondingly recessed groove can have any practical geometric shape. However, iron bars 30 and the corresponding groove preferably have rounded cross sections, at least in their upper region in relation to the working position. This has the essential advantage that the notch effect is reduced when the flaps of the coal slab surrounding the iron bar are spread, 35 i.e. in the case of grooves rounded in the upper region, the crack formation only begins with greater pressure from the iron bar than would be the case with angularly shaped grooves.

Insbesondere Eisenbarren mit kreisrundem Querschnitt und entsprechend geformte Nuten sind vorteilhaft, weil 40 - runde Barren die kleinste Oberfläche bei konstantem Querschnitt haben, was gleiche elektrische Leitfähigkeit bei geringeren Wärmeverlusten bedeutet, Iron bars with a circular cross-section and correspondingly shaped grooves are particularly advantageous because 40-round bars have the smallest surface with a constant cross-section, which means the same electrical conductivity with lower heat losses,

- die Festigkeit des Blockes wesentlich erhöht wird, da keine Kerbwirkung vorhanden ist, the strength of the block is increased significantly since there is no notch effect,

45 - wegen des höheren maximalen Anpressdrucks der elektrische Kontaktwiderstand vom Kohlenstoff zum Eisen verringert werden kann, 45 - because of the higher maximum contact pressure, the electrical contact resistance from carbon to iron can be reduced,

- aus der Stahlwanne einfache runde Barrenfenster ausgespart werden können, die mit vorfabrizierten Materialien so leicht zu verdichten sind, und - simple round ingot windows can be left out of the steel tub, which are so easy to compress with prefabricated materials, and

- die Fertigung der Barren besonders einfach ist. - The manufacture of the bars is particularly simple.

Das wesentliche Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens zum Einsetzen der Eisenbarren in einer Elektrolysewanne mit entsprechend ausgesparten in Arbeitsposition 55 nach unten offenen Nuten besteht darin, dass die Eisenbarren durch Barrenfenster in der Stahl wanne bei Umgebungstemperatur in den Innenraum der Elektrolysewanne geschoben werden. The essential feature of the method according to the invention for inserting the iron bars in an electrolysis trough with correspondingly recessed grooves open downwards in working position 55 is that the iron bars are pushed through bar windows in the steel trough at ambient temperature into the interior of the electrolysis trough.

Zweckmässig haben diese Barrenfenster die gleiche geome-60 trische Form wie der Querschnitt der Eisenbarren. Vorzugsweise sind diese Barrenfenster nur wenig, insbesondere 0,5-2 cm, grösser als die linearen Dimensionen der Eisenbarrenquerschnitte, d.h. die Eisenbarren werden mit nur wenig Spiel durch die Barrenfenster in das Wanneninnere geführt. 65 In diesem Fall sind die Fugen einfach abdichtbar. These bar windows expediently have the same geometric shape as the cross section of the iron bars. Preferably, these bar windows are only slightly, in particular 0.5-2 cm, larger than the linear dimensions of the iron bar cross sections, i.e. the iron bars are led through the bar windows into the interior of the tub with little play. 65 In this case the joints are easy to seal.

Sind die Eisenbarren mindestens im unteren Bereich rechteckig oder sich nach oben verjüngend ausgebildet, so können sie, entsprechend den ausgeformten Nuten, auf die Isola- If the iron bars are rectangular at least in the lower area or tapered towards the top, they can be fitted onto the insulator in accordance with the grooves formed.

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tionsschicht gelegt werden. Anschliessend wird der Kohlenstoffblock auf sie abgesenkt. layer. The carbon block is then lowered onto them.

Bevorzugt werden jedoch bei allen Barrenquerschnitten, bei im Querschnitt runden Eisenbarren ist dies aus geometrischen Gründen meist notwendig, die Kohlenstoff blocke bis wenig, beispielsweise etwa 0,5-2,5 cm, über die Isolationsschicht abgesenkt, dann die Eisenbarren in die Nuten geschoben, und schliesslich die Kohlenstoffblöcke vollständig abgesenkt. Diese liegen nun auf den Eisenbarren, die aus den Nuten herausragen. However, preference is given to all bar cross-sections; in the case of iron bars that are round in cross section, this is usually necessary for geometric reasons, the carbon blocks are lowered to a small extent, for example about 0.5-2.5 cm, over the insulation layer, then the iron bars are pushed into the grooves, and finally the carbon blocks are completely lowered. These are now on the iron bars that protrude from the grooves.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Kohlenstoffblock mit zwei Eisenbarren in Arbeitsposition, jedoch vor dem vollständigen Absenken. The invention is explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. The single figure shows a schematic vertical section through a carbon block with two iron bars in the working position, but before the complete lowering.

Der im Querschnitt rechteckige Kohlenstoff block 10 enthält die parallel in Längsrichtung verlaufenden runden Eisenbarren 12 in entsprechend ausgeformten, nach unten teilweise offenen Nuten 14. Je zwei Lappen 16 des Kohlen-stoffblocks 10 umfassen die Eisenbarren 12 U-förmig. Wenn die Eisenbarren 12 bei Arbeitstemperatur einen Druck auf den Kohlenstoffblock 10 ausüben, wird dieser aufgefangen, indem die Lappen 16 entsprechend auseinandergespreizt werden. Die Kanten 18 dieser Lappen 16 sind bevorzugt abgerundet oder abgeschnitten. The carbon block 10, which is rectangular in cross section, contains the round iron bars 12 running parallel in the longitudinal direction in appropriately shaped grooves 14 which are partially open at the bottom. If the iron ingot 12 exerts pressure on the carbon block 10 at working temperature, the latter is caught by spreading the tabs 16 apart accordingly. The edges 18 of these tabs 16 are preferably rounded or cut off.

Nach dem vollständigen Absenken liegt der in die Elektrolysewanne eingesetzte Kohlenstoff block 10 entlang der Mantellinien 20 der Eisenbarren 12 auf der nicht gezeichneten Isolationsschicht. Dadurch werden die Eisenbarren 12 in s ihrem oberen Bereich flächenförmig auf den entsprechenden Bereich der Nuten 14 gedrückt, der Übergangswiderstand vom Kohlenstoff zum Eisen ist dadurch minimal. Der elektrische Gleichstrom kann auf direktem Weg von der Deckfläche des Kohlenstoffblocks 10 und mit geringem Über-lo gangswiderstand in Richtung der Pfeile zum Eisenbarren 12 fliessen. After complete lowering, the carbon block 10 inserted into the electrolysis bath lies along the surface lines 20 of the iron bars 12 on the insulation layer (not shown). As a result, the iron bars 12 are pressed flatly in their upper area onto the corresponding area of the grooves 14, the contact resistance from carbon to iron is thereby minimal. The direct electrical current can flow directly from the top surface of the carbon block 10 and with a low transition resistance in the direction of the arrows to the iron bar 12.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden : The main advantages of the invention can be summarized as follows:

15 - Die Eisenbarren müssen nicht mehr eingegossen, eingeklebt oder eingestampft werden, sondern können einfach durch Barrenfenster in eine entsprechende, nach unten offene Nut des Kohlenstoffblocks eingeschoben werden. Das bedeutet Ersparnisse in bezug auf Energie, Material, Zeitaufwand, Equipment und Werkstatt. 15 - The iron bars no longer have to be poured in, glued or stamped in, but can simply be inserted through bar windows into a corresponding groove of the carbon block which is open at the bottom. That means savings in terms of energy, material, time, equipment and workshop.

- Der Kohlenstoffblock ist nicht mehr den Gefahren des Eingiessens ausgesetzt, die beim Transport, Vorwärmen, Eingiessen und Manipulieren auftreten. - The carbon block is no longer exposed to the dangers of pouring that occur during transport, preheating, pouring and manipulation.

- Der Spannungsabfall des Elektrolyseprozesses im kathodischen Teil kann bis zu 0,1 Volt vermindert werden. - The voltage drop of the electrolysis process in the cathodic part can be reduced by up to 0.1 volt.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (10)

657383657383 1. Elektrolysewanne zur Herstellung von Aluminium mitteis Schmelzflusselektrolyse, bestehend aus einer äusseren Stahlwanne, einer wärmedämmenden Isolationsschicht und einer elektrisch leitenden, gegen das schmelzflüssige Material beständigen Innenauskleidung aus in Querrichtung verlaufenden Kohlenstoffblöcken mit eingesetzten, beidseitig aus deren Stirnseiten herausragenden massiven Eisenbarren, dadurch gekennzeichnet, dass 1. Electrolysis tub for the production of aluminum by means of melt flow electrolysis, consisting of an outer steel tub, a heat-insulating layer and an electrically conductive inner lining made of transverse blocks of carbon blocks which are resistant to the molten material, with inserted solid iron bars protruding on both sides from their end faces, characterized in that - in jedem Kohlenstoffblock (10) in dessen Längsrichtung über mindestens 20% der Länge, ausgehend von beiden Stirnseiten, in Arbeitsposition nach unten offene Nuten (14) ausgespart sind, die in bezug auf den Querschnitt bei 500-850°C exakt dem Querschnitt der auf dieselbe Temperatur erwärmten Eisenbarren ( 12) entsprechen, - In each carbon block (10) in the longitudinal direction over at least 20% of the length, starting from both end faces, in the working position down open grooves (14) are recessed, which with respect to the cross section at 500-850 ° C exactly the cross section of the correspond to iron bars (12) heated to the same temperature, - die in die Nuten (14) eingesetzten, sich über mindestens 20% der Länge des Kohlensloffblocks, ausgehend von den Stirnseiten, erstreckenden Eisenbarren (12) während des Elektrolyseprozesses entlang der ganzen unteren Seitenfläche bzw. Mantellinie (20) aus dem Kohlenstoff block (10) herausragen und - The iron bars (12) inserted into the grooves (14) and extending over at least 20% of the length of the carbon dioxide block, starting from the end faces, during the electrolysis process along the entire lower side surface or surface line (20) from the carbon block (10 ) stick out and - ein Teil des Gewichts der Kohlenstoff blocke (10) ungefähr gleichmässig auf allen Eisenbarren ( 12) abgestützt ist. - Part of the weight of the carbon block (10) is supported approximately evenly on all iron bars (12). 2. Elektrolysewanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Nuten (14) in den auf etwa 700°C erwärmten Kohlenstoffblöcken ( 10) exakt dem Querschnitt der auf dieselbe Temperatur erwärmten Eisenbarren (12) entspricht. 2. Electrolysis bath according to claim 1, characterized in that the cross section of the grooves (14) in the carbon blocks (10) heated to approximately 700 ° C corresponds exactly to the cross section of the iron bars (12) heated to the same temperature. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Elektrolysewanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenbarren (12) während des Elektrolyseprozesses 0,5-1,5 cm aus der Bodenfläche der Kohlenstoffblöcke (10) herausragen. 3. Electrolysis bath according to claim 1 or 2, characterized in that the iron bars (12) protrude 0.5-1.5 cm from the bottom surface of the carbon blocks (10) during the electrolysis process. 4. Elektrolysewanne nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (14) in den Kohlenstoff blocken (10) und die entsprechenden Eisenbarren (12) mindestens in ihrem - in bezug auf die Arbeitsposition -oberen Bereich abgerundete Querschnitte haben. 4. Electrolysis bath according to one of claims 1-3, characterized in that the grooves (14) block in the carbon (10) and the corresponding iron bars (12) have at least in their - with respect to the working position - the upper region rounded cross-sections. 5. Elektrolysewanne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt von Nuten (14) und Eisenbarren (12) kreisrund ist. 5. Electrolysis tub according to claim 4, characterized in that the cross section of grooves (14) and iron bars (12) is circular. 6. Elektrolysewanne nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrenfenster in der Stahlwanne die gleiche geometrische Form wie der Querschnitt der Eisenbarren (12) haben. 6. Electrolysis tub according to one of claims 1-5, characterized in that the bar windows in the steel tub have the same geometric shape as the cross section of the iron bars (12). 7. Elektrolysewanne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrenfenster nur wenig, vorzugsweise 0,5-2 cm, grösser sind als die linearen Dimensionen der Eisenbarrenquerschnitte. 7. Electrolysis tub according to claim 6, characterized in that the bar windows are only slightly, preferably 0.5-2 cm, larger than the linear dimensions of the iron bar cross sections. 8. Verfahren zur Herstellung einer Elektrolysewanne nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenbarren (12) durch Barrenfenster in der Stahlwanne bei Umgebungstemperatur in den Innenraum der Elektrolysewanne geschoben werden. 8. A method for producing an electrolysis tank according to one of claims 1-7, characterized in that the iron bars (12) are pushed through bar windows in the steel tank at ambient temperature into the interior of the electrolysis tank. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei im unteren Teil rechteckigen oder sich nach oben verjüngenden Eisenbarren (12) die Kohlenstoffblöcke (10) auf die entsprechend den Nuten ( 14) angeordneten Eisenbarren ( 12) abgesenkt werden. 9. The method according to claim 8, characterized in that in the lower part rectangular or tapering iron bars (12), the carbon blocks (10) are lowered onto the iron bars (12) arranged corresponding to the grooves (14). 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffblöcke (10) vorerst bis wenig, vorzugsweise 0,5-2,5 cm, über die Isolationsschicht abgesenkt, dann die Eisenbarren ( 12) in die Nuten (14) geschoben und schliesslich die Kohlenstoffblöcke (10) vollständig abgesenkt werden. 10. The method according to claim 8, characterized in that the carbon blocks (10) initially to a little, preferably 0.5-2.5 cm, lowered over the insulation layer, then pushed the iron bars (12) into the grooves (14) and finally the carbon blocks (10) are completely lowered.