DE2303339B2 - Elektrolysezelle - Google Patents
ElektrolysezelleInfo
- Publication number
- DE2303339B2 DE2303339B2 DE2303339A DE2303339A DE2303339B2 DE 2303339 B2 DE2303339 B2 DE 2303339B2 DE 2303339 A DE2303339 A DE 2303339A DE 2303339 A DE2303339 A DE 2303339A DE 2303339 B2 DE2303339 B2 DE 2303339B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cell
- jacket
- magnetic
- current
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 43
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 23
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 3
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 claims 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 2
- 241001676573 Minium Species 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 125
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000939 field's metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002287 horizontal cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
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. 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-
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
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US23772872A | 1972-03-24 | 1972-03-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2303339A1 DE2303339A1 (de) | 1973-10-04 |
DE2303339B2 true DE2303339B2 (de) | 1974-08-15 |
Family
ID=22894910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2303339A Ceased DE2303339B2 (de) | 1972-03-24 | 1973-01-22 | Elektrolysezelle |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3783121A (de) |
JP (1) | JPS5213487B2 (de) |
AU (1) | AU462927B2 (de) |
BR (1) | BR7209275D0 (de) |
CA (1) | CA979393A (de) |
CH (1) | CH565870A5 (de) |
DD (1) | DD101703A5 (de) |
DE (1) | DE2303339B2 (de) |
FR (1) | FR2176655B1 (de) |
GB (1) | GB1365254A (de) |
HU (1) | HU166536B (de) |
IT (1) | IT974332B (de) |
NL (1) | NL161204C (de) |
NO (1) | NO132877C (de) |
PL (1) | PL79564B1 (de) |
RO (1) | RO68160A (de) |
SE (1) | SE389518B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0016728A1 (de) * | 1979-03-23 | 1980-10-01 | Schweizerische Aluminium AG | Elektrolysezelle zur Aluminiumherstellung durch Schmelzflusselektrolyse von Aluminiumsalzen |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2809146A1 (de) * | 1978-02-07 | 1979-08-09 | Alusuisse | Magnetische feldlinienabsorption bei elektrolysezellen |
JPS58172323U (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-17 | 鎌田 嘉作 | 電線管継手構造 |
NO20161170A1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-01-15 | Norsk Hydro As | Electrolysis cell and a method for repairing same |
-
1972
- 1972-03-24 US US00237728A patent/US3783121A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-11-08 CA CA156,000A patent/CA979393A/en not_active Expired
- 1972-11-22 GB GB5394072A patent/GB1365254A/en not_active Expired
- 1972-11-23 FR FR7241671A patent/FR2176655B1/fr not_active Expired
- 1972-11-30 CH CH1744172A patent/CH565870A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-12-20 JP JP47128063A patent/JPS5213487B2/ja not_active Expired
- 1972-12-20 NO NO4706/72A patent/NO132877C/no unknown
- 1972-12-27 IT IT55049/72A patent/IT974332B/it active
- 1972-12-28 SE SE7217027A patent/SE389518B/xx unknown
- 1972-12-29 BR BR9275/72A patent/BR7209275D0/pt unknown
-
1973
- 1973-01-22 DE DE2303339A patent/DE2303339B2/de not_active Ceased
- 1973-01-25 HU HUAU293A patent/HU166536B/hu unknown
- 1973-01-25 RO RO7373608A patent/RO68160A/ro unknown
- 1973-01-25 DD DD168442A patent/DD101703A5/xx unknown
- 1973-02-06 PL PL1973160617A patent/PL79564B1/pl unknown
- 1973-03-01 AU AU52759/73A patent/AU462927B2/en not_active Expired
- 1973-03-21 NL NL7303990.A patent/NL161204C/xx active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0016728A1 (de) * | 1979-03-23 | 1980-10-01 | Schweizerische Aluminium AG | Elektrolysezelle zur Aluminiumherstellung durch Schmelzflusselektrolyse von Aluminiumsalzen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2176655A1 (de) | 1973-11-02 |
IT974332B (it) | 1974-06-20 |
HU166536B (de) | 1975-04-28 |
FR2176655B1 (de) | 1976-10-29 |
JPS4914310A (de) | 1974-02-07 |
AU5275973A (en) | 1974-09-05 |
SE389518B (sv) | 1976-11-08 |
CH565870A5 (de) | 1975-08-29 |
BR7209275D0 (pt) | 1974-08-15 |
NL161204B (nl) | 1979-08-15 |
NO132877C (de) | 1976-01-21 |
CA979393A (en) | 1975-12-09 |
DD101703A5 (de) | 1973-11-12 |
DE2303339A1 (de) | 1973-10-04 |
NL161204C (nl) | 1980-01-15 |
US3783121A (en) | 1974-01-01 |
NL7303990A (de) | 1973-09-26 |
PL79564B1 (de) | 1975-06-30 |
RO68160A (ro) | 1980-08-15 |
JPS5213487B2 (de) | 1977-04-14 |
NO132877B (de) | 1975-10-13 |
GB1365254A (en) | 1974-08-29 |
AU462927B2 (en) | 1975-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3910777C2 (de) | Induktionsofen mit einem metallischen Tiegel | |
DE60019724T2 (de) | Kathodenkollektor mit abstandshalter für verbesserte wärmebilanz | |
CH629056A5 (de) | Elektrode fuer lichtbogenoefen. | |
EP0089475B1 (de) | Beschichtete Ventilmetallanode zur elektrolytischen Gewinnung von Metallen oder Metalloxiden | |
DE2131473A1 (de) | Leiteranordnung zum Kompensieren schaedlicher magnetischer Einfluesse von Reihen elektrolytischer Zellen auf benachbarte Zellenreihen | |
DE2303339B2 (de) | Elektrolysezelle | |
DE102010018354A1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Beeinflussung des Schweißbades in einer Schweißnaht | |
DE60009455T2 (de) | Aluminium-elektrogewinnungszelle mit sauerstoffentwickelnden anoden | |
DE2841205A1 (de) | Elektrolysezelle mit kompensierten magnetfeldkomponenten | |
CH625441A5 (de) | ||
CH641209A5 (de) | Elektrolysezelle. | |
EP0033714B1 (de) | Schienenanordnung für Elektrolysezellen | |
DE3012697A1 (de) | Verfahren zur stabilisierung einer aluminiummetallschicht in einer aluminium- elektrolytzelle | |
DE2213226B2 (de) | Elektrolysezelle zur Gewinnung von Leichtmetall | |
DE2143603B2 (de) | Zelle für die Gewinnung von Aluminium durch Elektrolyse von Aluminiumoxid im Schmelzfluß | |
DE69101094T2 (de) | Elektrischer gleichstromlichtbogenofen. | |
EP0034117A2 (de) | Asymmetrische Schienenanordnung für Elektrolysezellen | |
DE10042151C2 (de) | Kalter Induktionstiegel | |
DE3114228A1 (de) | "verfahren zum schmelzen und eventuellem raffinieren von schrott und/oder pellets aus stahl, eisen oder anderen metallen oder legierungen, sowie anordnung zur durchfuehrung des verfahrens" | |
DE2310790B2 (de) | Elektroschlacke-Schweißverfahren | |
DE2308556A1 (de) | Stromzufuehrung zu elektrolysezellen zur aluminiumherstellung | |
DE804370C (de) | Stromzufuehrung fuer Zellen der Schmelzflusselektrolyse | |
DE2709821A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kompensieren der magnetischen felder der einander benachbarten reihen von querangeordneten schmelzflusselektrolysezellen | |
DE2503046A1 (de) | Verfahren zum zusammenschweissen von dicken platten aus aluminium und aluminiumlegierungen | |
DE3433587C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8235 | Patent refused |