NO128109B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av en aluminiumelektrolyseovn.

De ovner som tjener til elektrolytisk

fremstilling av aluminium har som kjent

en bunn som danner katoden og som består av kulmasse, hvor metall-ledere, for-trinsvis jernskinner er lagt inn for tilfør-sel av den strøm som er nødvendig for

elektrolysen. Denne kullbunn blir frem-stillet enten av brente kullblokker eller ved

innstamping av ubrent kullmasse som deretter brennes. I begge tilfeller blir strøm-lederne ved oppbyggingen av ovnsbunnen

omgitt av en varm kullmasse som ved be-røring med de kalde strømlederne blir av-kjølet og derved mister sin plastisitet henholdsvis stampbarhet og som i nærheten

av strømlederne ikke lenger kan gjøres

tilstrekkelig tett. Ved den etterfølgende

brenning blir det derfor en nedsatt kontakt mellom strømlederne og kullmassen

med derav følgende dårlig strømovergang.

Denne ulempe ble tidligere motarbei-det ved at strømlederne ble oppvarmet i

ovnen. Dette medførte imidlertid ikke bare

ekstra arbeide, men det krevde også en

meget rask gjennomføring av disse forbe-redende arbeider, for at temperaturen i

strømlederne skulle kunne opprettholdes

ved den etterfølgende innlegging i kullmassen. Endelig har strømlederne også

blitt forvarmet ved pålegging av varmelegemer. Også denne fremgangsmåte har

vist seg meget omstendelig da det måtte

brukes enten tallrike små eller få store

og uhåndterlige varmelegemer.

De ulemper som er beskrevet ovenfor

blir unngått ved at strømlederne før de

omhylles med kullmassen forvarmes ved

gjennomledning av en elektrisk strøm.

Når det anvendes strømledere av jern blir denne forvarming av strømlederne, som hensiktsmessig er forbundet i serie eller parallell, utført i henhold til oppfinnelsen med vekselstrøm med en frekvens på 40 —60 Hz og en spenning på 30—40 volt. På grunn av det store lednings-tverrsnitt har likestrøm vist seg å være ikke anbe-falingsverdig, da den betinger ugunstige forhold mellom strøm og spenning idet det må arbeides med lave spenninger og høye strømstyrker. På grunn av den øking av den reaktive, med også av den aktive motstand som skyldes ferromagnetismen, er det gunstigere å arbeide med vekselstrøm som dessuten ved hjelp av transformatorer alltid kan tilpasses de motstandsforhold som foreligger. Ved vanlige tverrsnitt for strømlederne kan det benyttes en spenning på 20—40 volt, slik at det ikke er nødvendig å treffe foranstaltninger for beskyttelse. Ved denne spenning må det regnes med en strømstyrke av størrelsesordenen ca. 1000 amp. Hvis strømlederne allerede er lagt inn i ovns-trauet må de isoleres elektrisk for å unngå kortslutning likeoverfor trauet. Ved forsøk har det vist seg at den mest hensiktsmessige forvarmingstemperatur for strømlederne ligger på 60—120°, slik at forvarmingen av disse strømlederne, alt etter deres antall og den påtrykte spenning tar ca. 6—12 timer og eksempelvis kan gjennomføres på nattetid.

Hvis ovnsbunnen henholdsvis katoden, som allerede nevnt, er utført av ubrent kullmasse, blir denne som bekjent stampet inn med trykkluftstampere i det ovns-bunnrom hvor den skal ligge, idet strøm-lederne legges inn i den nedre del av den ovnsbunn som således oppnås. Av de grun-

ner som også er angitt ovenfor blir i dette tilfelle forvarmingen av strømlederne ut-

ført før kullmassen stampes inn. Hvis denne forvarming foregår til en tempera-

tur på ca. 80°, har strømlederne tilnærmet samme temperatur som kullmassen. slik at det ved det etterfølgende stampearbeide oppnås en utmerket kontakt og dermed liten overgangsmotstand mellom strøm-

leder og kullmasse.

Den strøm som tjener til å forvarme strømlederne kan imidlertid også holdes innkoblet under stampingen, da den ubrente (grønne) kullmasse på grunn av sin høye elektriske motstand ikke opptar nevneverdig strøm.

Hvis ovnsbunnen henholdsvis katoden

bygges opp av brente kulblokker, blir som kjent de strømledere som skal tjene til til-

førsel av elektrolysestrømmen kittet inn i spesielle spor i kullblokkene ved hjelp av en varm kullmasse på ca. 100°. Da kull-

massen ved innkittingen av strømlederne og dels på grunn av kullblokkene og der-

ved mister sin plastisitet henholdsvis stampbarhet, er det også her nødvendig å forvarme strømlederne og kullblokkene.

For at denne kullmasse ikke skal av-

kjøles for raskt ved berøringen med strøm-

lederne og kullblokkene, blir strømlederne i henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen, før forvarmingen lagt elektrisk isolert inn i sporene og deretter oppvarmet ved gjennomledning av elektrisk strøm,

hvorved det også oppnås en tilstrekkelig oppvarming av kullblokkene. Den elektrisk isolerte innlegging av strømlederne i spor-

ene i kullblokkene kan foregå ved hjelp av trekiler og kartongstrimler. Etter fjerning av isolasjonsstykkene blir strømlederne brakt til sin endelige stilling i forhold til kullblokkene og kittet inn i dem. Etter av-

kjøling kan kullblokkene med de innkittede strømledere bygges inn i ovnstrauet for elektrolyseovnen.

Kullblokkene og de innkittede strøm-

ledere blir lagt slik inn i ovnstrauet at det mellom nabo-kullblokker blir mere eller mindre brede fuger som stampes ut med varm kullmasse. Da den kullmasse som bringes inn i fugene mellom nabo-kull-

blokker avkjøles raskt, er det nødvendig å forvarme kullblokkene. Dette kan også

foregå ved forvarmingen av de strømledere som allerde er kittet inn 1 sporene i kullblokkene.

For å nedsette varmetapene er det hensiktsmessig å dekke de strømledere og kull-

blokker som skal bringes opp på forvar-mings-temperatur varmeisolerende. Særlig egnet for det formål er glassvattputer eller bare tøy.

Ved hjelp av den fremgangsmåte som

er beskrevet ovenfor, er det mulig ved fremstillingen av en aluminiumelektrolyse-

ovn å utføre vesentlige arbeider enklere enn tidligere. Forvarmeovner eller varme-

legemer for kullblokker og strømledere er ikke lenger nødvendig. Ved hjelp av en transformator og noen ledningsforbindel-

ser kan forvarmingen gjennomføres uten særlig forbruk av arbeide. De kjente for-

deler ved den direkte elektriske oppvarm-

ing, f. eks. øyeblikkelig driftsberedskap, tilpasningsevne og høy virkningsgrad kan nå også utnyttes for de angitte formål.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av en aluminiumelektrolyseovn, hvor det i bunnen, som er utført av kullmasse, er lagt inn ledere av metall for tilførsel av elektro-lysestrømmen, og hvor strømlederne før de blir omhyllet med kullmassen eller/og før den fullstendige innføring av all den kull-

masse som danner ovsnbunnen blir forvarmet, karakterisert ved at forvarmingen av jern-strømlederne, som er forbundet, med hverandre i serie- eller serieparallell-kobling, utføres ved gjennomledning av en vekselstrøm med en frekvens på 40—60 Hz og en spenning på 20—40 volt.

2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at strømlederne blir forvarmet til en temperatur på 60— 120° C.

3. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1 og 2, karakterisert ved at ved ovnsbunner som består av ubrent kullmasse foregår forvarmingen av strømlederne i cellen før innstampingen av kullmassen.

4. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1 og 2, karakterisert ved at ved ovnsbunner som består av brente kullblokker foregår forvarmingen av strømlederne, som er lagt elektrisk isolert inn i sporene i kullblokkene, like før innkittingen i kullblokkene.

5. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1 og 2, karakterisert ved at ved ovnsbunner som består av brente kullblokker, foregår forvarmingen av strømlederne, som er kittet inn i sine spor i cellen før de gjenværende fuger mellom kullblokkene fylles ut med kullmasse.

6. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 3—5, karakterisert ved at strøm-lederne henholdsvis kullblokkene dekkes varmeisolerende.