DE2303339B2 - Elektrolysezelle - Google Patents

Description

nium tatsächlich erhöht wurde. Dies ist eine Folge mindestens einen elektrischen Leiter außerhalb de des Umstandes, daß die elektromotorischen Kräfte Zelle auf, der mindestens längs eines Teiles der Zeil das geschmolzene Metall in komplizierten Zirkula- verläuft, und der bei Stromdurchgang ein in eine: tionsmustern in Umlauf zu setzen suchen, so daß le- vorherbestimmten Richtung verlaufendes Magnetfek diglich eine Schwächung oder eine Beseitigung der 5 erzeugt, und ist gekennzeichnet durch einen magne einen Magnetfeldkomponente zu einer Erhöhung der tisch leitenden Körper, der an mindestens einem Tei Schwierigkeit bei der Metallströmung anstatt zu einer des äußeren Leiters angeordnet ist, und der mit den Absenkung führen kann. stromführenden Leiter zusammenwirkend den Man

Die bei der Aluminiumerzeugung am meisten ver- tei der Zelle an der Stelle des Körpers magnetise! wendeten Zellen weisen einen äußeren, magnetisch « sättigt.

leitenden Stahlmantel auf, der im allgemeinen dazu Eine weitere Ausführungsform ist dadurch ge

dient, den Innenraum der Zelle gegen Magnetflüsse kennzeichnet, daß der magnetisch leitende Körper ar abzuschirmen, die außerhalb der Zelle erzeugt wer- der von der Elektrolysezelle entfernt gelegenen Seit« den. Dieser Stahlmantel ist jedoch an den Seiten und des äußeren Leiters angeordnet ist an den Enden der Zelle zusammenhängend und um- 15 Schließlich ist eine Ausführungsform dadurch ge schließt vollständig die Zelle und die Stromversor- kennzeichnet, daß der magnetisch leitende Körper se gungsleitungen. Der in der Zelle fließende Strom er- ausgestaltet ist, daß er zusammen mit dem Mante zeugt einen Magnetfluß, der in die magnetisch zu- der Zelle den äußeren Leiter am Ort des Körper« sammenhängende Umschließung der Zelle hinein ge- umgibt.

richtet ist und im Mantel eine sehr starke Magnet- ao Die Erfindung sieht eine Elektrolysezelle zum Er- feldkomponente nach dem Gesetzt von Ampere zeugen eines geschmolzenen Metalls vor, die mh

einem aus einem magnetisch leitenden Material be-

[Η·άΙ=Ι stehenden Mantel versehen ist, wobei die von einem

Strom durchflossene Zelle eine Quelle für einen

erzeugt, d. h., die Summe der magnetischen Intensitä- *5 Magnetfluß bildet, der den Mantel zu sättigen suehl ten H im Mantel, in Teilstrecken längs des Mantels und in diesem im wesentlichen in einer Richtung eine gemessen, ist gleich dem Gesamtstrom im Mantel. Un- sehr starke Magnetfeldkomponente erzeugt. Im Manter der Annahme einer gleichmäßigen Verteilung der tei der Zelle ist ein langgestrecktes, den Magnetfluß Magnetfeidstärke längs des Mantels besteht die Ma- behinderndes Mittel angeordnet, das im wesentlichen gnetisierungskraft H einfach aus dem eingeschlossen 30 senkrecht zur Richtung der Magnetfeldkomponente nen Strom dividiert durch den Zellenumfang. Bei der verläuft und die Kraft der Magnetfeldkomponente in in den letzten vergangenen Jahren vorgesehenen Ver- der Zelle im Bezirk des den Magnetfluß behindernstärkung des in der Elektrolysezelle fließenden Stro- den Mittels konzentriert mit der Folge, daß die Mames wurde in der Folge auch die Stärke der erzeug- gnetfeldkomponente in der Zelle im Bezirk des übriten Magnetfelder erhöht, die den Mantel mit dem 35 gen Teiles des Mantels geschwächt und zugleich die Magnetfluß zu sättigen suchten, wodurch die Wirk- Sättigung des übrigen Teiles des Mantels herabgesetzt samkeit des Mantels bei der Abschirmung gegen wird, so daß der Mantel der Zelle eine wirksame Abaußerhalb der Zelle fließende Ströme herabgesetzt schirmung gegen Macnetfeldkomponenten bildet, die wird. außerhalb der Zelle erzeugt werden.

Um die Abschirmung des Mantels zu verbessern, 40 Das den Magnetfluß behindernde Mittel kann aus wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen langge- einem am Mantel vorgesehene Einschnitt oder aus streckten, den Magnetfluß behindernden, nicht ma- einem Spalt bestehen. Der Spalt wird vorzugsweise gnetisierbaren Spalt am Mantel vorzusehen, der im mit einem nicht magnetisierbaren Material angefüllt wesentlichen senkrecht zur Richtung der magneti- und geschlossen, wodurch die Zelle abgedichtet und sehen Feldstärkekomponente verläuft. 45 deren Zusammenhang aufrechterhalten wird. Dei

Dadurch wird erreicht, daß der den Magnetfluß Spalt verläuft am Mantel im wesentlichen senkrecht behindernde Spalt die Stärke der magnetischen Feld- zur Richtung der vom Zellenstrom erzeugten magnestärkekomponente in sich und innerhalb der Zelle tischen Kraftlinien. Die Stärke der Magnetfeldkomden Magnetfluß auf den Bereich des den Magnetfluß ponente im Mantel konzentriert sich im Spalt und in behindernden Spaltes konzentriert, und wobei die 5° der Nähe des Spaltes in der Zelle, an welcher Stelle Konzentration des magnetischen Kraftflusses die die Stärke der Komponente im allgemeinen gering war Komponente der magnetischen Feldstärke innerhalb und der Bewegung des geschmolzenen Metalls in der der Zelle im Bereich des Restlichen Mantels Zelle keinen Widerstand entgegensetzte. Da die Geschwächt, während gleichzeitig die Sättigung des rest- samtintensität der Komponente feststeht (und vorn liehen Mantels verringert wird, wodurch der Mantel 55 Zellenstrom abhängig ist), so wird die Intensität dei der Zelle zu einer wirksamen Abschirmung gegen Komponente im übrigen Teil des Mantels und in den von außerhalb der Zelle einwirkende magnetische übrigen entsprechenden Bezirken in der Zelle um Fremdfelder wird. " denjenigen Wert vermindert, um den die Intensität

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch im Bezirk der Spalte erhöhl wird, welche Schwägekennzeichnet, daß der den Magnetfluß behin- 60 chung der Komponente bei der Verlangsamung und/ dernde nichtmagnetische Spalt einen langgestreckten oder dem Unterbinden der Metallbewegung mitwirkt. Körper aus einem nicht magnetisierbaren Material Der Spalt am Mantel verringert ferner die Mögenthält, der im langgestreckten Spalt befestigt ist. lichkeit. daß der Mantel gesättigt wird, wodurch des-

Eine weitrre Ausführungsform ist dadurch ge- sen Wirksamkeit als Abschirmung gegen Magnetkennzeichnet, daß der den Magnetfluß behindernde 65 felder erhöht wird, die außerhalb der Zelle erzeugt Spalt an den Enden der Längswände des Zellenman- werden.

tels angeordnet ist. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung

Eine andere Ausruhrungsform der Erfindung weist wird die Wirkung einer nützlichen Feldkomponente

in Zelle wesentlich erhöhl Jurch die Verwendung Die im Mantel 12 induzierte waagerechte Magneteiner Magnetfeldkopplung, die eine Sättigung des feldkomponente wird in der Zelle reflektiert und ver-Zellenmantels an kritischen Stellen bewirkt, um die läuft durch die Lage des geschmolzenen Metalls, wo-Stärke oder die Einwirkung eines äußerlich erzeugten bei die Bewegung des Metalls in der Zelle verstärkt Feldes in der Zelle zu erhöhen, das das auf das ge- 5 wird. In einer Zelle von der in den Fi g. 1 und 2 darschmolzene Metall einwirkende Kraftmuster ver- gestellten Ausführung besteht außer der waagerechbessert. ten Komponente noch senkrechte und quer verlau-

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrie- fende Feldkomponenten, die zusammen mit der

ben. In den Zeichnungen zeigt die waagerechten Komponente das Metall mit verhältnis-

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht io mäßig hohen Geschwindigkeiten und in kompliziereiner Elektrolysezelle, die am Außenmantel nach der ten Mustern in Umlauf setzen, von denen in der Erfindung mit einem nichtmagnetischen Spalt verse- F i g. 2 eines der einfacheren Strömungsmuster dargehen ist, stellt ist. Im besonderen sucht das Metall von der

F i g. 2 eine Draufsicht auf die in der F i g. 1 darge- Mitte der Zelle hinweg zu den Enden der Zelle zu

stelllte Zelle und die 15 strömen, wie in der F i g. 2 durch die Pfeile »α« dar-

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil gestellt, und weiterhin waagerecht an den Seiten der

der Zellenach der Linie 3-3 in der Fig. 1. Zelle entlang zu deren Mitte, wie durch die Pfeile

Die F i g. 1 zeigt eine Elektrolysezelle oder einen »6« dargestellt ist. Wenn das Metall in Richtung zu

Tiegel 10, wie in der Industrie allgemein bekannt, die der in der Langsemreckung der Zelle verlaufenden

(der) zum Produzieren eines Metalls, z. B. von Alu- »o Mittellinie strömt, so führt die Strömung eine Wen-

tninium verwendet wirf. Solche Zellen weisen allge- dung in der Querrichtung zur Mitte der Zelle aus,

imein einen Außenmantel 12 aus einem magnetisch lei- wie durch die Pfeile »c« angedeutet. Auf diese Weise

itenden Material, z. B. aus Stahl auf sowie eine eine werfen Metallströmungsbäder erzeugt, obwohl, wie

Kathode darstellende Innenauskleidung 14 aus einem bereits ausgeführt, die Metallströmungsmuster in sol-

Kohlenstoffinaterial, wie in der F i g. 3 als Quer- 45 chen Elektrolysezelle^ kompliziert sind und unter-

schnitt und in der F i g. 1 mit unterbrochenen Linien schiedlich bei verschiedenen ausgestalteten Zellen,

dargestellt ist Der Zellenmantel ist üblicherweise mit wobei die Strömungsmuster von dem Ort der Kollek-

cinem Oberdeck 16 mit der in der F i g. 3 dargestell- torschienen und -leitungen und von der Nähe be-

len Ausgestaltung versehen, obwohl die Erfindung nachbarter Zellen abhängen.

hierauf nicht beschränkt ist. Durch am Mantal 12 30 Wegen der Eigenart eines Magnetfeldes, das von vorgesehene öffnungen 17 hindurch erstrecken sich einer Stromquelle induziert wird, beispielsweise vom in die Auskleidung 14 der Zelle 10 (an beiden Sei- Hiuptelektrolysestrom, so sinkt die Stärke des Feiten) Kathodenkollektorschienen 18, die an der des an den Ecken der Stromquelle bis zum Wert Null Außenseite der Zelle durch nicht dargestellte Sam- ab, wohingegen an den seitlichen Mitten der Strominelringleitungen mit einander verbunden sind, die 35 quelle die Stärke des Feldes bis auf den Höchstwert ihrerseits mit weiteren Ringleitungen 20 in Verbin- ansteigt. Bei der Ausführung des Mantels 12 nach dung stehen, die an den Enden der Zelle angeordnet den F i g. 1 und 2 ist daher die waagerechte Feldsind und die die Zeile mit den Anoden der nächsten komponente an den Seiten der Zelle 10 nahe an den angrenzenden Zelle einer Zellenbatterie verbinden. Ecken der Zelle ziemlich schwach, wohingegen die

In einen in de Zelle 10 enthaltenen (nicht darge- 40 Kraft des waagerechten Feldes in Richtung zur Mitstellten) Elektrolyten sind mittels elektrisch leitender telseite der Zelle wesentlich stärker wird. In der Stangen 24 Anoden hineingehängt, welche Stangen Zelle 10 besteht diese Verteilung der Stärke der auf geeignete Weise an nicht dargestellten Anoden- waagerechten Komponente und fordert die Metallsammelleitungen befestigt sind. In einer Zellenbarte- strömung in der ZeDe wegen der elektromotorischen rie verlaufen die Katodenleitungen einer vorherge- 45 Kraft, die auf das Metall senkrecht zum waagerechhenden Zelle zu den Anodenleitungen, wodurch be- ten Verlauf des Feldes ausgeübt wirf. Diese elektronachbarte Zellen zu einer elektrischen Serienschal- motorische Kraft wird aof das Metall in Bezirken in tang mit einander verbunden werfen. der Zelle ausgeübt, die die Strömung des Metalls in

Im Betrieb wird der Zelle 10 über die Anoden 2? dem oben beschriebenen Quadrantenmuster unterGleichstrom zugeführt, der durch den Elektrolyten 50 stützen, d. h. die Stärke der waagerechten Komponente

im wesentlichen senkrecht nach unten und durch an dor Mittelseite der Zelle übt eine Kraft in Richtung

eine Schicht geschmolzenen Metalls (nicht darge- der Pfeile »c« aus, während in den Bezirken der

stellt) am Boden der Zellenauskleidung 14 fließt. Der Zellenecken (Pfeile »β«) die Stärke der waagerechten

Strom fließt in die Auskleidung hinein und wird von Feldkomponente schwach ist.

den Schienen 18 gesammelt und über die Leitungen 55 Nach der Erfindung wird die Stärke der waage-

20 zur nächsten Zelle geleitet. rechten Feldkomponente, die im Mantel 12 an den

Wie bereits ausgeführt, erzeugt der Fluß des ZeI- Mittelseiten der Zelle 10 durch den vom Zellenstrom lenstromes magnetische Kraftlinien, die in den ma- erzeugten Magnetfluß induziert wird, wesentlich hermetisch leitenden Mantel 12 hinein gerichtet sind, abgesetzt, während die Stärke der waagerechten die den Mantel zu sättigen suchen und in diesem eine 60 Komponente in den Zellenseiten nahe an den Ecken sehr starke, waagerechte Magnetfeldkomponente er- der Zelle entsprechend und wesentlich erhöht wird zeugen, die die Sättigung des Mantels stark vermin- (nach dem obengenannten Gesetzt von Ampere), dert, wenn nicht überhaupt gänzlich beseitigt, so daß Dies wird in der Weise durchgeführt, daß nahe an der Mantel seine Funktion als Abschirmung gegen den Ecken der Zelle langgestreckte und verhältnis-Magnetfelder nicht ausüben kann, die außerhalb der 65 mäßig schmale nichtmagnetische Bezirke 26 im Man-Zelle erzeugt werfen, beispielsweise durch die Ka- tel vorgesehen werfen, wie in der F i g. 1 dargestellt, dioden- und Anodensammelleitungen oder durch be- welche Bezirke 26 den Magnetfluß im Mantel unternachbafte Zellen. brechen und behindern, wobei alleemein einp Satt;.

Io

gung des Mantels verhindert wird, so daß in der Aus- Auskleidung weniger häufig repariert oder ersetzt wirkung der Mantel zu einer wirksamen Abschir- werden muß.

mung gegen Magnetfelder wird, die außerhalb der Bei der in den Zeichnungen dagestellten Ausfüh-

Zelle erzeugt werden. Da die Stärke der in der rung der Zelle erzeugen die sich in die Kathodenaus-Längserstreckung verlaufenden Feldkomponente sich 5 kleidung 14 hinein erstreckenden Kollektorschienen in den nichtmagnetischen Bezirken 26 konzentriert 18 in der Zelle einen Magnetfluß, der eine recht- und damit in den Bezirken der Zelle, in denen die winklig zum Stromfluß in den Schienen verlaufende Strömung des geschmolzenen Metalls quer zur Zelle Komponente aufweist, die daher senkrecht durch die in Richtung zu den Ecken verläuft, steht die auf das Schicht des geschmolzenen Metalls in der Zelle vergeschmolzene Metall von der waagerechten Kompo- io läuft. Der von jeder Kollektorschiene erzeugte Manente in Richtung zur Mitte der Zelle ausgeübte gnetfluß wird dadurch beeinflußt, daß die benach-Kraft in direktem Gegensatz zur Querströmung des harten Schienen die Stärke der resultierenden Feld-Metalls. Im Gegensatz hierzu wird die Kraft der komponente im Bezirk der in der Mitte der Zelle gewaagerechten Momponente an den Seiten der Zelle legenen Seiten zu schwächen suchen. Die an jeder zwischen den nichtmagnetischen Bezirker. 26 entsprc- 15 Ecke der Zelle gelegene Kollektorschiene weist jechend geschwächt, so daß die nach innen gerichtete doch an der den Enden der Zelle zugewandten Seite Strömung des Metalls nicht unterstützt wird, wie bei keine benachbarte Schiene auf, die auf den Magneteinem magnetisch zusammenhängenden Mantel. fluß eine herabsetzende Wirkung ausübt, so daß in

Wie aus den F i g. 2 unJ 3 zu ersehen ist, erstrek- den Zellenecken die senkrechte Komponente ziemken sich die nichtmagnetischen Bezirke 26 Vorzugs- 20 lieh kräftig ist.

weise bis in eine vorhandene Abdeckung 16 einer Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Aufbau zum Beein-

Zelle hinein, um eine vollständige Unterbrechung des flüssen der Strömung des geschmolzenen Metalls in magnetischen Kreises im Zellenmantel zu sichern. der Zelle 10, bei dem in Verbindung mit den nicht Wie aus den Fig. 1 und 3 zu ersehen ist. verlaufen magnetisierbaren Bezirken 26 weitere Ersparnisse erdie nichtmagnetischen Bezirke vorzugsweise vom 25 zielt werden können. Wie in den F i g. 1 und 2 darge-Deck 16 aus nach unten bis zu den Öffnungen 17 am stellt, sind um die Endringleitungen 20 herum mit Mantel, die für die beiden Kollektorschienen 18 nahe Abstand von diesen zwei C-förmige magnetische an den Enden der Zelle vorgesehen sind. In der Kopplungsglieder 30 angeordnet, die geeigneterweise F i g. 3 ist das den Bezirk 26 ausfüllende nichtmagne- am Mantel 12 an den Zellenenden nahe an der Stromtische Material als Seitenansicht dargestellt. 30 abseite der Zelle befestigt sind, wie in der Fig. 2 Die soweit beschriebenen nichtmagnetischen Be- dargestellt, welche Stromabseite der Zelle diejenige zirke 26 können am Mantel an jeder kritischen Stelle Seite ist, an die die nächste Zelle angrenzt und den mit Hilfe von zwei im wesentlichen parallelen Ein- Strom aus der vorhergehenden Zelle erhält, wenn die schnitten hergestellt werden. Der schmale ausge- zellen zu einer Batterie zusammengeschaltet sind, schnittene Teil des Mantels wird dann entfernt unter 35 Die Kopplungsglieder 30 bestehen aus einem ma-Hinterlassung eines Luftspaltes an der kritischen gnetisch leitenden Material, z. B. aus Eisen oder Stelle des Mantels, welcher Spalt zum Konzentrieren Stahl, welche Kopplungsglieder um die Ringleitundes Magnetflusses und der Feldkomponente aus- gen 20 herum so angeordnet sind, daß der von den reicht. Um jedoch zu verhindern, daß aus der Zelle stromführenden Ringleitungen erzeugte Magnetfluß durch die Spalte Dämpfe entweichen, und um an- 4° konzentriert und in den Mantel 12 der Zelle 10 hindererseits den strukturellen Zusammenhalt der Zelle eingeleitet wird, wodurch der Mantel im Bezirk der aufrechtzuerhalten, sollen der Spalt oder die Spalte Kopplungsglieder gesättigt wird. Bei dieser Sättigung mit einem geeigneten nicht magnetisierbaren Mate- des Mantels in der Nähe der Kopplungsglieder stellt rial ausgefüllt und abgedichtet werden. Als ein sol- der Mantel keine wirksame Abschirmung gegen das ches Material wird nicht magnetisierbarer und nicht- 45 Magnetfeld dar, das von den Leitungen 20 erzeugt rostender Stahl angeführt, der in Form eines Strei- wird.

fens oder einer Stange an der betreffenden Stelle mit Im Betrieb erzeugt der von den Sammelschienen

dem Mantel verschweißt, wie in der Fig. 1 mit star- 18 in der Auskleidung 14 gesammelte Zellenstrom, ken Vollinen 27 dargestellt ist. zu welchem Zweck ein wie bereits ausgeführt, eine Magnetfeldkomponente. nicht magnetisierbares Schweißmaterial verwendet 5° die senkrecht durch die Zelle und durch das gewird. 5>chmolzene Metall in der Zelle verläuft, welche Bei einem soiehen Aufbau der Zelle und bei einer Komponenten das Metall allgemein in den bereit! solchen Konzentration und Herabsetzung der Kraft beschriebenen vier Hauptbädem in Umlauf zu setzer eines Magnetfeldes in kritischen Bezirken einer Zelle suchen. Der Fluß des elektrischen Stromes in der als Folge des Zellenaufbau wird die Strömung des 55 Hauptringleitungen 20 erzeugt eine Magnetfeldkomgeschmolzenen Metalls verlangsamt und so reguliert. ponente, die senkrecht und entgegengesetzt zur Madaß der Metallspiegel in der Zelle im wesentlichen gnetfeldkomponente verläuft, die von den Sammel· eben und gleichförmig ist. so daß die Anoden der schienen 18 in der Zelle nahe an der stromab gelege Zelle tiefer angeordnet werden können. Auf diese nen Seite der Zelle erzeugt wird. Da die Kopplungs Weise wird der Pfad für den Fluß des elektrischen 60 glieder 30 den Mantel 12 in deren Nähe sättigen, se Stromes verkürzt, so daß der Widerstand der Zelle daß der Mantel den Innenraum der Zelle gegen di< und die erforderliche Spannung herabgesetzt wird von den Sammelleitungen 20 erzeugten senkrechte! und damit die Kosten für die elektische Lei- Komponente nicht mehr abschirmt, so daß die» stung. Komponente in die Bezirke an den Ecken der ZeIIi Als Folge der Regulierung der Metallströmung 65 eindringt und die Stärke der senkrechten Kompo nach der Erfindung wird außerdem die Lebensdauer nente wesentlich schwächt, die von den Kollektor der Zellenauskleidung wesentlich verlängert, so daß schienen in der Zelle erzeugt wird, wodurch die Ge auch Ersparnisse dadurch erzielt werden, daß die schwindigkeit der Strömung des geschmolzenen Me

tells wesentlich herabgesetzt wird in bezug auf die Strömung des geschmolzenen Metalls, die von der Kollektorschienenkomponente verursacht wird. Bei dieser Herabsetzung der Strömung des geschmolzenen Metalls können die Anoden der Zelle näher an der Auskleidung angeordnet werden, wodurch der Widerstand zwischen Anode und Kathode und damit die Spannung herabgesetzt wird. Weiterhin wird die Abnutzung der Auskleidung mit der Metallströmung vermindert, so daß auch die Kosten für die Reparatür und den Ersatz der Auskleidung herabgesetzt werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wurden Kopplungsglieder zum Schwächen einer nachteiligen Magnetfeldkomponente in einer Zelle vorgesehen. Wegen der Kompliziertheit der

10

Metal! Strömungsmuster in einer Zelle besteht die Möglichkeit, die Metallströmung zu verlangsamen oder zu unterbinden, wenn in der Zelle eine Magnetfeldkomponente vorhanden ist, die verstärkt werden kann, zu welchem Zweck die Kopplungsglieder vorgesehen werden können.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen nicht magnetisierbaren Manteibezirke 26 und mit den Kopplungsgliedern 30 im Hinblick auf den hohen Stromverbrauch in den Zellen und bei der großen Anzahl von Zellen in einer Batterie zum Produzieren von Metall aus gewerblicher Basis die Spannung und die Abnutzung der Auskleidung der Zellen stark herabgesetzt werden kann, so daß bei der Produktion von Metall wesentliche Ersparnisse erzielt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Bewegung und Zirkulation der Aluminiumschicht in Patentansprüche: der Zelle führen, welche Bewegung eine weitgehende Erosion der Innenauskleidung der Zelle verursacht.

1. Elektrolysezelle zur Herstellung von ge- Bei dieser Erosion werden an der Stelle von Rissen schmolzenen Metallen mit einem Mantel aus 5 oder Sprüngen an der Innenauskleidung der Zelle Löeinem magnetisch leitenden Material, die im eher erzeugt, die schließlich zu einer Außerbetrieb- stromführenden Zustand eine Quelle eines Ma- Setzung der Zelle(n) führen, damit die Zelle repariert gnetflusses darstellt, die den Mantel zu sättigen und/oder die Auskleidung ersetzt werden kann. Hiersucht und im Mantel eine sehr starke magneti- bei entstehen natürlich sehr hohe Kosten, da die sehe Feldstärkekomponente im wesentlichen in io Zelle während der Stillegung kein Metall produziert, einer Richtung erzeugt, gekennzeichnet während andererseits hohe Material- und Arbeitskodurch einen langgestreckten, den Magnetfluß sten für die Reparatur oder den Ersatz einer Auskleibehindernden, nicht magnetisierbaren Spalt (26) dung der Zelle entstehen.

am Mantel (12), der im wesentlichen senkrecht Die Bewegung der geschmolzenen Metallschicht

zur Richtung der magnetischen Feldstärkekom- 15 erfordert eine unzulässig weite Trennung der Anoden

ponente verläuft. der Zelle von der Zellenauskleidung, die die Katode

2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch der Zelle darstellt, da die in Bewegung befindliche gekennzeichnet, daß der den Magnetfluß behin- Schicht sich in der Zelle unterhalb der Anoden senkdemde nichtmagnetische Spalt einen langge- recht zu verschieben sucht. Diese große Entfernung streckten Körper (27) aus einem nicht magneti- 20 der Zellenanoden von der die Kathode bildenden Insierbaren Material enthält, der im langgestreckten nenauskleidung verlängert die Strecke und damit den Spalt (26) befestigt ist. elektrschen Widerstand des durch die Zelle fließen-

3. Elektrolysezelle nach einem der An- den elektrischen Stromes, so daß die Wirksamkeit sprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zelle wegen der erhöhten Spannungen zwischen der den Magnetfluß behindernde Spalt (26) an »5 Katode und Anode absinkt und eine übermäßig den Enden der Längswände des Zellenmantels große Leistung verbraucht wird. Unter Berücksichti-(12) angeordnet ist. gung der Stärke des in jeder Zelle fließenden Stromes

4. Elektrolysezelle nach einem der An- oftmals in der Größenordnung von 150 000 Amp und spräche 1 bis 3, die mindestens einen elektrischen der großen Anzahl von Zellen, deren Anzahl im Leiter (20) außerhalb der Zelle (10) aufweist, der 30 Durchschnitt 150 beträgt, erhellt, daß die gesamte mindestens längs eines Teiles der Zelle (10) ver- Erhöhung der Kosten für die elektrische Energie läuft, und der bei Stromdurchgang ein in einer ziemlich groß werden kann, und wenn hierzu noch vorherbestimmten Richtung verlaufendes Ma- die Kosten für Reparturen und für den Ersatz der gnetfeld erzeugt, gekennzeichnet durch einen ma- Zellenauskleidungen hinzukommen, so stellt eine gnetisch leitenden Körper (30), der an minde- 35 fehlende Kontrolle der Bewegung des geschmolzenen stens einem Teil des äußeren Leiters (20) an- Metalls eine kostspielige Angelegenheit dar.
geordnet ist, und der miv dem stromführenden Die die Bewegung der Metallschicht verursachen-Leiter zusammenwirkend den Mantel der Zelle den Magnetfelder haben ihren Ursprung sowohl in an der Stelle des Körpers magnetisch sättigt. der Zelle als auch außerhalb dieser, wobei die Haupt-

5. Elektrolysezelle nach Anspruch 4, dadurch 4° quelle der von außen her erceugten Kraftlinien aus gekennzeichnet, daß der magnetisch leitende den Steigeleitungen für die Zellenanoden und aus Körper (30) an der von der Elektrolysezelle (10) Teilen der Kathodenstromleitungen besteht, die die entfernt gelegenen Seite des äußeren Leiters (20) Zelle mit einer benachbarten Zelle verbinden. Die angeordnet ist. Quelle für den intern erzeugten Magnetfluß besteht

6. Elektrolysezelle nach Anspruch 4 oder 5, +5 aus dem Zel'enstrom selbst, d. li. aus dem Elektrolydadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch lei- sestrom, der von den Anoden aus zu der die Kathode tende Körper (30) so ausgestaltet ist, daß er zu- bildenden Auskleidung durch das Salzbad und durch sammen mit dem Mantel (12) der Zelle (10) den die Metallschicht fließt sowie von den Kathodenveräußeren Leiter (20) am Ort des Körpers umgibt. bindungsleitungen aus, die sich in die Auskleidung

50 hinein erstrecken.

Ganz allgemein können die Kräfte, die das Metall

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle zur in Bewegung setzen, dadurch geschwächt werden. Herstellung von geschmolzenen Metallen mit einem daß die Stärke des Magnetfeldes in der Zelle herabge-Mantel aus einem magnetisch leitenden Material, die setzt wird und ebenso die Dichte der in der Zelle und im stromführenden Zustand eine Quelle eines Ma- 55 in den Zuleitungen fließenden Ströme und/oder ein« gnetflusses darstellt, die den Mantel zu sättigen sucht Umgruppierung dieser Veränderlichen in deren Be- und im Mantel eine sehr starke magnetische Feld- Ziehungen zur Zelle und zur geschmolzenen Alumi· Stärkekomponente im wesentlichen in einer Richtung. niumschicht. Um den nachteiligen Einfluß der Magneterzeugt, felder in der Zelle herabzusetzen wurde beispiels

Bei der Produktion von Aluminium beispielsweise 60 weise versucht, die Kathoden- und Anodenleiter unc

in einer Elektrolysezelle wird geschmolzenes Alumi- deren Stromzuführungsleiter in bezug auf die ZeIIi

nium durch Elektrolyse von Aluminium erzeugt, das auf verschiedene Weise anders anzuordnen. Es ha

in einem geschmolzenen Salzbad aufgelöst ist, wobei sich jedoch gezeigt, daß trotz der Schwächung eine

am Boden der Zelle eine Schicht geschmolzenen Alu- besonderen Magnetfeldkomponente in der Zelle an

miniums gebildet wird. Bekanntlich werden von den 65 dere Magnetfeldkomponenten nachteilig beeinfluß

Magnetfeldern und den Stromdichten in der Zelle auf wurden, d. h. die Stärke der anderen Kon.iponentei

das geschmolzene Aluminium einwirkende Elektro- wurde erhöht oder herabgesetzt in einer Weise, be

motorische Kräfte erzeugt, die zu einer erheblichen der die Geschwindigkeit der Zirkulation des Alumi