154365. lajstromszámú szabadalom • Alumíniumelektrolizáló cella önsülő anóddal

3 154365 4 Annak érdekében, hogy az 1 anódköpeny 1' alsó szélének magasságában, az anódköpeny kerülete mentén, annak közelében a hőmérsékletet egyenletesen a kezdő kpkszolódási hőfokon lehessen tartani, a 8 külső tüskesort az 1 anódköpenytől számítva legfeljebb 300—350 mm távolságra szokásos elhelyezni. Az 1. és 2. ábrák az anódkeresztmetszetben kialakult hőmérsékleteloszlást szemléltető izoterm-hálózatot ábrázolják. Megfigyeléseink szerint ilyen elrendezésű tüskesorok esetén káros jelenségek tapasztalhatók. Így a 8 külső tüskesor síkjában, azonos magasságban lényegesen kisebb hőmérséklet uralkodik, mint a 10 tüskesor síkjában. Az ilyen anód áramvezető tüskéinek árameloszlása egyenlőtlen^ mert a 8 külső tüskesoron kevesebb, a 10 belső tüskesoron több áram folyik, mivel a 2 anód ellenállása az egyes tüskesorokra vonatkoztatva különböző. Ennek folyományaként a 2 anód alsó részében káros vízszintes irányú áramkomponensek lépnek fel, így növekszik az anódban a feszültségesés és nő az anód egyes pontjaiban a túlhevülés veszélye. Azonban még az ilyen 2 anódnál is, ha biztosítottak az 1 anódköpeny 1' alsó éle mentén a megfelelő hőmérsékleti viszonyok, az 1 anódköpeny 1" felső éle mentén, de különösképpen a 2 anód sarkaiban a képlékeny anód hőmérséklete a kezdő lágyulás hőmérsékletszintje alá szállhat — elsősorban téli időszakban — a massza nem válik kielégítően képlékennyé, s az 1 anódköpenyhez ragad, azon nem csúszik le. Ilyenkor a csúszás a 2 anód belsejében indulhat meg, melynek eredménye vészes mértékű masszaömlés, ami az elektrolizáló cella súlyos üzemzavarát okozza. Az áramvezető tüskesorok árameloszlásának javítása érdekében úgy járnak el, hogy a 8 külső tüskesort az 1 anódköpenytől nagyobb k'b. 400—500 mm távolságra helyezik el. Ez nagy anődméreteknél (2,5 m szélességtől kezdve) nemcsak célszerű, de szükséges is, hogy az egyes tüskesorokra jutó anódterületek megfelelőek legyenek. Egy ilyen 2 anód keresztmetszetében az izotermák kialakulását a 2. ábra szemlélteti. A 8 külső és a 10 belső tüskesor síkjában, azonos magasságokban, közel azonos hőmérséklet uralkodik. Ez utóbbi elrendezés hiányossága, hogy az 1 anódköpeny V alsó éle mentén nehezen lehet biztosítani a kezdő kokszolódás hőmérsékletét, az 1 anódköpeny 1" felső éle mentén és különösen a sarkokban általánossá válik az anódmasszának az anódköpenyhez való ragadása s, a vészes mértékű masszaömléséket csak úgy lehet elkerülni, ha az anódmasszát rendszeres időközönként végzett munkával az anódköpenytől elválasztjuk. Az ismert anódszerkezeteknél tehát vagy csak az anódköpeny mentén szükséges hőmérsékleti viszonyokat, vagy csak a külső és a belső tüskesorok közötti egyenletes áramelosztást lehetett biztosítani, mindkét követelményt mind ez ideig egyidejűleg nem sikerült kielégíteni. A találmány célja olyan elektrolizáló kád anódszerkezetének kiképzése, melynél a fenti hiányosságok kiküszöbölhetők és amelynél lehetővé válik az anódköpeny fala mentén a legmegfelelőbb hőszint kialakítása és szükségszerinti szabályozása, továbbá a tüskesorok között az árameloszlás egyenletességének biztosítása. Megfigyeléseink során azt tapasztaltuk, hogy az anódköpenynek a hő- és mechanikai igénybevétel felvételére készített m'erevítései, a nagy mértékben megnövelt hőleadó felületük következtében, oly nagymérvű hőveszteséget okoznak, mely az anód hőegyensúlyát a külső tér hőmérsékletétől függően labilissá teszik. Ez különösen az egyes évszakok közt fennálló hőmérsékletdifferenciák miatt igen számottevő. A találmány alkalmazásával az anódköpeny hőmérsékletét oly hőfokszinten tudjuk tartani, melynél az anód hőegyensúlya stabil és az áramsűrűség egyenletes. A találmány szerinti elektrolizáló cellát az jellemzi, hogy az önmagában ismert, külső felületén merevítő bordákkal és acél .gerendákkal ellátott anódköpenyt, kívülről gallér vagy szoknya szerűen kiképzett hőszintszabályozó szerkezet burkolja. A hőszintszabályozó szerikezet oldalfalai az anódköpennyel gyakorlatilag párhuzamosak és az oldalfalaknak az anódköpeny felöli felületei hőszigetelő-réteggel, és a hősugarakat az anódköpeny irányába visz^ szaverő hővisszasugárzó lapokkal vannak borítva. A hővisszasugárzó lapok előnyösen alumíniumlemezből készíthetők. A hőszintszabályozó szerkezet oldalfalai és az anódköpeny közt kialakított teret, mely üzemeltetés során gázokkal van töltve, felül gázzáró fedőlemez borítja. Az említett tér alul nyitott, célszerűen azonban lángbehatolást gátló szervvel, pl. fémhálóval van határolva. A fedőlemez nyílászáró szerkezetekkel van ellátva, melyeknek nyílásai szabályozhatók, a célnak megfelelően teljesen lezárhatók, vagy teljes keresztmetszetükben nyithatók. A találmány példaképpeni kiviteli alakját a rajzóik segítségével az alábbiakban részletesen ismertetjük, ahol a 3. ábra az anód függőleges keresztmetszetében a hőeloszlás kialakulását, 4. ábra az elektrolizáló cella függőleges keresztmetszetét, 5. ábra a hőszintszabályozó szerkezet függőleges metszetét, a rajz síkjában 90°-kal elfordítva és megnövelt léptékben ábrázolja. A 3—5. ábrákban feltüntetett szerkezeti részeket az 1. és 2. ábrákban bemutatott megfelelő szerkezeti részéknél már alkalmazott jelzőszámokkal jelöltük. Az elektrolizáló cella 1 anódköpenyéhez önmagában ismert módon 12 tartógerendák vannak ráhegesztve, melyek a célszerűen kiképzett 13 és 14 merevítő bordákkal együtt az 1 anódköpeny kimerevítését képezik, a fellépő hő- és mechanikai igénybevételekkel szemben. Mint már a fentiekben ismertettük, a 12 tartógerendák és 13, 14 merevítő bordák nagy felületük következtében az 1 anódköpeny körül hűtő-10 15 20 25 S0 E5 40 45 50 55 60 5;