148569. lajstromszámú szabadalom • Katódszerkezet alumíniumelektrolizáló kádakhoz

Megjelent: 1961. október 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.569. SZÁM 40. c. 1—6. OSZTÁLY - BA—1350. ALAPSZÁM Katódszerkezet alumíniumelektrolizáló kádakhoz Feltalálók: Balázs Endre kohómérnök budapesti és Pálovits Pál kohómérnök ajkai lakosok A bejelentés napja: 1959. május 21. Ismeretes, hogy az alumínium eléktrolizáló kemencék fenékhőszigetelését a szénből készült áramvezető munkatérfenék alatti rétegekben jelenleg általánosan samott-tégla, vagy vöröstégla sorokból képezik ki, az egyenetlenségeket és fugákat homokkal, samottdarával, vagy habarccsal kitöltve. Emellett a szénfeneket és a fenékhőszigetelést magába záró katódfcöpeny, vagy katódszekrény egy vaslemezből előállított és merevítő bordákkal megerősített, fenéklemezzel ellátott, vagy betonlapba lehorganyzott, mechanikailag szilárd és minden irányban merev, oldal és fenékirányban zárt szekrény, amely a fenékhőszigetelés oldal és alsóirányú kiterjedését csak elhanyagolható mértékben teszi lehetővé. Fentiek az eléktrolizáló kemence katódbélésének élettartamára és e bélések felújítása során bekövetkező anyag- és energiaveszteségekre a következő hatást gyokorlják: Az irodalomból (Bjeljajev—Rappaport—Firszanova: Az alumínium elektromos kohászata. Nehézipari Kiadó, 1956.) ismeretes, hogy műszakilag és üzerneltetésileg normális, vagy optimális körülmények között a katód szénbélések tönkremenetelének és a kemence felújítása kikapcsolásának döntő oka az eredetileg lényegében monolit szénfenékbélés megsérülése. E sérülés következtében az elektrolit és a fémalumínium a kemence munkateréből olvadt állapotban a vas katód sínekig és a kemence fenékhőszigeteléséig hatol, azokat megtámadja. Ennek következtében a kemencében termelt fém oly mértékben szennyeződik és a kemence munkája oly mértékben dezorganizálódik, hogy a kemencét a katódbélés teljes felújítása céljából le kell állítani. Az irodalom megemlíti, hogy a katód szénbélés tönkremenetelének döntő oka rendszerint a fenékhőszigetelés felső samott, vagy vöröstégla rétegeinek felduzzadása az oda leszivárgó elektrolit és a hőszigetelő bélés kémiai kölcsönhatásának következtében. Ezen irodalomból vett megállapítással teljesen megegyezik a hazai alumíniumkohászatban szerzett eddigi tapasztalat. Tehát a katód tönkremenését elsősorban a szénfenék alatti szilikát anyagból készült szigetelőréteg elektrolittal való átitatódása és ennek duzzadása folytán előálló nyomás okozza, mely a szénbélésre alulról nagy erővel hat. Nyilvánvaló, hogy ha egyrészt lehetőséget adunk a fenékfalazásban fellépő erők más irányú (nem felfelé ható) kompenzálására, másrészt a fenékhőszigetelést az elektrolittal nem reagáló, vagy az elektrolittal reagáló, de eközben nem duzzadó összetételekből álló anyagokból képezzük ki, akkor a szénfenékbélés élettartamát és ezáltal a kemence felújítások közötti időszakot jelentősen megboszszabbíthatjuk. Ez esetben csökkennének a fajlagos felújítási költségek, a felújítások során és a kemencék ismételt üzembehelyezése közben fellépő anyag és energiaveszteségek, nőne az átlagosan üzemben tartható kemencék száma és ezzel együtt a termelés is. Az előbbiekben körvonalazott eredmény elérhető az új típusú vaslemez katódköpenyek és fenékhőszigetelők alkalmazásával, valamint oldalhőszigetelő anyagként nagyrészben, vagy egészében por, vagy szemcse alakú anyagok találmány szerinti alkalmazása útján. A találmány példaképpeni kiviteli alakját a rajzok alapján közelebbről ismertetjük, ahol az 1. ábra az eléktrolizáló kád egy részének oldalmetszetét, a 2. ábra a kádfenék részbeni metszetét ábrázolja-A találmány szerinti katódszekrény konstrukció lényege az 1 vasköpeny oldalain, a fenékhőszigetelés szinthatárai közötti területén 6 nyílások kiképzése és azok olyan külső borítása, amely a fenékhőszigetelés felső szintje felett végződik oly módon, hogy így egyrészt a nyílásokon keresztül a katódfenék hőszigetelés belső terével, másrészt felfele, az atmoszférával közlekedő úgynevezett 2 „kompenzációs terek" jönnek létre. A kemence felújítása során e kompenzációs tereket a 4 fenékhőszigetelés felső szintjének magasságáig feltöltik, célszerűen a fenékhőszigetelésben is alkalmazott por, vagy szemcse alakú ömleszthető anyaggal úgy, hogy az kizárja külső levegőnek a katódszekrény térbe való ha tolását. (1. sz. ábra.) Amennyiben a katódszekrény belsejében a 4 fenék- és oldalhőszigetelésként alkalmazott por alakú vagy