192227. lajstromszámú szabadalom • Kisfeszültségesésű katódtömb, valamint katód Hall-Heroult eljárás szerinti alumínium elektrolizáló kemencéhez
1 192 227 2 nyomótámok működtető útja igen rövid, mivel a 15 nyomótámok az elektrolizáló kemence fém házának hosszabb 11 falán fekszenek fel, és így nyomják össze a például az 5C ábrán látható 10 icatódtömbökből felépített modult. 6. A döngölő massza vagy a széntörmeléket tartalmazó paszta ragasztószerekkel történő kiváltása azt eredményezi, hogy az összeállított katód jobban ellenáll a beszivárgó olvadt fémnek és az elektrolitnak. A kifogástalan tömítés pontosságát és a kemence élettartamára gyakorolt hatását már a korábbiakban részletesebben kifejtettük. 7. Előnyös továbbá, hogy a találmány szerinti katódtömb és katód beilleszthető azoknak a katódoknak a sorába, melyek alkalmasak olvadt alumíniummal történő nedvesítésre. A találmány szerinti kis feszültségesésű modulfelépítésű katódtömböt, illetve abból összeállított katódot számos elektrolizáló kemencében kipróbáltuk. A vizsgálatok során az egyes egymással sorbakötött kemencék üzemi árama 180 000 A volt, és a kemencék katódját két „félgrafit”, az 5C ábra szerinti felépítésű 10 katódtömbből összeállított félmodulokból építettük fel. Az így összeállított elrendezést összehasonlítottuk a hagyományos, antracittartalmú katódot tartalmazó elektrolizáló kemencékkel, és mértük a katódrendszéren, a katód-acél érintkezési felületen és az acéloszlopban fellépő feszültségeséseket, és mérésünk eredményét az alábbi táblázatban foglalhatjuk össze: TALÁLMÁNY SZERINTI ISMERT KATÓDTÖMB KATÓDTÖMB 5A ábra 5B ábra 5C ábra Acél-szén érintkezési felület feszültségesése (mV) 67 84 59 Acélrúd feszültségesése (mV) 136 88 83 összes feszültségesés (mV) 203 172 142 Az elért maximális nyereség 61 mV, amely előállított alumínium tonnánként 200 kWh fogyasztás megtakarítással egyenértékű. A nyereség felét a kis ellenállású „félgrafit” katódtömb alkalmazásával, míg a nyereség másik felét a találmány szerinti modul felépítésű katódtömb-elrendezéssel értük el. Szabadalmi igénypontok 1. Kis feszültségesésű széntartalmú katódtömb Hall-Heroult eljárás szerinti alumínium elektrolizáló kemencéhez, amelynél a leváló olvadt alumíniumot felfogó katódot az elektrolizáló kemence . téglatest alakú fém háza tartja, és a katódot ugyancsak téglatest alakú, hosszúkás és közvetlenül egymás mellett elrendezett széntartalmú katódtömbök alkotják, melyek hosszúságának és szélességének 5 aránya 2 : 1, és amelyekben legalább egy, az elektrolizáló kemence házának rövidebb oldalával párhuzamosan húzódó acélrudat befogadó hornya van, és az acélrúd vége az elektrolizáló kemence házának hosszabb oldalán keresztülnyúlva gyüjtő-10 sínhez csatlakozik, azzaljellemezve, hogy az acélrudat (3) befogadó hornyok (12) az egyes katódtömbök (10) főtengelyére (A A’) merőleges irányban vannak kiképezve, míg a katódtömbök (10) az elektrolizáló kemence házának hosszabb oldalával 15 (11) párhuzamosan helyezkednek el. 2. Az 1. igénypont szerinti katódtömb, azzal jellemezve, hogy hosszanti oldalával legalább egy második katódtömbbel (10) van ragasztással összeerősitve, és a katód félmodult alkot, melynek szélessé-20 ge a katód szélességének felével azonos. 3. A 2. igénypont szerinti katódtömb, azzal jellemezve, hogy két félmodulból van ragasztással öszszeerősítve és katódmodult alkot, melynek szélessége megegyezik a katód szélességével. 25 4. A 2. igénypont szerinti széntartalmú katódtömb, azzal jellemezve, hogy az egyes félmodulok azonos széntartalmú masszából előállított és azonos hő és/vagy elektromos paraméterekkel rendelkező katódtömbökből (10) vannak kialakítva. 30 5. A 2. igénypont szerinti széntartalmú katódtömb, azzal jellemezve, hogy az egyes félmodulok eltérő termikus és/vagy elektromos paraméterekkel rendelkező katódtömbökből (10) vannak összeállítva. 35 6. Az 1. igénypont szerinti széntartalmú katódtömb, azzal jellemezve, hogy az acélrudakat (3) befogadó hornyok (12) szélessége azonos. 7. Az 1. igénypont szerinti széntartalmú katódtömb, azzal jellemezve, hogy azonos katódtömbön 40 (10) belül kialakított hornyok (12) szélessége a katódtömb (10) két szélén eltér a katódtömb (10) belsejében kialakított hornyok (12) szélességétől. 8. Kis feszültségesésű széntartalmú katód Hall- Heroult eljárás szerinti alumínium elektrolizáló ke-45 mencéhez, azzal jellemezve, hogy legalább két, azonos síkban közvetlenül egymás mellett elrendezett katódtömb modulból áll, és az egymás mellett elrendezett modulok ismert módon, például széntartalmú pasztával vannak egymással összekapcsolva. 50 9. A 8. igénypont szerinti széntartalmú katód, azzal jellemezve, hogy olvadt alumíniummal közvetlenül érintkező felületét részben vagy egészben a tűzálló keményfémek családjába tagozó vegyület, például legalább 30%-os arányú titándiborid 55 bevonat borítja. 3 oldal rajz 6
