DE2115633A1

DE2115633A1 - Anode unit for aluminium electrolysis - of inexpensive steel/aluminium construction

Info

Publication number: DE2115633A1
Application number: DE19712115633
Authority: DE
Inventors: Aron Markowitsch; Suschkin Wjatscheslaw Petrowitsch; Fateitschew Anatolij Semenowitsch; Gawrilow Nikolaj Wasilewitsch; Leningrad Powolozkij (Sowjetunion). MP
Original assignee: V GOSUDARTSWENNIJ NI
Current assignee: V GOSUDARTSWENNIJ NI
Priority date: 1971-03-31
Filing date: 1971-03-31
Publication date: 1972-10-12

Abstract

Steel/Al anode unit for Al electrolysis comprises an Al rod with a laterally projecting end piece and a steel rod welded on to the end piece. The steel rod consists of two parts one of which has a recess in which the end piece is rigidly held. The two parts of the steel rod are welded together and the part on the end piece of the rod is butt welded on.

Description

STAHL-ALUMINIUM-ANODENDÜBEL FÜR ALUMINIUMELEKTROLYSEURE UND VERFÄHREN ZU SEINER HERSTELLUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Konstrukt ion von Stahl-Aluminium-Ano@dendübeln, die in Aluminiumelektrolyseuren zur Zuleitung von elektrischem Strom an die Anode und zum Festhalten der letzteren im aufgehängten Zustand verwendet werden, sowie auf Verfahren zu deren Herstellung.STEEL-ALUMINUM ANODE PLUGS FOR ALUMINUM ELECTROLYZERS AND PROCESSES TO ITS MANUFACTURING The present invention relates to construction of steel-aluminum anodic plugs used in aluminum electrolysers for supply lines of electric current to the anode and for holding the latter in the suspended position State, as well as processes for their manufacture.

Es sind Stshl-Aluminium-Anodendübel bekannt, welche eine Aluminiumstange mit seitlich aus ihr herausragendem Endeinen stück und Stahlstab, der am Stangenendstück durch Uberlappschweißung befestigt ist, enthalten. Das Stangenendstück wird zusätzlich mittels Schrauben am Stahlstab befestigt. Stshl-aluminum anode dowels are known which have an aluminum rod with an end piece protruding from the side and a steel rod on the rod end piece is attached by lap welding, included. The rod end piece is additionally attached to the steel rod with screws.

Es ist auch das Ilerstellungsverfahren fur obenbeschriebene Dübel bekannt. Vor dem Schweißen wird der Stahlstab erwärmt, mittels Grobschmirgelscheibe gesäubert und gebeizt. It is also the manufacturing process for the dowels described above known. Before welding, the steel rod is heated using a coarse sanding disk cleaned and stained.

Nach dem Beizen wird die Staboberfläche mit einer Lötmittelschicht bedeckt, auf die eine Aluminiumschicht aufgeschweißt wird.After pickling, the rod surface is covered with a layer of solder covered, on which an aluminum layer is welded.

An den so vorbereiteten Stab wird überlappt das Endstück der Aluminiumstange angeschweißt, das zusätzlich am Stab durch Schrauben befestigt wird. The end piece of the aluminum rod is overlapped on the rod prepared in this way welded on, which is also attached to the rod with screws.

Während des Betriebs hrennt die Elektrolyseuranode ab, diee an den Stahl-Aluminium-Dübeln hängt. Hierbei werden die Stabenden entblößt. Deshalb müssen die tief herabragenden Dübel periodisch herausSverbZ und höher verstellt werden. Beim Herausschrauben der Dübel wird die Schweißnaht zerstört, da die Schraubenverbindung die Schweißnaht nur ungenügend entlastet und die ganze Belastung bei Ein- und Ausbau der Dübel durch die chweißnaht zwischen Stahl und Aluminium aufgenommen wird. Die Festigkeitseigenschaften dieser Naht sind niedrig.During operation, the electrolysis anode, which is attached to the steel-aluminum dowels, becomes unhealthy. The ends of the rods are exposed. Therefore, the dowels protruding deep must be periodic outSverbZ and higher. When the dowels are unscrewed, the weld seam is destroyed because the screw connection does not sufficiently relieve the weld seam and the entire load when installing and removing the dowels is absorbed by the weld seam between steel and aluminum. The strength properties of this seam are low.

Beim Herstellen der erwähnten Dübel nach dem bekannten Verfahren wird nicht selten von Hand gelötet oder geschweißt, wobei knappe Materialien verwendet werden. Beim bekannten Verfahren ist die Anzahl der Arbeitsgänge groß. When producing the dowels mentioned according to the known method is not infrequently soldered or welded by hand, using scarce materials will. In the known method, the number of operations is large.

Dies alles hat zur Folge, daß die Herstellung der Dübel verteuert wird. All of this has the consequence that the production of the dowels becomes more expensive will.

Es ist die Aufgabe unserer Erfindung, haltbarere Dübel zu schaffen und und ein leistungsfähigeres Verfahren zum Herstellen von Stahl-Aluminium-Dübeln mit hoher Funktionssicherheit bei geringerem Arbeitsaufwand für den Prozeß und niedrigeren Herstellungskosten der Dübel zu entwickeln.It is the object of our invention to provide more durable dowels create and and to develop a more efficient method for producing steel-aluminum dowels with high functional reliability with less work for the process and lower production costs of the dowels.

Es wird ein Stahl-Aluminium-Anodendübel für Aluminiumelektrolyseure vorgeschlagen, der eine Aluminiumstange mit seiteinen lich aus ihr herausragendem Endstück und#Stahlstab, welcher am Aluminiumstangenendstück durch Schweißung befestigt ist, enthält. Erfindungsgemäß besteht der Stahlstab in Längsrichtung aus zwei Teilen, von denen einer eine Aussparung besitzt, in der starr das Aluminiumstangenendstück beim Verschweißen beider Teile festgehalten wird, wobei der zweite Stahlstabteil stumpf am Stangenendstück angeschweißt ist. It will be a steel-aluminum anode anchor for aluminum electrolysers suggested that an aluminum rod with sideways protruding from it End piece and # steel rod, which is attached to the aluminum rod end piece by welding is, contains. According to the invention, the steel rod consists of two parts in the longitudinal direction, one of which has a recess in which the aluminum rod end piece is rigid is held when the two parts are welded, the second steel rod part is butt welded to the rod end piece.

Es wird außerdem ein Verfahren zum Herstellen des Stahl-Aluminium-Anodendübels durch Verschweißen des Stahlstabs mit der Aluminiumstange vorgeschlagen. Erfindungsgemäß wird ein Stahlstab-teil stumpf an das Aluminiumstangenendstück angeschweißt,wonach auf das Stangenendstück der andere Stahlstabteil mit seiner Aussparung aufgesetzt wird, alsdann der Stahlstab zusammengedrückt wird, um der Schweißnaht eine Vorspannung zu erteilen, worauf beide, bereits zusammengedrückte Stahlstabteile verschweißt werden, um den Spannungszustand der Schweißnaht zwischen Stahlstab und Aluminiumst ange aufrechtzuerhalten. It also becomes a method of making the steel-aluminum anode dowel proposed by welding the steel rod to the aluminum rod. According to the invention a steel rod part is butt welded to the aluminum rod end piece, after which the other steel rod part with its recess is placed on the rod end piece when the steel rod is compressed, a pretensioning of the weld seam to grant, whereupon both steel rod parts, which have already been pressed together, welded together to determine the state of tension of the weld seam between steel rod and aluminum st ange to maintain.

@er betriebliche Einsatz der erfindungsgemäßen Dübel in leistungsfähigen Elektrolyseuren hat gezeigt, daß die Schweißnaht, welche Stahlstab mit Äluminiumstaage verbindet, nicht zerstört wird, da die mechanische Belastung b.eim Ein-und Ausbauen der Dübel nicht durch die Schweißnaht zwischen Stahl und Aluminium, sondern durch die ganze Aluminiumstange aufgenommen wird, was durch Beibehaltung des Spannungszustansichergestellt des der Schweißnaht zwischen Stahl und Aluminium#wird, da in die Aussparung eines der Stahlstabteile das Aluminiumstangenendstück eingeschoben ist und beide Stabteile unter Druck verschweißt sind. @er operational use of the dowels according to the invention in powerful electrolysers has shown that the weld is what steel rod connects with aluminum days, is not destroyed because of the mechanical stress b. when installing and removing the dowel, do not penetrate the weld between steel and Aluminum but is absorbed by the whole aluminum rod, which is due to retention the state of tension ensures that the weld seam between steel and aluminum # is ensured, because the aluminum rod end piece is pushed into the recess of one of the steel rod parts and both rod parts are welded under pressure.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind alle Bertigungsvorgänge mechanisiert und die Anzahl der Vorgänge ist vermindert, da die zum Stahlstaberwärmen, säubern,- verzinnen und Aufschweißen einer Aluminiumschicht auf den Stahlstab erforderlichen Vorgänge fortfallen. In the method according to the invention, all of the operations are mechanized and the number of operations is reduced, since those for steel rod heating, cleaning, - tin-plating and welding of an aluminum layer on the steel rod required Operations are omitted.

es alles trägt zum Erhöhen der Produktivität bei der Dübelherstellung und zum Verbilligen der Dübel bei. it all contributes to increasing productivity in dowel manufacturing and to make the dowels cheaper.

Nachstehend werden zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung die Konstruktion des Stahl-Aluminium-Anodendübels und das Verfahren zu seiner Herstellung unter Hinweis die auf#Zeichnungen ausführlich beschrieben; es zeigt Fig. 1 den Stahl-Aluminium-Anodendübel an der Verbindungsstelle im-Schnitt, und Fig. 2 in schematischer Darstellung den Aluminiumelektrolyseur, der mit erfindungsgemäßen Dübeln ausgerüstet ist. The following are provided in order to better understand the essence of the invention the construction of the steel-aluminum anode anchor and the process for its manufacture with reference to the detailed descriptions on # drawings; Fig. 1 shows the steel-aluminum anode dowel at the junction in section, and FIG. 2 shows a schematic representation of the Aluminum electrolyser, equipped with dowels according to the invention is.

Der Stahl-Aluminium-Anodendübel für Aluminiumelektrolyseure besteht aus einer Aluminiunstange 1 (Fig. 1) mit. The steel-aluminum anode anchor for aluminum electrolysers consists from an aluminum rod 1 (Fig. 1) with.

aus ihr seitlich herauragendem Endstück 2 und aus einem Stahlstab 3, der in wichtung aus zwei Teilen 4 und 5 besteht. Der eil 5 des Stahlstabs 3 besitzt eine Aussparung 6, in welche das Endstück 2 der Aluminiumstange 1 eingeführt ist. Das Endstück 2 der Stange 1 und der Teil 4 des Stahlstabs 3 sind durch Stumpfnaht 7 verschweißt.from her laterally protruding end piece 2 and from a steel rod 3, which is in weighting consists of two parts 4 and 5. The part 5 of the steel rod 3 has a recess 6 into which the end piece 2 of the aluminum rod 1 is inserted. The end piece 2 of the rod 1 and the part 4 of the steel rod 3 are welded by butt seam 7.

Die beiden Teile 4 und 5 des Stahlstabs 3 sind durch Schweißnaht 8 miteinander verbunden, wodurch das Endstück 2 der Aluminiumstange 1 starr in der Aussparung 6 des Stahlstabs 3 festgehalten wird. The two parts 4 and 5 of the steel rod 3 are welded 8 connected together, whereby the end piece 2 of the aluminum rod 1 rigidly in the Recess 6 of the steel rod 3 is held.

Der obenbeschriebene Stahl-Aluminium-Dübel wird folgendermaßen hergestellt. The steel-aluminum dowel described above is manufactured as follows.

Das Endstück 2 der Aluminiumstange 1 wird stumpf mit dem Teil 4, welcher einer der Teile des Stahlstabs 3 ist, verschweißt. The end piece 2 of the aluminum rod 1 is butted with the part 4, which is one of the parts of the steel rod 3, welded.

Hiernach wird auf das Endstück 2 der Aluminiumstange 1 mit seiner Aussparung 6 der Teil 5, welcher der zweite Teil des Stahlstabs 3 ist, aufgesetzt. After that, on the end piece 2 of the aluminum rod 1 with his Recess 6 of the part 5, which is the second part of the steel rod 3, is placed.

Dann wird der Stahlstab 3, um in der Schweißnaht 7 einen Spannungszustand zu erzeugen, in » Xttt 7g;3brichtung zusammengedrückt und danach werden die unter Druck stehenden Teile 4 und 5 des Stahlstabs 3 durch Schweißnaht 8 mit- einander verbunden, wodurch das Enstück 2 der Stange 1 starr in der Aussparung festgehalten und der Spannungszustand in der Schweißnaht 7 aufrechterhalten wird.Then, the steel rod 3 in order to generate a stress state in the weld 7, in “Xttt 7g; 3bricht pressed together and then the pressurized parts 4 and 5 of the steel rod 3 by weld 8 with- connected to each other, whereby the end piece 2 of the rod 1 is held rigidly in the recess and the state of tension in the weld 7 is maintained.

Der StahI-Aluminium-Dübel obenbeschriebener Konstruktion, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, wird folgendermaßen eingesetzt: Der Stahl-Aluminium-Dübel wird mit Hilfe einer Exzenterspannvorrichtung 9 (Fig. 2) mit seiner Aluminiumstange 1 an einer stronizuführenden Aluminium-Anodenschiene 10 des Elektrolyseurs 11 befestigt. The steel-aluminum dowel of the construction described above, which according to the method according to the invention was produced, is used as follows: The steel-aluminum dowel is secured with the aid of an eccentric clamping device 9 (Fig. 2) with its aluminum rod 1 on an aluminum anode rail to be supplied with electricity 10 of the electrolyzer 11 attached.

Der Teil 4 des Stahlstabs 3 des Stahl-Aluminium-Dübels wird in der Anode 12 des Elektrolyseurs 11 eingebacken und hält die Anode im auf gehängten Zustand fest. The part 4 of the steel rod 3 of the steel-aluminum dowel is in the Anode 12 of the electrolyzer 11 is baked in and holds the anode in the suspended state fixed.

Elektrischer Strom fließt über Schienen 17 zur Anodenschiene 10 und dann entlang der flachen Oberfläche der Aluminitimstange 1, die mit der Schiene 10 in Berührung steht. Electric current flows via rails 17 to the anode rail 10 and then along the flat surface of the aluminum rod 1 that connects to the rail 10 is in contact.

Der Strom fließt über Stange 1 und Stahlstab 3 zur 14 Anode 12. Danach passiert er den ElektrolytVund erreicht die Katode 15. Ub er Stahl-Aluminium-Katodenauusführungen 16 erreicht er Schienen 17 und fließt weiter zum nächsten Elektrolyseur. The current flows via rod 1 and steel rod 3 to 14 anode 12. Then it passes the electrolyte and reaches the cathode 15. Above it steel-aluminum cathode designs 16 it reaches rails 17 and flows on to the next electrolyser.

Auf diese weise dienen die Dübel im Elektrolyseur 11 einem doppelten Zweck: Sie dienen zum Zuführen elektrischen Stroms zur Anode 12 und zum Festhalten derselben im aufgehängten Zustande. In this way, the dowels in the electrolyzer 11 serve a double Purpose: They are used to supply electrical current to the anode 12 and to hold it in place the same in the suspended state.

Während des Bstriebs des Elektrolyseurs 11 brennt der untere Teil der Anode 12 ab, wobei die Enden der Stahlstäbe 3 entblößt werden. While the electrolyzer 11 is operating, the lower part burns the anode 12, the ends of the steel rods 3 being exposed.

Deshalb werden periodisch die tiefsitzenden Dübel hochgehoben. Zu diesem Zweck öffnet eine (nicht abgebildete) Spezialvorrichtung die SxzenterspAnnvorrichtung 9 und dreht den Dübel der Anode 12 hin und her, damit er leicht herausgezogen werden kann. Therefore the deep-seated dowels are lifted up periodically. to For this purpose, a special device (not shown) opens the eccentric clamping device 9 and turns the dowel of the anode 12 back and forth so that it can be easily pulled out can.

Beim Herausdrehen der Dübel kann die Aluminiumstange 1 an die Anodenschiene 10 schlagen, wobei die Stange 1 bedeutende mechanische Belastung auszuhalten hat, durch die sie verformt wird. When unscrewing the dowels, the aluminum rod 1 can attach to the anode rail 10 hit, the rod 1 has to withstand significant mechanical stress, by which it is deformed.

Die Stangen können auch mechanischen Belastungen beim Transport der Dübel unterworfen werden. Dies alles erfordert von der Verbindung der Aluminiumstange mit dem Stahlstab, daß sie hochfest und zuverlässig ist. Dies wird beim Herstellen der Dübel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sichergestellt. The rods can also be subjected to mechanical loads when transporting the Dowels are subjected. All of this is required of the connection of the aluminum rod with the steel rod that it is high strength and reliable. This is done when manufacturing the dowel ensured by the method according to the invention.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es, eine etwa 10- bis 15-fache Produktivität bei der Herstellung der Dir bei gegenüber den bekannten Verfahren zu erreichen. The application of the method according to the invention enables a about 10 to 15 times the productivity in the production of the dir compared to the known methods to achieve.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Steel-aluminum anode anchor for aluminum electrolysers, the one Aluminum rod with an end piece protruding from the side and a steel rod, which is attached to the aluminum rod end piece by welding, contains, d a it is indicated that the steel rod (3) is made in the longitudinal direction two parts (4, 5), of which part (5) has a recess (6), in which the end piece (2) of the aluminum rod (1) is held while both parts (4, 5) are welded together, the second part of the steel rod 3, namely the part (4), is butt welded to the end piece (2) of the rod (1).

2. Method for producing the steel-aluminum anode anchor according to Claim 1 by welding the steel rod to the aluminum rod, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that part of the steel rod (3), namely the part (4), butt welded to the end piece (2) of the aluminum rod (1), after which on the end piece (2) of the rod (1) the second part of the steel rod (3), namely the part (5) with its recess (6) is put on, then the steel rod in Is pressed together in the longitudinal direction in order to bias the weld seam (7) grant, whereupon both compressed parts (4, 5) of the steel rod (3) welded the state of tension of the weld seam between the steel rod (3) and the aluminum rod (1) maintain.

L e r s e i t e