141855. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ömlesztő elektrolizishez használt folytonos elektródák üzemezésére

Megjelent 1952. évi december hó 15-én. . . . . _, _ ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 141.855. SZÁM. 40. c. 5-6. OSZTÁLY. - EE—111. ALAPSZÁM. Eljárás ömlesztő elektrolízishez használt folytonos elektródák üzemezésére. Elekti*okemisk A|S cég, Oslo, Norvégia. A bejelentés napja: 1951. március 8. Norvégiai elsőbbsége: 1950. március 13. {Már hosszabb ideje foglalkoztunk azzal, hogy á Söderberg-elektródáknak alumíniumkemencékben végzett kialakítására javított módszereket állapítsunk meg. Emellett olyan kiviteli alakot fejlesztettünk ki, amelynek segítségével a villamos áramot az elektródába felülről benyúló, kúposán készített, függőleges árambevezetőkkel (csapokkal, rudakkal) visszük az elektródába; mielőtt pedig az egyes árambevezetők alsó vége a kemencében a kriolitfürdővel érintkezésbe jut, az árambevezetőket kihúzással eltávolítjuk. Egy-egy árambevezetőt ezután ismét a korábbi helyzetébe visszük vissza, de az előbbihez képest valamivel magasabb állásba, amikor is a keletkezett ürteret meghatározott mennyiségű elektródamasszával töltjük ki, mely az árambevezető kúpos részét körülveszi; az árambevezető e töltet révén az elektródához sül, amint az árambevezetőt újból abba az állásba hoztuk, amelyben kívánatos, hogy az szilárdan az elektródához süljön. Megállapítást nyert, hogy az említett megoldás a gyakorlatban igen előnyös, amiért is az az alumíniumiparban rövidesen nagy mértékben elterjedt. E kivitelezésnek azonban megvan az a hátránya, hogy az árambevezetőket minden alkalommal, amikor ezeket magasabb helyzetbe kívánták hozni, az elektródából egészen ki kellett húzni. Ekkor ugyanis nem lehetett elkerülni, hogy tekintélyes mennyiségű kátránygőz ne áramoljon ki az ürtérből az elektródafejnél, különösen amikor az árambevezető helyén szabaddá vált ürtérbe nyers elektródamaszszát töltöttek. Ha egyetlen kemencéről van szó, akkor ez a gáz alig zavar, de komoly terhet jelent nagyüzemben, ahol ugyanabban a helyiségben e kemencék egész sora dolgozik. Ilyenkor rendszabályókat kell alkalmazni a kátránygőzök gyűjtésére és elszívására, ami azonban nehézségbe ütközik, mert ahhoz, hogy az árambevezetőket kezelhessék, azokhoz könnyen hozzá kell férni. Ezek a rendszabályok továbbá sok külön munkát igényelnek és az áramszolgáltatást is meg kell szakítani. E hátrányok kiküszöbölésére foglalkoztunk olyan megoldással, mely szerint az árambevezetőket csavarokként alakítottuk ki, melyeket az elektródából lassanként kicsavartunk. Ez a módszer azonban nem vezetett célhoz, mert mindig megismétlődött az a hiba, hogy a csavarok, alsó működő végükkel, az elektróda készresült legalsóbb részén bennmaradtak. Ilyképpen nem sikerült az elektródával kielégítően jó érintkezést biztosítani. Következőleg az elektróda áramellátása helyén olyan nagy hő fejlődött, hogy a csavarmenet gyorsan tönkrement. Az érintkezés tökéletesbítésére az árambevezetőnek kúpos csavarmenetalakot adtunk, melynek legszélesebb része az elektródába nyúlt. Ezzel azt akartuk elérni, hogy a csavar utat készítsen magának az elektródában. Ilyen megoldással sem lehetett azonban jó érintkezést elérni. Ezenfelül az elektróda nagy hajlamot mutatott a repedezésre, ami azzal a veszéllyel jár, hogy elektróda-darabok lemorzsolódnak. Az eljárást több éven át az üzemben vizsgáltuk, de azzal végül fel kellett hagyni. Az elektródában fellépő viszonyok behatóbb vizsgálata arról győzött meg minket, hogy a feladatot mégis meg leh'et oldani. Ennek a megértéséhez szemügyre kell venni azokat a viszonyokat, amelyek a Söderberg-elektróda sült részében előállnak. A Söderberg-elektródára jellegzetes, hogy az megsült alsófészből és sületlen vagy nyers felsőrészből áll. E két rész közt az az elektródaszakasz fekszik, amelyben az illó alkotórészek kihajtása megy végbe és az elektróda keményre sül. E sülő szakasz helyzetét könnyen meghatározhatjuk, ha az elektródafej irányából vasrudat vezetünk az elektródába. A rúd simán áthatol a nyers részen, majd a sülő szakasz felső határába ütközik, ahol az elektróda már kemény. A Söderberg-elektródáknak az alumíniumkemencékben jelenleg használt kiviteli alakjaiban a sülő szakasz fekvése gyakorlatilag vízszintes, kivéve a kerületen, ahol a sülő szakasz az ömlesztőfürdő felé lejt. Ha az elektródamasszában aránylag nagy olvadáspontot választunk, pl. 80— 110 -C°-ot, akkor az elektródafejnél a nyers elektródamassza rétegét mintegy 10—20 cm-re csökkenthetjük. A sülő szakasz helyzete függ-az áramsűrűségtől, melyet az elektrolízis folyamán az elektródában használunk, és az1

rendesen 50 cm-re fekszik az ömlesztőfürdő fölött. Az elektródában a nyers felső tömeg, mely többé-kevésbbé folyékony és lyukacsosságtól mentes, megakadályozza a sülő