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

154854 5 nátirdumidús fluorvegyületekinek a katód hőszigetelőlbéléssea alkotott vegyületeinek olvadáspontja, a katód hőszigetelőibélés porozitása és kémiiai természete határozzák meg. A folyékony alumíniumnak és nátriuindús fluorve- 5 gyületebnek a katódlbőszigetelő bélésbe való bebatolsáa a következő hátrányokkal jár. Megnövekszik a kaítódíh őszige tel öbéllés hővezetőiképessége, aminek következtéiben nő a fcatódhőveszteség. A beszívódott fluorsók ós alu- io minium nagy veszteséget jelentenek, mert azok nem, vagy csak igein költséges eljárás révén nyerhetők vissza. A behatolt fluorsók a dermedéspontjuknaik, il. lecsapódási hőmérsékletűknek megfelelő hőmérsékleti izotermák 15 mentén kikirisítályosadnalk, aimine'k következtében a bélés megduzzad, vagyis olyan nagy belső erők jelentkeznek a katód hőszigetelő bélésben, amelyek nagymértékű térfogatnövekedést eredményeznek, s ennek következtéiben 20 megemelkedik, deformálódik, mechanikailag roncsolódik a téknőíenékbélés oly mértékben, hogy a cella üzemeltetése lehetetlenné válik, vagyis a katódbélést ki kel cserélni. 25 A folyékony alumíniumnak és nátriumdús fluorvegyületekinek a katódihőiszigetelő bélésbe való behatolásának káros hatása különösen akikor jelentkezik, ha porózus hőszigetelőanyagok alkalmazása révén akarják csökkenteni a £0 katódok hőveszteségét. Például nemcsak a c, de b réteget is porózus pl. tihermalit hőszigetelő anyaggal építik. Ez esetiben különösen a cellák üzemeltetésének kezdeti időszakáiban a katódíhőveszíteség ugyan kedvezően ala- 35 csony, de rövid üzemeltetési idő után 1—2 hónap fokozatosan behatolnaSí a katódhőszigetelő bélésbe a folyékony alumínium és a nagy nátrium tartalmú fluorvegyületek. E behatolást éppen a nagymértékű hőszigetelés Ibiz- 40 tosította — a katód hőszigetelésiben előálló — nagy hőmérséklet igen nagymértéikiben elősegíti, amelyek a kezdeti jó hőszigetelőképességet fokozatosan lerontják sőt jó hővezetővé válik az alumínium által olyan " mérteikben, 45 hogy az anyagok beépítésekor meglévő hővezetőiképességgel számított hővesztesógcsölkkenésnek ténylegesein esiak kis hányada jelentkezik, ugyanakkor a katádlhőszdgetelő 'bélésnek olyan nagymértékű duzzadása következik be, 50 amely igen nagymértékben lecsökkenti, ily módon a cellák élettartamát. Alumíniunirafifináló celláknál {sokszor) az anódoldalbélés meghibásodása miatt szükséges a bélések kicserélése. Az oldalbéléslbe beszívódott sóolvadélk annak duzzadását, az építési fúgák, rések kiszélesedését és a bélés megrepedezését idézik elő. Ennék következtében az alsó rétegben lévő szennyezett alumínium az oldalibélésnek az elektrolit denmedésipontjától kisebb hőmérsékletű repedésein összeköttetésbe kerülhet az elektrolit megkerülése révén a nagytisztiaságú felső alumíniumréteggel és azt szennyezi. Ezen összekötő csatornákon áramfolyás is bekövetkezhet, amely a szennyeződést még jobban elősegíti. Egyéb olvadékifázissial üzemelő berendezéseknél a kis dermedéspontú olvadékfázisokmak és (vagy) a kis lecsapódási hőmérsékletű gőzfázisoíknak a bélésbe való behatolása ckiozza végső soron annak tönkremenetelét. Ugyanis a bélésbe behatolt olvadékok és gőzök megdermedése, vagy lecsapódása, valamint a béléssel való kémiai reakciója következtéiben annak mechanikai és kémiiai roncsolódása következdik be. Fenti jelenség különösen káros akkor, ha igen nagy a legmagasabb és legalacsonyabb olvadásipointú olvadékifázisok olvadáspontja közötti különbség. A találmány célja a fent leírt olvadékfázissal üzemelő kemencék élettartamának növelése a hőveszteségek egyidejű csökkentésével, vagy anélkül, továbbá e kemencékben előállított fémek szennyeződéseinek csökkentése, valamint alumíniumelektrolizáló celláknál a katódfelújításkor a fluorsó és fémalumínium veszteségének csökkentése. A találmány tárgyát főleg fémeknek olvadékelektrolízis útján való előállítására, vagy tisztítására elektromos kemence képezi, amely munkatérrel és azt részben, vagy teljesen körülhatároló béléssel rendelkezik, melynek szerkezeti kivitelét a 2. ábrán bemutatott keresztmetszeti rajz szemlélteti. Ezen szerkezet 6 acélköpenyből, belső felületén azt borító 2 hőszigetelő rétegből, erre ráépített zárórétegből 8 és 1 tömítőrétegből, az ezen belül elhelyezkedő 3 szénbélésből áll. A teknő t alakúan kiképzett 3 szénbélésben alul foglal helyet a kieléktrolizált 4 folyékony alumíniumréteg, majd efölött az 5 elektrolit. A folyékony alumínium 4 és a folyékony, vagy és szilárd elektrolit 5 tehát közvetlenül csak a szénbéléssel 3 érintkezik. A teknő alakú szénbélés 3 teljes egészében, vagy részben vezeti a villamosáramot, és általában magába foglalja a villamosáram kivezetésére szolgáló, rendszerint acélból készült 6 fenékáramvezetőket is. A tömítőróteg 1 és a 8 záróréteg, valamint a 2 hőszigetelő réteg oly módon és oly anyagokból van kiképezve, hogy az 1 tömítőréteg és a 2 hőszigetelő réteg érintkezési határfelülete a munkatérből lehatoló, vagy az 1 tömítőréteg és a munkatérből lehatoló anyagok egymásra hatása folytán keletkező legkisebb dermedési, vagy lecsapódási hőmérsékletű vegyületek derimedési, vagy lecsapódási hőmérsékleténél kisebb, vagy azokkal legfeljebb megegyező kritikus hőmérsékletű izotermák mentén van elhelyezve. Egy célszerű kiviteli alaknál a bélés duzzadását, vagy annak vegyi korrózióját okozó vegyületek diffúzió útján a 2 hőszigetelő rétegbe való bejutásának meggátlása céljából az 1 tömítőréteg és a 2 hőszigetelő réteg érintkezési határfelülete mentén a kritikus hőmérsékletnél magasabb olvadáspontú alitált fémből, vagy ötvözetből 0,1—10 mm — előnyösen 1—3 mm — vastagságú 8 záróréteg van kialakítva. 10 15 20 25 cO 35 40 45 50 55 60 £