191107. lajstromszámú szabadalom • Flotáló katód hall-heroult aluminiumgyártási eljáráshoz
5 191 107 6 sűrűsége közötti, a 25 perforált tartó követi az elektrolízis folyamán a folyékony fém szintjének változását. A 9. ábrán a 8. ábrán bemutatott 24 tömör tűzálló tarló látható a felső és alsó tnmaszlóclcmckkcl. Az egyik homlokfclületböl eltávolítható falréss/.ol a folyékony alumínium, illetve az eiektrolitfürdó' elektromágneses térben történő cirkulációja irányítható és szabályozható. A 10 13. ábrákon a dotáló katód egv olyan további kialakítása látható, ahol az egyes aktív katódelemek külön-külön grafit közbenső tartóelemekkel vannak elrendezve. A titán-borid 30 aktív kátódelemeket grafit 31 peremes gyűrűbe helyezzük. A semleges anyagú 32 tartó működik támasztóelemként a grafit 31 peremes gyűrű felett. A 32 tartó a katódalapra vagy arra a célra kialakított lábazatra fekszik fel. All. ábrán olyan titán-borid aktív kalódelemek láthatók, amelyeket a 33 lemezből alakítottunk ki és a grafit 35 fiotáló elemhez a 34 csavarral rögzítettük. A 12. és 13. ábrákon látható grafit 36 fiotáló elemet üreges alsó részén zárt 37 tengellyel alakítottuk ki,amely folyékony alumíniummal van megtöltve. A titán-borid 38 aktív katódelemek a grafit dotáló elemen a 39 bordákkal fekszenek fel. A 40 aktív katódelemek alakja a 13. ábra szerinti módon enyhén ívelten tál alakú a gyártott alumínium összegyűjtésére, majd a 41 járatokon való átfoivatására. Valamennyi lentiekben felsorolt kialakításnál figyelembe veendő a titán-borid és grafitrészek megfelelő aránya, hogy együttes átlagos viszonylagos sűrűségük 2,3 és 2,2 közötti, vagy 2,2, illetve 2,1 alatti legyen a 930 °C és 960 °C hőmérsékleti tartományban. A megadott sűrűségi értékek módosítandók, ha ezt az eiektrolitfürdó eltérő viszonylagos sűrűsége szükségessé teszi. Továbbá a rajzokon az anódot nem ábrázoltuk, de annak a titán-borid aktív katódelemével szemközti elrendezése ismert, ezért nem részletezzük, mert összhangban van a technika jelenlegi állásával. A találmány révén realizálható előnyök az elektromosan jól vezető és a folyékony alumíniummal jól nedvesíthető titán-borid katódelemek révén kisebb belső feszültségesésben, a folyékony alumíniummal és az elektrolitfürdővel szemben semleges elemek hatása pedig a berendezés hosszabb élettartamában nyilvánul meg. További előnye, hogy a konstrukció mechanikai behatásokra kevésbé érzékeny. A konstrukció lehetővé teszi az elektromosan nem vezető tűzálló anyagból épített alapú kemencék kialakítását. A találmány szerinti megoldás által lehetővé válik a katódáram vezetés megoldása a folyékony alumíniumréteg és az elektrolit kád felső részén elrendezett áramszedő által. Szabadalmi igénypontok 10 1. Fiotáló katód Ilall-Heroult alumíniumgyártási eljárásnál használt, anódszén és folyékony alumíniumkatódréteg között megolvasztott kriolitalapű fürdőt tartalmazó elektrolizáló kádhoz, amelynek legalább 15 egy villamosán vezető tűzálló anyagból, például titánboridból kialakított, folyékony alumíniummal és az elektrolittal szemben semleges anyagú közbenső tartón elhelyezett aktív katódclcmc van, azzal jellemezre, hogy az aktív kalódelem (1, 12, 18, 30, 33, 20 38,40) és a közbenső tartó (4, 25, 7, 32, 34) együttes átlagos, viszonylagos sűrűsége kisebb, mint a folyékony alumínium katódréteg (16) viszonylagos sűrűsége normál üzemi körülmények között. 2. Az 1. igénypont szerinti fiotáló katód, azzal 25 jellemezve, hogy átlagos viszonylagos sűrűsége kisebb a folyékony ahimínimn-katódrctegnél (16), továbbá a megolvasztott kriolitalapű elektrolízis fürdőnél. 3. Az 1. igénypont szerinti fiotáló katód, azzal jellemezve, hogy átlagos viszonylagos sűrűsége a folyékonv alumínimn-katódréteg (16) viszonylagos sűrűsége és a megolvasztott kriolitalapű elektrolízis fürdő viszonylagos sűrűséget közötti. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti fiotáló katód, azzal jellemezve, hogy függőleges ütközővel (11) van ellátva. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti fiotáló katód, azzal jellemezve, hogy a függőleges iránytól eltérő mozgást korlátozó vezetőelemmel (21) 40 van ellátva. 6. Az 5. igénypont szerinti fiotáló katód, azzal jellemezve, hogy a vezetőelem össze van kötve a lerögzítő elemmel (9) vagy azzal egységes kialakítású. 7. Az 1—6. igénypontok bármelyike szerinti fiotáló katód, azzal jellemezve, hogy semleges, közbenső tartóval (4, 7, 25, 32, 34) összekapcsolt aktív kátódelemeket (1, 12, 17, 30, 33, 38, 40) tartalmaz. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti fiotáló katód, azzal jellemezve, hogy minden egyes 00 aktív katódelcm (30, 33, 38, 40) külön van összekapcsolva a semleges, közbenső tartóval (32, 34). 9. Az 1—8. igénypontok bármelyike szerinti fiotáló katód, azzal jellemezve, hogy a semleges, közbenső tartó (4, 25, 7, 32, 34) anyaga grafit. 13 db ábra 4
