195261. lajstromszámú szabadalom • Szénanód alumíniumot gyártó elektrolizáló cellához
195261 8 0,03 V-tal lehetett csökkenteni anélkül, hogy az intenzitás változott volna. Valóban, ebben az esetben a hengeres rúd és annak csökkentett keresztmetszetű részének teljes termikus ellenállása 50% -kai nagyobb, mint a 120 mm-es átmérőjű, végig azonos keresztmetszetű hengeres rúd termikus ellenállása. A 4.a és b ábrán a találmány szerinti szénanód egy további előnyös kiviteli alakját mutatjuk be, ahol a csökkentett keresztmetszetű felső részt 15 cső alakjában valósítottuk meg, amelynek az az előnye, hogy túlzott túlterhelés esetében a sugárzásos hőleadási tulajdonsága javul, azonos áramsűrűség mellett, fgy például a 15 cső külső átmérője 150 mm, belső átmérője 120 mm, magassága 150 mm lehet. Egy ilyen típusú szerelvényt az egyes összetevők elektrohegesztésével lehet kialakítani, de öntéssel is elő lehet állítani a nagy darabszám miatt, ugyanis egy elektrolizáló berendezésben egy vagy több száz elektrolízis-cella, cellánként pedig néhányszor tíz darab anód szükséges, ami az öntési költségek szempontjából már kedvező. Egy másik lehetőség az, hogy a felső részt hengeres átmérőből fűrészeléssel vékonyítjuk el és alakítunk ki belőle 16 négyszögletes lemezt (lásd 5.a és b ábrát), így például a lecsökkenteti keresztmetszet az eredetinek legfeljebb 40%-a lehet. Végül a 6. ábrán mutatjuk be a Söderberg-féle anódok esetében a találmány szerinti szénanód alkalmazását, ahol az áramot alsó végüknél hegyesedő acélhengereken, un. 17 tüskéken keresztül vezetjük be, amelyek közvetlenül 18 széntartalmú pasztába merülnek be. Ezeket a 17 tüskéket eltávolítjuk, majd egy kicsi magasabbra helyezzük, ahogy az anód elhasználódik az égés következtében, hogy így megakadályozzuk, nehogy a 17 tüske alsó pontja érintkezésbe kerüljön az elektrolittel. Mint az elősütött hengeres anódrudak esetében, a 17 tüske felső részének átmérőjét (ami gyakran 100—150 mm-es), csökkenteni lehet az anód áramvezető sín alatti zónában, az alsó rész átmérőjét pedig meg lehet növelni. Ebben az esetben az anód felső része széntartalmú paszta 19 granulátummal van szigetelve, amit periodikusan adagolunk, ahogy az anód elhasználódik. Annak érdekében, hogy a 17 tüskét 18 széntartalmú pasztából könnyen ki lehessen venni, előnyös, ha a szerelvényt úgy alakítjuk ki, hogy a felső rész csőszerűén van kiképezve, amelynek külső átmérője megegyezik az alsó rész átmérőjével. A találmány szerinti szénanpd alkalmamazásával 200—300 kWh/t nagyságrendű nyereség érhető el az alumíniumgyártás során, és jelentősen megnő, az alurnínium-acél szerelvény élettartama is, ami legalább 7 olyan hosszú, mint a ténylegesen acélból készült elepiek élettartama. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 5 1. Szénanód alumíniumot gyártó elektrolizáló cellához, Hall-Heroult-féle eljárás szerinti izzó elektrolízissel történő alumíniumgyártáshoz, amely a pozitív árambevezetéshez való csatlákoztatáshoz legalább egy acél tO vezetővel van ellátva, amelynek alsó része benyúlik a szénanódba, felső része pedig össze van kötve a pozitív árambevezetéssel, azzal jellemezve, hogy az acél rész felső része (5) a felső rész (5) hosszúságának legalább 15 30%-ában olyan keresztmetszettel van kialakítva, ami az alsó rész (3) keresztmetszetének legfeljebb 60%-ával egyenlő. 2. Az 1. igénypont szerinti szénanód, azzal jellemezve, hogy az acél vezető egy 20 hengeres rúd, ami ismert eljárással, például öntéssel szigetelve van a célszerűen elősütött anód (1) felső részében kialakított bemélyedésben (2). 3. Az 1. igénypont szerinti szénanód, az- 25 zal jellemezve, hogy az acél vezető egy tüske (17), amelynek alsó vége hegyesedő formában van kialakítva, és amely erőhatással van bevezetve a Söderberg-féle széntartalmú pasztába (18), ami a fenti anódot (1) képezi. 30 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti szénanód, azzal jellemezve, hogy az acél vezető csökkentett keresztmetszetű felső része (5) tömör profillal van kialakítva. 5. Az 1—3. igénypontok bármelyike sze- 35 rinti szénanód, azzal jellemezve, hogy az acél vezető csökkentett keresztmetszetű felső része cső (15) formájában van kialakítva. 6. Szénanód alumíniumot gyártó elektrolizáló cellához Hall-Heroult-féle eljárás sze-40 rinti izzó elektrolízissel történő alumíniumgyártáshoz, amely pozitív árambevezetéshez való csatlakoztatáshoz legalább egy acél vezetővel van ellátva, amelynek alsó része benyúlik a szénanódba, felső része pedig össze 45 van kötve a pozitív árambevezetéssel, előzőleg magas hőmérsékleten elősütött széntartalmú pasztából (18) álló blokkot foglal magába és felső részében legalább egy szigetelt bemélyedéssel (2) van ellátva, azzal jellemezve, 50 hogy az acél vezető alsó részének, amely a bemélyedésben (2) például öntéssel, szigeteléssel van ellátva, magassága legalább a bemélyedés (2) mélységével egyenlő. 7. A 2—6. igénypontok bármelyike sze- 55 rinti szénanód, azzal jellemezve, hogy az acél vezető alsó része (3) és a csökkentett keresztmetszetű felső rész (5) között legalább az összekötő rész szintjének megfelelő szintig szigetelő anyaggal, például timfölddel, 60 és szilárdított és összezúzott kriolit-tartalmú elektrolízis fürdővel, granulált széntartalmú pasztával (19) van befedve. 3 lap rajz, 8 ábra 5
