177269. lajstromszámú szabadalom • Berenezés aluminium elektorlizáló kemencében történő előállításához
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI 177269 LEÍRÁS Bejelentés napja: 1977. IV. 22. (SCHE—601) Nemzetközi osztályozás: C 25 C 3/06 Elsőbbsége: 1976. V. 13. (601 /76) Svájc Közzététel napja: 1981. II. 28. 1 ^ Szabadalmi T4f ^ j XL TULAJDONÉ-^' Megjelent: 1982. XII. 31. Feltaláló: Szabadalmas: Dr. Tschopp Theodor oki. mérnök, Zoliikon, Svájc Schweizerische Aluminium Aktiengesellschaft, Neuhausen. Svájc ;3. Berendezés alumínium elektrolizáló kemencében történő előállításához A találmány tárgya berendezés aluminium elektrolizáló kemencében történő előállítására, ahol elektrolizáló cellában lévő olvadékba fölülről anód nyúlik be, és az anóddal szemben katódtömb van elhelyezve, az anód és a katód között kiváló alumínium pedig katódkéní működik. Az alumíniumnak elektrolízis útján történő előállítása során ismert módon alumíniumoxidot (A1,0,), azaz timföldet oldanak olyan íluorid-olvadékban, amely nagyrészt kriolitból (Na3AlF6) áll. A katodikusan kiváló alumínium a fiuorid-olvadék alatt gyűlik össze az elektrolizáló cellának többnyire szénből készült fenékrészén. Az itt összegyűlő folyékony alumínium felülete képezi így a katódot. A ffuorid-olvadékba benyúló anódokon az elektrolízis során az alumíniumoxid felbomlásából származó oxigén válik ki. A kivált oxigén az elektrolízis folyamán az anód széntartalmával szénmonoxiddá és széndioxiddá egyesül. Az elektrolizáló cellában lévő fiuorid-olvadék villamos vezetőképessége a folyékony alumíniumhoz képest olyan rossz, hogy az anódból, illetve az anódokból az elektrolizáló cella fala irányába kilépő elektrolizáló áram a fluoridolvadékon lényegében függőleges irányban áramlik át, azaz a függőleges áramsűrűség az elektrolitban, illetve a fluorid-olvadékban mindenütt egyenletes. Ugyanez azonban nem mondható el az elektrolizáló cella alján lévő széntömbről, és az ebben elhelyezett, például vasból készült katódtüskékről. A széntömbben, a katódtüskékben és az ezek közötti érintkezési felületeken a villamos tulajdonságok különbözőek, ezért a széntömbben a cella falainál viszonylag nagy az áramsűrűség a cella középrészéhez viszonyítva. Ennek megfelelően az áramvonalak eloszlása a ka? tódtömbön lévő alumíniumolvadék alsó részében akkor is inhomogén, ha a felső részében az áramvonalak eloszlása teljesen egyenletes. A folyékony alumíniumban vízszintesen fellépő áramkomponensek igen káros hatásúak, és 5 a folyékony alumíniumban elkerülhetetlenül fellépő mágneses indukciós komponensekkel együtt olyan kifelé irányuló erőket hoznak létre, amelyek az elektrolitban létrejövő komponensektől erősen eltérőek, és az alumíniumolvadek felboltozódásához, illetve káros áramlások létrejöt- I ) téhez vezetnek. A jelen találmánnyal olyan megoldás kialakítása a célunk, amelynek segítségével elérhető, hogy az alumíniumolvadékban ne lépjenek föl vízszintesen kifelé irányuló áramkomponensek, azaz a függőleges áramsürűség, illetve I s áramvonal-eloszlás az alumíniumolvadékban is egyenletes legyen. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy az alumíniumolvadék, illetve a katód, valamint a katódtüskék között a villamos vezetőképességet, az elektrolitú záló cella középrészétől a szélei felé oly módon csökkentjük, hogy a kiváló alumíniumon keresztül az elektrolizáló cella teljes szélességében felületegységre számítva azonos áramsürűség haladjon át. A villamos vezetőképességnek oly módon történő meg- 25 változtatásához, hogy az alumíniumolvadékból az elektrotizáló cella teljes szélességében felületegységenként azonos áramsűrűség lépjen át a katódtömbbe, a katódtömb és a benne lévő katódtüskék közötti villamos kapcsolatot kell szabályozni. A találmány szerint ez úgy történik, hogy a 30 katódtömb és a katódtüskék közötti villamos kapcsolat az 177269
