DE747216C - Fortlaufend ergaenzbare Kohlenelektrode fuer Schmelzflusselektrolyse und deren Betriebsweise - Google Patents

Description

• Fortlaufend ergänzbare Kohlenelektrode für Schmelzflußelektrolyse und deren Betriebsweise Als Anoden der mit Kohlenelektroden arbeitenden Schmelzelektrolysen wurden bis zur jüngsten Zeit gebrannte Kohlenblöcke mit von oben eingebetteten metallischen Stromzuführungsstangen verwendet, die nach Maßgabe des am unteren Ende stattfindenden Abbrandes vorgeschoben und schließlich durch neue Blöcke ersetzt werden müssen. Wegen der bei der Schmelzelektrolyse verwendeten geringen Spannung muß der Spannungsabfall zwischen der gleichzeitig zur Aufhängung der Kohlenelektrode dienenden Stromzuführungsstange und dem Elektrolyt möglichst gering sein. Deshalb kann der Abstand des unteren Endes der Stromzuführungsstange von dem in das Schmelzbad tauchenden unteren Ende der Elektrode im Verhältnis zu der eingebetteten Länge der Stromzuführungsstange, d. h. die Länge des verbrauchbaren Abschnittes der Elektrode im Verhältnis: zur Länge des beim Elektrodenwechsel zurückbleibenden Abfalls, nur sehr klein sein. Die Elektrode muß nämlich durch eine frische ersetzt werden, bevor noch der Abbrand derselben so weit vorgeschritten ist, daß das Metall der Stromzuführungsstange mit dem Schmelzbad in Berührung treten könnte. .
• Zur Vermeidung des beträchtlichen Abfalles hat man vorgeschlagen, Elektrodenpakete zu verwenden, die oben angestückelt werden und bei denen die Stromzuführungen in der Nähe des unteren Endes der Elektroden an die Seitenfläche der Kohlenblöcke angepreßt werden. Dieser Vorschlag bringt jedoch den Nachteil des verhältnismäßig großen Spannungsabfalles zwischen der Elektrode und den aufgelegten Stromzuführungen sowie der schwerfälligen Bedienung bei -Nachstellen der letzteren mit sich.
• Da der gute Stromübergang zwischen den Stromzuführungen und der Kohlenelektrode durch ein äußeres Auflegen von Kontaktstücken nicht erreicht und nur durch Einbetten der Metallteile in die Kohlenrnasse gesichert werden kann, so griff man zwecks airfallfreien Nachspeisens der Elektrode zu der nunmehr betriebsmniißig verwendeten Lösung dieser Aufgabe, gemäß der eine plastische Elektrodenmnasse in einen den Außenmalen der Anode entsprechenden Aluminiunmmantel eingefüllt wird. In diese Masse werden die Stromnzuführungsstangen eingebettet, bevor dieselbe am unteren Ende der Elektrodle hartgebrannt ist. Die Elektrode kann demn Abbrande entsprechend gesenkt werden, während oben die plastische Elektrodenmasse nachgefüllt wird und die Stromzuführungen vorn abbrennenden Ende der Elektrorde in höhere Querschnitte verlegt werden.
• Die bei dieser Betriebsart erforderlichen Träger für die Elektrode, die Sammelschienen und die biegsamen Stromzuleitungen, die innerhalb des Ofenmantels untergebracht werden und leicht zugänglich sein müssen, erfordern jedoch einen großen Ofenaufbau, grolle Türen und Ausgleichgewichte, die die Anlagekosten erhöhen. Der Umstand, daß die zum Ausbrennen der plastischen Masse nötige Wärme durch den eingeführten elektrischen Ström gedeckt werden muß und daß die nach Maßgabe des Vorschubes in die noch nicht ganz festgebrannte Masse frisch eingesetzten Stromzuführungen eine nur nach I bis 2 Tagen verschwindende Spannungserhöhung herbeiführen, erhöht den Strombedarf.
• Aeuch dlas erste Artfahren von Öfen mit Elektrodern aus plastischer Masse ist fmnit großen Schwierigkeiten bzw. mnit einer zeitws-eisen Verunreinigung des Bades verbunden.
• Die Erfindung bezweckt nun die NVernmeidung sowohl der Nachteile der aus gebrannten Kohlenlblöclken mit aufgelegten' Stromnzuführungen als auch der Nachteile der aus plastischer Elektrodlenmasse mnit eingebetteten Stromzuführungen nach Malgabe des Abbrandes fortlaufend aufgebautem Elektroden, in demn es ermöglicht wird, die Elektroden aus fertiggebrannten Kohlenblöcken abfallfrei fortlaufend zu ergänzen und die Stromzuführungen trotzdem in die Kohlenblöcke einzubetten.
• Die Elektrode ist in an sich bekannter Weise aus waagerecht nebeneinander- und lotrecht übereinandergelagerten Kohlenblöcken zusammengefügt. Es kommt aber gemäß der Erfindung darauf an, daß die waagerechte Kohlenblockreihe abwechselnd aus einem einzigen und aus zwei übereinandergelagerten Blöcken mit einer unterhalb der oberen Fläche der angrenzenden Blöcke liegenden waagerechten Stoßfuge zusammengesetzt ist, wobei die gegebenenfalls gleichzeitig auch zur Aufhängung der Elektrode dienenden metallischen Stromzuführungsbolzen an der freiliegenden Fläche der Blöcke in diese eingebettet sind. Der Abbrand der Elektroden kann also dadurch ausgeglichen werden, daß. die Stromzuführungsbolzen aus dun einfachen Gliedern entfernt und über diese nmit Stromzuführungsbolzen ausgeriistete neue Blöcke zwischen die nach oben ragenden Allschnitte der benachbarten Bliöc2ke eingebaut werden.
• Irrfolge dieser Anordnung besteht die Hälfte dler Elektroden aus ungeteilten Kohlenblöcken, in denen die Stromzuführungen genau so gut leitend eingebaut sind wie bei dtenl einfachen, nicht ergänzbaren Elektroden.
• In vier Zeichnung zeigt Fig. r und 2 zwei Ausführungsbeispiele der neuen Elektrode in Vorderansicht. Ein drittes Ausführungsbeispiel wird durch Fig.3 schaubildlich dargestellt. Fig. d zeigt einen Querschnitt der Elektrode gemäß der Linie 4-d der Fig. I mnit vereinigter Aufhänge- und Stromzuführungsvorrichtung.
• Die Elektrode gemäß Fig. I wird bei demn ersten Anfahren aus einer Anzahl wechselweise niedrigerer und höherer Kohlenblöcken Al und B zusammengestellt, die in einer waagerechten Reihe aneinandergelagert und mittels eines bekannten Elelktrodenbindemittels miteinander derart verkittet sind, daßl clie unteren Flächen der Blöcke in rille Ebene fallen. Jeder zweite Block B weist ungefähr die doppelte Hölhe der angrenzenden Blöcke A auf, so lall die Blöcke B üiber die Blöcke Al hinausragen. Die Blöcke -A sind nach oben durch eingekittete Blöcke A1 der gleichen Höhe wie die Blöcke bB ergänzt, wodurch jeder zweite Block der Leihe aus zwei übereinandergelagerten Blöcken A und A, zusammengesetzt ist, deren waagerechte Sto7ßfuge I unterhalb der oberen Fläche z der angrvnzenden Blöcke B' zu liegen kommt. In die oberen Flächen 2 der Blöcke sfind die als Stromnztuführungen und gleichzeitig zum Aufhängen der Elelktrodle dienenden, zweckmäßig mit Schraubengewinde ausgerüsteten 1Lta11-bolzen 3 befestigt. Die Befestigung der Bolzen kann durch Einschrauben in die finit Alutte rgewin(le versehenen Löcher der Blöcke, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Alttniiniumblattes, durchgeführt werden oder (durch Einsetzen in Löcher, welche sich nach unten erweitern und mit Aluminium ausgegossen werden, oder in beliebiger anderer Weise erfolgen.
• Wenn die Elektrode etwa bis zur Stoßfuge r abgebrannt ist, werden die Bolzen 3 ;111s (1r11 Blö ckeri P entfernt und diese ollen durch die mit gebrochenen Linien angedeuteten eingekitteten Blöcke B1 ergänzt, die gleichfalls mit Bolzen 3 ausgerüstet sind. In ähnlicher Weise werden nach demn Abbrand his zur folgenden waagerechten Stoßfuge wechselweise die Blöcke A und B ergänzt, so daß eine fortlaufende Ergänzung der Elektrode mit gleichartigen Blöcken erfolgt. Nur bei der ersten Inbetriebsetzung müssen in die erste Reihe halbe Blöcke A eingebaut werden.
• Wie aus Fig. 4 ersichtlich, gehen die Blöcke in der Breitenrichtung der Elektrode durch, könnten aber auch in dieser Richtung unterteilt sein. Die Bolzen 3 sind an beiden Enden der Blöcke angebracht, so daß sie nicht nur als Stromzuführung, sondern auch zur Aufhängung der Elektrode dienen können. Zu diesem Zwecke hängen die Bolzen 3 auf einem Metallband 4, das einerseits mittels eines biegsamen Leiters 5 an die Sammelschiene 6 angeschlossen und andererseits unter Zwischenschaltung eines Schraubenschlosses 7 und einer Feder 8 mittels eines Hakens 9 in ein endloses Sprossenwerk, z. B. Gliederkette IIa oder Sprossentrommel IIb, eingehängt werden kann, welche durch eine in der Richtung des Pfeiles I2 gedrehte Welle Io fortgeschaltet wird. Beim jedesmaligen Ergänzen der Elektrode werden die Haken 9 entgegengesetzt zur Richtung der Pfeile I2 versetzt.
• Die Elektrode kann an den Längsseiten der äußersten Blöcke zweckmäßig durch nachgiebig angedrückte Führungsrollen I3 (Fig. I), Führungsschienen oder andere Führungsglieder geführt sein.
• Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsart ruhen die Blöcke mittels Vorsprüngen I4 auf den durch gleichartige Vorsprünge der Blöcke der unteren Blockreihe gebildeten Schultern I5. Die Vorsprünge und Schultern können sich über die ganze Länge der Blöcke erstrecken (Fig. 2) oder, wie dies das Schaubild Fig.3 zeigt, bloß auf den mittleren Abschnitt, so daß die die Bolzen enthaltenden Enden der Blöcke ungeschwächt bleiben.
• Die Einzelblöcke können in der beschriebenen Weise im elektrolytischen Bade zu einen einzigen großen Elektrodenblock vereint werden, es ist aber in derselben Weise möglich, im Bade zwei oder mehrere Elektroden aufzubauen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : I. Fortlaufend ergänzbare, aus waagerecht nebeneinander- und lotrecht übereinandergelaggertenKohlenblöcken bestehende Kohlenelektrode für Schmelzelektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechte Kohlenblockreihe abwechselnd aus einem einheitlichen und aus zwei übereinrandergelagerten Blöcken mit einer unterhalb der oberen Fläche der angrenzenden Blöcke liegenden waagerechten Stoßfuge zusammengesetzt ist, wobei die gegebenenfalls gleichzeitig auch zur Aufhängung der Elektroden dienenden metallischen Stromzuführungsbolzen in der freiliegenden Fläche der Blöcke eingebettet sind. 2.. Elektrode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke mittels Vorsprüngen auf den durch gleichartige Vorsprünge der Blöcke der unteren Blockreihe gebildeten Schultern ruhen. 3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorsprünge und Schultern bloß auf den mittleren Abschnitt des Blockes erstrecken, während die die Bolzen enthaltenden Enden der Blöcke ungeschwächt bleiben. d.. Elektrode nach Anspruch r, 'gekeimtzeichnet durch an die Längsseite der äußersten Blöcke nachgiebig angedrückte Führungsglieder. 5. Aufhängung für die Elektrode nach Anspruch i, gekennzeichnet durch auf drehbaren Wellen sitzende endlose Sprossenwerke, in deren Sprossen mit den Aufhängebolzen der Elektrode verbundene Zugglieder eingehängt sind. 6. Aufhängung . nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch in die Zugglieder eingeschaltete Federn und Spannglieder. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden deutsche Patentschrift ...... Nr. 604 133; britische - ..... - q.26 110; französische Patentschriften - 6o883.5, 639:2-10.