144804. lajstromszámú szabadalom • Berendezés alumíniumfinomító cellák anódjának árammal való ellátására

2 144.804 nunk, amely az elektrolitikus cellák normális üzemi hőmérsékleténél az ötvözetben nem, vagy csak kevéssé oldódik. Megfelelnek például a vasalapú ötvözetek. Mint ismeretes, a korszerű elektrolitikus finomító cellák anódos ötvözetének vastartalma gyakorlatilag mindig megfelel a vassal való telítődésnek. A vas általában vasban dús kristályok alakjában anódos szegregációs fürdőben válik ki. Ennek következtében az anódos ötvözet vasoldó képessége nagymértékben csökken. Másrészt találhatunk oly öntött vas vagy rozsdaálló acélfajtákat, amelyek még alkalmasabbak, mint a szokásos vasfélék. Kísérleteink során kitűnt azonban, hogy közönséges acélrudak alkalmazása esetén is kielégítő eredményeket érünk el. E rudak végének némi oldódása után az anódos ötvözet folyadékfázisa és a szilárd acélfázis között egyensúlyt tartó övezet keletkezik és áll fönn, anélkül, hogy közben dermedt ötvözet volna. A rajzon a finomító cella felének részben metszett oldalnézete látható az anód példakénti elrendezésével. Ez a kiviteli alak természetesen nem tekintendő korlátozó jellegűnek. Az ábrán: 1 a finomító cellát burkoló fémhüvely, 2 a hőálló és hőszigetelő bélés, amely az elektrolitikus cella falait és fenekét alkotja, 3 a például acélból készült fémrúd, amelyen át a villamos áram az anódos ötvözet alkotta 4 rétegbe jut, 5 az anódos ötvözet fölött elhelyezkedő elektrolitréteg, amelyen egyben a cella katódját alkotó finomító 6 alumíniumréteg helyezkedik el. A rudakban folyó áram sűrűségét a kívánt eredménynek megfelelően kell megválasztanunk: kis áramsűrűség nagy rúdkeresztmetszetet és ennek következtében a csatlakozáson át föllépő nagy hőveszteségeket jelent; nagyobb áramsűrűség nagyobb feszültségesésben és a rudak vége felé a megömlött ötvözet elektromágneses eredetű örvényléseiben jut kifejezésre, ami elősegíti a rudak oldódását. Kísérleteink során kielégítő eredményeket értünk el a vas négyzetcentiméterére eső 20 és 40 amperes áramsűrűséggel, ezek az értékek azonban nem értelmezhetők korlátozó hatással. A megömlött ötvözetet a csatlakozástól elválasztó dermedési 7 fej helyzetét esetleg vezérelhetjük oly módon, hogy a csatlakozáson át és a csatlakozásnak az elektrolitikus cellán kívüleső részén, ahol ez már nem jár veszéllyel, szabályozható teljesítményű hűtőberendezést alkalmazunk. Ez az elrendezés lehetővé teszi az elektrolitikus cellák hőmérsékletének könnyű és gyors szabályozását, minthogy ezzel lehetővé válik az anódos, ötvözet hőmérsékletének az elektrolitikus cella általában jelentékeny termikus tehetetlenségének befolyása nélküli, szinte pillanatnyi csökkentése és a hőmérsékletcsökkenés kívánt késleltetése. Az ilyen elrendezés különösen jelentős lehet, ha az anódos ötvözet jelentékeny százalékos mennyiségű cinket tartalmaz, minthogy ez utóbbi ismeretes módon veszélyezteti a finomítvány tisztaságát. Amikor ugyanis a hőmérséklet 750 C° fölé emelkedik, a cink gőznyomása gyorsan nő. A fentiekben leírt anódos csatlakozással ellátott alumíniumfinomító elektrolitikus cellákban szükség esetén a szokásos széntartalmú anyagból készült feneket tarthatunk fönn, ha az üzem indulásához ilyen fenék alkalmazását szükségesnek ítélnők. Ez esetben a széntartalmú feneket célszerűen a különleges kialakítású csatlakozással párhuzamosan működtetjük, amivel az anódos feszültségesés még tovább csökken. Széntartalmú fenék fenntartása azonban nem feltétlenül szükséges. Ha ugyanis az üzem indításakor előbb az anódos ötvözetet öntjük az elekt* rolitikus cellába, a leírt különleges anódos csatlakozás azonnal üzembe léphet és az áram vezetését kezdettől fogva biztosíthatja. Az elektrolitikus cellából tehát minden széntartalmú részt elhagyhatunk és a cella terének belső burkolatát egyöntetűen hőálló anyagból, például magnezittéglából alakíthatjuk ki. Ez esetben a berendezés kevésbé nehézkes és a cella terének tömítési hiányosságai sokkal kisebb jelentőséggel bírnak. Példa: 18 000 amperes alumíniumfinomító cellát acélrudakból álló berendezés útján látunk el anódos árammal. Az áramsűrűség az acélrudakban négyzetcentiméterenként 30 ampert ért el. A rudakat a 8 végeiket érő cseppenként folyó vízzel hűtöttük. Ily módon az anódos ötvözet és az acélrudaknak a finomító cellán kívüleső vége között 0,19 voltos feszültségesést értünk el, a dermedési 7 fej pedig tökéletesen stabil volt. Szabadalmi igénypontok: 1. Berendezés alumíniumfinomító cellák anódos ötvözetének árammal való ellátására, melyet dermedt ötvözet közbeiktatása nélkül a megömlött ötvözetbe merülő, legalább egy fémrúd jellemez. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, melyre jellemző, hogy az anódos ötvözetbe merülő valamennyi fémrúd acélból vagy vasötvözetből van. 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, melyre jellemző, hogy az anódos ötvözetbe merülő valamennyi fémrúd külső része szabályozható hűtőberendezés útján van hűtve. 4. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, melyre jellemző, hogy az elektrolitikus cellának az üzem indításához még szénből készült durva szerkezetű feneke van. 1 rajz A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 1095. Terv Nyomda, 1958. — Felelős vezető: Gajda László