DD284908A5 - Kohleanode - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kohlenstoffanode, die insbesondere bei der Schmelzfluszelektrolyse des Aluminiums Anwendung findet. Erfindungsgemaesz weist das Gieszloch am oberen Rand eine um 10 bis 60 Grad nach auszen geneigte ringfoermige Vertiefung auf.{Kohleanode; Schmelzfluszelektrolyse; Aluminium; Stromschiene; Gieszloch; Zapfen; ringfoermige Vertiefung}

Description

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine Kohlenstoffanode anzugeben, die leicht herstellbar ist und im Anwendungsfall eine hohe Standzeit durch gute Kontaktierung gewährleistet.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kohlenstoffanode mit guter Kontaktierung anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gießloch am oberen Rand eine um 10 bis 60 Grad nach außen geneigte ringförmige Vertiefung aufweist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Beispiel näher erläutert werden.

Skizze 1

In der Skizze ist der Kopf einer Kohlenstoffanode mit einem Gießloch dargestellt.

In dem Gießloch befindet sich ein Zapfen 1, auf dem die Stromschiene 2 aufgestellt ist. Das Gießloch ist mit Gußmetall 3 ausgefüllt. Am oberen Rand des Gießlochs befindet sich eine ringförmige Vertiefung 4 mit einem Neigungswinkel 5 von 20 Grad nach außen.

Beim Erkalten des Gußmetalls 3 schrumpft dieses auf den Zapfen 1, auf die Stromschiene 2 und gegen die Bodenfläche der ringförmigen Vertiefung 4. Durch die Flächenpressung gegen den Boden der Vertiefung 4 ist der Schrumpfspalt 6 zwischen der Wand des Gießlochs und des Gußmetalls vor dem Angriff des Luftsauerstoffes geschützt.

Claims (1)

1. Kohleanode für die Schmelzflußelektrolyse mit Gießloch und Zapfen zur Aufnahme der Stromzuführungsschiene, gekennzeichnet dadurch, daß das Gießloch am oberen Rand eine um 10 bis 60 Grad nach außen geneigte ringförmige Vertiefung aufweist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Die Gewinnung des Aluminiums aus Tonerde erfolgt in Elektrolysezellen, in denen gebrannte Kohlenstoffkörper als Anoden eingesetzt werden.

   Diese Kohlenstoffkörper werden aus einem Gemisch aschearmer Kokse und Bindemittel hergestellt. Das Gemisch wird auf Pressen oder Rüttelanlagen geformt und anschließend gebrannt. Bei der Formgebung werden in die Formkörper Nuten, Rillen oder Sacklöcher für die Aufnahme der Stromanschlüsse mit eingeformt. Die Stromzuführungsschienen werden in die Sacklöcher eingestellt und anschließend mit Eisen vergossen und so eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Stromschienen und den Anoden hergestellt. Bei anderen Ausführungen werden die Kohlenstoffanoden mit Rillen oder Nuten auf die Stromschienen geschoben. Bei allen diesen Anschlußarten ist der Übergangswiderstand zwischen Stromschiene und Kohlenstoffanode sehr hoch. Die an der Übergangsstelle umgesetzte elektrische Leistung führt zu Überhitzungen und somit zu erhöhter Reaktivität der Anode gegenüber Luftsauerstoff.

   Beim Vergießen der Stromschienen kommt es beim Abkühlen des Gußeisens zum Schrumpfen, wodurch sich ein Luftspalt an der Übergangsstelle Gußeisen-Anode ausbildet. Erst im Betrieb durch die allmähliche Erwärmung der Anode und des Gußeisens verkleinert sich der Spalt. Da das Gußeisen beim Eingießen eine Temperatur von über 1300°C hat, die Temperatur während der Elektrolyse jedoch weit unter dieser Temperatur bleibt, wird keine ausreichende Kontaktpreßkraft erreicht. Der zustandekommende Stromfluß führt zur örtlichen Überhitzung an den Kontaktflächen. Durch das Vorhandensein von Luftsauerstoff in dem Spalt zwischen den Kontaktflächen kommt es dabei zu einer Oxydation des Kohlenstoffkörpers und der Gußeisenkontaktfläche. Das führt wiederum zur Erhöhung des Übergangswiderstandes und zu einer weiteren Erwärmung. Ein Großteil der für die Elektrolyse erforderlichen elektrischen Leistung wird bereits an der Kontaktstelle Stromschiene-Anode verbraucht. Aus diesem Grund wird die Verbindungsstelle zwischen Anode und Stromschiene und der Ariodenkopf mit einer Schutzmasse vor dem Sauerstoff geschützt.

   Es ist eine Kohleanode bekannt, bei der aus dem Formkörper ein Nippel ragt, der mit der Stromschiene von außen vergossen wird. Hierdurch schrumpft das Gußeisen beim Erkalten auf den Nippel und die Stromschiene, so daß ein niedriger Übergangswiderstand beim Inbetriebnehmen der Anode erreicht wird. Beim Betrieb sinken durch die große thermische Ausdehnung des Gußeisens gegenüber dem Kohlenstofformkörper die Anpreßkräfte zwischen Anode und Stromschiene, wodurch der Widerstand ansteigt. Weiterhin muß zum Vergießen der Stromschiene mit dem Kohlenstoffnippel eine Gußhülle um den Nippel angebracht werden.