154854. lajstromszámú szabadalom • Kemence - főleg fémeknek olvadékelektrolízis útján való előállítására, vagy finomítására

154854 4 kokszolódé- — ez esetiben ún. önsülő — anódszén. A katódszekrény belső felületét borító és a teknőbéléssei közvetlenül érintkező tűzálló hőszigetelő bélés a, b, c — a továbbiakban 5 katódhőszigetelőbélés — rendeltetése a katód hőveszteségének csökkentése. Jelenleg az ipari gyakorlatban katódhőszigetelőbélésként az alábbi szerkezeti megoldásokat és anyagokat alkalmazzák: 10 — a vasszekrény oldalfala ímenftén az a rétegben vöröstéglát, vagy thermalit téglát. Az a téglaréteg és a vasszebrény között ún. dilaitáeiósirétegfcént por alakú anyagot, mely általában thermalitdara, samottdara, 15 timföldpor. A hőszigetelés fokozására 10— 20 mm-es azfoeszitréteget is építenek be egyes üzemek, közvetlen a h acélköpeny (mentén. Egyes üzemiek az a réteget nem építik ki, ill. helyette oldalbélésként meg- 20 detrmedt e elektrolitot alkalmaznak. — a teknő alakú szénibélés d alatti b réteg általában 60—240 mm vastagságú saniott, vagy normál vöröstégláiból van kiképezve. Leginkább az SK—35-ös jelű samott téglát 25 alkalmazzák. A téglák 2—10 mm-es fugáit mészhabarccsal, samottihabarccsal, vagy aprószemű homok, laza besöprésévél tömítik. — az ábrán feltüntetett c réteg általaiban 0—500 mim vastagságú. A c rétegben ke- 30 rülndk alkalmazásra az általánosan ismert hőszigetelő téglák, mint thermalit, rioporit, sterohamol stlb. Egyes üzemek ezen rétegben is normál vöröstéglát alkalmaznak. A téglák fúgáinak tömítése az előzőekben is- 35 mertetett módokon történik. A c réteg alsó részién 50—100 mim vastagságiban szokás beépíteni még dara és por alakú anyagokat ' kiegyenlítőrétegként, »melyek samottdara, homok, tiniföldpor, szénsalak, stb. anyagok. 40 Egyes üzemek a !h vasszeikrÉny alsó részébe is 10—1:2 mm vastag azbeszt hőszigetelő réteget építenek be. Az alumíniumelektrolíziis üzem-viteléneik gazdaságossága szempontjából igen jelentős té- 45 nyezők az elaktrolizáló cellák élettartama és azok hővesztesége. A timtföldredukáló olvadékelektrolizáló^céllák élettartamát szinte kizárólag a katód élettartama határozza meg, ugyanis e cella rész 50 bizonyos mértékű meghibásodása után a teljes bélést ki kell cserélni. E béléscsere nagy költségráfordítást és termeléskiesést jelent. Az alumíniumelektirólizáló cellák teljes hőveszteségének jelentős hányadát teszik ki általában a katódihőveszteségek, ennek megfelelően a katódokon eltávozó hőveszteségeik energia költsége jelentős részét képezi a kohőaluímínium önköltségének. Az elmondottak nagyrészt háromiréteges alumíniumraffináló olvadékelaktrolizáló cellára is vonatkoznak, azzal a különbséggel, hogy ez esetben a hasonló kiképzésű — timföldredúkáló-cellániál — az 1. áibrán bemutatott katód helyett itt anód értendő, ugyanis raítfinálócelláknál a villamosáram iránya fordított. Alumíniumraiffináló-celöáknál ezenkívül sok esetben az oldalfal .meghibásodása miatt szükséges az anódot felújítani. Az oldálbélés meghibásodása és hézagossága ugyanis kedvezőtlenül befolyásolhatja a termelt fém minőségét. Évek óta általános törekvés timíöidredukáló-célláknál a katódok élettartamának növelése és ezzel egyidejűleg azok hőveszteségének csökkentése. E téren hosszú évek során igen kis eredményeket sikerült elérni. Jelenleg általában a katódok élettartama átlagban 2,5—4 év között van. Hasonlóak a törekvések alumíniumraffináló celláknál is. TimföldredukálÓHcelláknál az elektrokémiai folyamatok során a teknőlbélésben helyet foglaló folyékony alumínium és elektrolit egymásra hatásaként szabad nátrium és kémiailag igen agresszív ifluoirtartalmú vegyületek képződnek, amelyek behatolnak a teknőbélés anyagának pórusaiban kristályrács szerkezetébe és a teknőbélés térfogatának megnövekedését, duzzadását okozzák. E térfogatnöveikedés a teknőlbélésben kisebb-nagyobb repedéseiket idéz elő. E repedések és a katód felfűtése során képződött, valamint a katód építési és a teknőbélés gyártási sajátosságálból eredő egyéb repedéseik együttesen lehetővé teszik azt, hogy nagymennyiségű folyékony alumínium és további mennyiségű nátriumban dús agresszív fluorvegyületek a teknőbéléisen át eljussanak a a, b katódhőszigetelőbélésig. A tűzálló téglák feloldása főként az SÍO2 és FE2O3 tartalom miatt az olvadék dermedéspontjának csökkenését eredményezi (ez a vonatkozó állapotábrákból megállapítható) és így az agresszív olvadék tovább hatol az alacsonyabb hőmérsékletű c hőszigetelőréteg felé, melyet ugyancsak megtámad az SÍO2, Fe2

Oy és AI2O3 tartalma imiatt. A c rétegben alkalmazott jó hőszigetelő téglák thermalit, rioporit stb. A porozitásúk révén elősegítik az agreszszív elektrolit továibbhatolását és e téglák oldódását. Végeredményben, viszonylag rövid időn belül (kb. félév) vagyis a katód élettartalmainak mintegy 1/5-öd ideje alatt az alkalmazott a, b, c hőálló és hőszigetelő réteg telítődik agresszív fluorsólkikal, ill. oldódik ezekben. Amennyiben repedéseken áthatoló alumíniumot vizsgáljuk, akkor (megállapítható, ha pi. porózus hőszigetelő réteggel találkozik c, akkor az behatol a pórusokba olyan vastagságig, amíg az alumínium 660 C°-os olvadáspontjánaík megfelelő hőiméirsék'leti izotermát el nem éri, ezen. túl az alumínium nem tud behatolni, mert megszilárdul. A folyékony alumíniumnak és a nátriumidús fluorvegyületeknek a katódlhőszigetelőbérésibe való behatolási mélységét azok olvadáspontja a hőmérsékleti izotermáik elhelyezkedése, a 10 15 20 25 30 35 4!) 45 50 55 60 2