包括包含在封闭腔内的阳极组件的电解池的制作方法
【专利摘要】该池(1)包括一个限定一个开口的槽壳(2)，至少一个阳极块(10)被设计为通过该开口被移动，所述阳极块(10)悬挂在与所述阳极块一起形成一个阳极组件的阳极支撑(8)上，所述阳极组件相对于该槽壳(2)可移动；以及一个在所述开口上面限定封闭的空间以用于容纳在铝的生产期间生成的气体的封闭腔(22)，该阳极支撑(8)连接至电导体(26)以将电解电流供应到该阳极块(10)，该阳极组件完全被包含在该封闭腔(22)内，且可移动电导体(26)和该阳极支撑(8)之间的电连接被制作在该封闭腔(22)内。
【专利说明】包括包含在封闭腔内的阳极组件的电解池
[0001]本发明涉及一种设计用于通过电解生产铝的电解池以及一种包括此电解池的铝厂。
[0002]已知可以通过使用霍尔-赫鲁特(Hall-Hgroult)方法电解从氧化铝工业化生产铝。出于此目的，使用电解池，按照惯例，其包括:一个钢制槽壳，在该钢制槽壳内有耐火材料的衬;一个由碳材料制成的阴极，阴极导体穿过该阴极并且用于收集该阴极处的电解电流以将其传导至穿过该槽壳的底部或侧部的阴极输出；传送导体，其从所述阴极输出大体上水平地延伸到下一个池；电解浴，在该电解浴中氧化铝溶解;至少一个阳极组件，所述阳极组件包括一个大体上竖向的阳极棒和至少一个悬挂在该阳极棒上且浸入该电解浴中的阳极块;一个阳极框架，所述阳极组件经由大体上竖向的阳极棒悬挂在该阳极框架上，并且该阳极组件随着该阳极框架相对于该槽壳和该阴极可移动；以及用于电解电流的由下向上延伸的柔性上升导体，所述上升导体被连接到来自在前的电解池的传送导体以将来自阴极输出的电解电流传导到下一个池的阳极框架、阳极组件以及阳极。所述阳极更具体地为具有预烘烤碳阳极块的预烘烤阳极类型，即，在它们放置在电解池中之前被烘烤。
[0003]在电解反应期间，产生气体，包括在阳极释放的二氧化碳以及从电解浴逸出的氟化氢。为了容纳如此产生的气体，按照惯例，一种盖装置覆盖由槽壳限定的开口。这些气体于是可以定期被收集，例如，用于处理和后续回收利用。
[0004]然而，阳极棒穿过盖装置。通常设置动态密封装置以防止气体从设置在盖装置和阳极棒之间的接合区域泄漏。动态密封装置是指当移动阳极棒时确保容纳气体的密封装置。这种动态密封装置具体地从以Aluminum Pechiney名义申请的专利文献W02004/035872已知。然而，在阳极的更换期间，操作阳极棒(其是阳极组件的一部分)可能导致损坏与它们合作的动态密封装置。损坏的密封装置可能影响盖装置的密封，使得要么在电解反应期间生成的气体不能被全部收集，要么气体吸取系统必须特别大。
[0005]此外，从以Johnson名义申请的US3575827已知相对于电解池形成的行的长度横向布置电解池，这些电解池包括一个具有阳极悬挂在其上的水平板的阳极组件。有利地，此配置使得可以经由池的顶部取出已消耗的阳极。此外，此专利文献提供了柔性的且电绝缘的钢板以防止在电解反应期间生成的气体逸出的用途。这些板被插入在槽壳的边缘和支撑阳极的水平板之间。
[0006]然而，当支撑阳极的水平板被向下移动以随着阳极被消耗在电解浴中移动该阳极时，柔性板被挤压。此挤压在提供密封的柔性板上生成应力，这些应力最终可能影响密封性。此外，对于高产量的且由此有多个阳极组件的非常长的池，此密封件更难实现，这是因为使用预烘烤的阳极的工艺固有的两个阳极组件之间的高度差使得难以使用此柔性板密封件。此外，在阳极更换期间操作阳极组件可能导致损坏提供密封的柔性板。
[0007]因此，应记住，现有技术的电解池包括阳极组件，所述阳极组件与盖装置相互作用，尤其是在更换阳极时，使得所述盖装置对在电解反应期间生成的气体的密封可能受影响。
[0008]因此，本发明的目标在于，通过提供具有对在电解反应期间生成的气体的改进的密封的电解池以及包括所述电解池的铝厂消除一些或所有这些缺点。
[0009]为此，本发明涉及一种用于通过电解生产铝的电解池，该电解池包括一个限定开口的具有内衬的槽壳，至少一个阳极块被设计为通过该开口被移动，所述阳极块悬挂在与所述阳极块形成一个阳极组件的阳极支撑上，所述阳极组件相对于该槽壳可移动；以及一个在所述开口上面限定封闭的空间以用于容纳在铝的生产期间生成的气体的封闭腔，该阳极支撑连接至电导体以将电解电流供应到所述至少一个阳极块；
[0010]其特征在于，该阳极组件完全被包含在该封闭腔内，且可移动电导体和该阳极支撑之间的电连接被制作在该封闭腔内部。
[0011]这样，保持形成该封闭腔的元件的整体性且因此在反应期间通过电解生成的气体的封闭独立于该阳极组件的任何操作或移动，以使得本发明的电解池提供改进的密封。
[0012]该阳极组件与该封闭腔间隔并且不与其相互作用，这不同于现有技术的电解池。
[0013]根据一个实施方案，该电导体延伸到该封闭腔内、在该阳极块通过该开口移动期间由该阳极块的顶部限定的空间外面。
[0014]换言之，可移动电导体没有在所述阳极块的上面在通过所述阳极块投影在水平平面的区域的竖向移动获得的空间内延伸。
[0015]因此，需要在该电解池的一侧制作该可移动电导体和该阳极支撑之间的电连接，而不是在所述阳极块上面，优选地也不是在由该槽壳和该衬限定的开口的上面。该可移动电导体不妨碍所述阳极块的竖向取出。
[0016]该电解池被设计为相对于它所在的电解池的行的长度横向布置。
[0017]根据一个实施方案，该封闭腔包括一个作为盖的顶部部分，所述顶部部分是可移动的以允许该阳极组件被取出。这样一个可移动顶部部分允许在运行中的池上执行维护操作，所述维护操作包括阳极组件的更换，不用停止池或拆卸池运行必需的设备，诸如，气体吸取设备或原材料供给设备。本发明的电解池提供了从池的顶部更换阳极的可能性，而没有任何池设备阻碍阳极更换的竖向行程，这允许显著的结构收益。
[0018]根据一个实施方案，该电导体是可移动的且该封闭腔包括一个具有窗的固定部分，该可移动电导体延伸通过该窗，该可移动电导体包括延伸到该封闭腔外面的第一部分和在该封闭腔内延伸的第二部分，该第二部分电连接到该阳极支撑。
[0019]换言之，尤其是在竖向移动上可移动的电导体穿过该封闭腔的该固定部分。
[0020]所以，当更换阳极时，没有必要操作该可移动电导体，因为它穿过该封闭腔的该固定部分且没有穿过该可移动顶部部分，该可移动顶部部分自身被操作以更换阳极。这使得在可移动电导体穿过的窗处实现简化且可靠的密封。
[0021]有利地，该电解池包括密封装置以防止在电解反应期间生成的气体经由该可移动电导体穿过的该窗离开该封闭腔。
[0022]从而，密封被改进。
[0023]根据一个实施方案，该可移动电导体以大体上竖向的方式穿过该封闭腔的该固定部分，并且所述密封装置包括一个围绕该可移动电导体的动态密封件。
[0024]这样，有利地，该密封件在该封闭腔的该固定部分上保持静止，而该可移动电导体在所述密封件内竖向移动，所述密封件优选地是环形。此解决方案具有较为经济的优点。这样一个密封件没有暴露于阳极更换的冲击，这不同于现有技术的电解池。
[0025]该可移动电导体竖向穿过的该封闭腔的该固定部分的一部分是大体上水平延伸的水平部分。延伸到该封闭腔的外面的该可移动电导体的该第一部分被布置在可移动电导体竖向穿过的该封闭腔的该固定部分的一部分的下面，而在该封闭腔内延伸的该可移动电导体的该第二部分被布置在上面。换言之，该可移动电导体从它的第一外部部分到它的在封闭腔内的第二部分从下到上穿过该固定部分。因此，使该电解电路的长度最小。
[0026]该可移动电导体优选地在该第二部分和该第一部分之间包括一个被设计为与直的且具有不变截面的密封件合作的密封部分。因此，当这样一个密封部分通过围绕它的该动态密封件滑动时，改进了动态密封件的简化设计和密封性。
[0027]根据一个实施方案，该可移动电导体以大体上水平的方式穿过该封闭腔的该固定部分，并且该密封装置包括一个密封部件，该密封部件被配置成完全关闭该固定部分的该窗，不管该可移动电导体通过该窗的位置。
[0028]这样，不管该可移动电导体优选地在竖向移动上怎样移动，密封性被保证。
[0029]有利地，该密封部件围绕该可移动电导体且与该可移动电导体相互依存地安装。
[0030]因此，该密封部件可与该可移动电导体同时移动。此解决方案使得获得比固定的且必须适用于该可移动电导体的移动的密封部件更有效的密封成为可能。
[0031]根据一个实施方案，该密封部件是一个在大体上平行于它穿过的该固定部分的平面上延伸的金属板。
[0032]使用金属板具有合理成本的优势，同时使得在没有任何关于密封的性能损失的情况下承受由在运行的电解池生成的高温度成为可能，在电解池内部高达数百摄氏度。
[0033]有利地，一个补偿部件被布置在该密封部件和该可移动电导体之间。
[0034]此补偿部件允许由运行中的电解池生成的热导致的该可移动电导体和/或该板的膨胀，同时填充该可移动电导体和该金属板之间的任何可能的缝隙，这有助于密封该封闭腔。
[0035]根据一个实施方案，该电解池包括用于引导该密封部件移动的装置，所述引导装置包括两个大体上矩形的框架，所述两个大体上矩形的框架被固定在该封闭腔的该固定部分以围绕该固定部分的该窗且相对于彼此布置以在它们之间限定一个空间，该密封部件被设计为在该空间内滑动，该电解池还包括插入在所述两个框架之间的用于膨胀补偿的装置。
[0036]这样，此解决方案为该金属板提供了有效、经济的引导，并且有助于不管由电解池在运行时生成怎样的高温度仍维持密封，通过使用所述膨胀补偿装置(诸如，柔性密封件或刷子)，使得在保持密封的同时吸收所述框架和/或该金属板的尺寸改变成为可能。
[0037]有利地，该电导体是不可变形的刚性电导体。该可移动电导体不是柔性的且不能产生变形从而便于在该可移动电导体和该密封装置之间的配合。
[0038]根据一个实施方案，该阳极组件由该电导体的该第二部分支撑且经由该电导体被移动。
[0039]这样，有利地，该电解池可以除了所述可移动电导体之外没有用于该阳极组件的支撑设备，这样一个设备，例如如果它穿过此封闭腔，则能够影响该封闭腔的密封。
[0040]有利地，该电解池包括用于在大体上竖向移动上移动该电导体的移动装置，所述移动装置被整体化地布置在该封闭腔外面。
[0041]由可移动电导体的所述移动装置执行的移动然后间接经由该不可变形的刚性可移动电导体传递到该阳极支撑。
[0042]有利地，该可移动电导体被附接到在该封闭腔外面的所述移动装置。
[0043]此配置同时提供了以低成本限制所述移动装置暴露到由电解池在运行时生成的高温度和气体的优点，同时使得经由支撑它的可移动电导体间接移动该阳极组件成为可能。直接导致该阳极组件移动穿过该封闭腔、影响该封闭腔的密封的移动装置的使用可以因此被避免。根据一个实施方案，所述移动装置是专门地与作为用于该阳极组件的支撑的该可移动电导体相关的起重器(jack)。
[0044]该可移动电导体在它与该阳极组件的相互作用中提供了三个功能。该可移动电导体将该阳极组件电连接到布置在该封闭腔外面的所述电导体，支撑它并且导致它移动。
[0045]该可移动电导体可以是一个单件的电导体或者是具有例如一个主要致力于支撑该阳极组件且致力于传递移动的钢结构和一个主要致力于电传导的铜或铝结构的复合的电导体。
[0046]有利地，该电导体不在所述阳极组件上面与其正对地延伸，具体地不在所述阳极支撑和阳极块上面。换言之，该可移动电导体在通过该阳极组件在水平平面上投影的区域的竖向移动在该阳极组件的上面获得的空间的外面延伸。
[0047]这样，在回收期间该可移动电导体在所述阳极组件的竖向轨迹的外面，使得在更换阳极时没有操作该可移动电导体的必要。这还有助于防止影响该封闭腔的密封性的风险。
[0048]有利地，该电导体被布置在该阳极组件的该阳极支撑的下面。
[0049]这样，该阳极支撑可以通过重力搁置在该可移动电导体上，使得该可移动电导体不阻止通过该阳极组件的顶部竖向地回收，例如，用于更换阳极。
[0050]在阳极组件取出操作期间不需要操作该可移动电导体，这有利地防止了影响该封闭腔的密封性的任何风险。通过所述移动装置仅执行该可移动电导体的竖向放回以提供新的阳极，该新的阳极的碳高度远大于耗尽的阳极的碳高度。
[0051 ]根据一个实施方案，该封闭腔的该顶部部分搁置在该封闭腔的该固定部分上。
[0052]该固定部分限定了一个大体上矩形的水平开口且该顶部部分大体上水平地搁置在该固定部分上。
[0053]有利地，该电解池包括插入在该顶部部分和该固定部分之间的密封装置。
[0054]这有助于改进该封闭腔在该可移动顶部部分和对应于该封闭腔的大部分的侧向固定部分之间的接合区域的密封。
[0055]根据一个实施方案，该电解池包括用于保持该顶部部分按压该固定部分的压紧装置。
[0056]这样，所述压紧装置保持该顶部部分与该固定部分接触，以改进该封闭腔在该可移动顶部部分和该侧向固定部分之间的接合区域的密封。
[0057]此实施方案比密封装置被插入在该顶部部分和该固定部分之间更有利。
[0058]根据一个实施方案，该顶部部分包括大体上纵向且相互平行的多个相邻的罩，所述多个相邻的罩在该电解池的两个相对的纵向边缘之间在该电解池的大体横向方向上延伸。
[0059]根据一个实施方案，该电解池包括将该阳极支撑固定到该电导体的装置，所述固定装置完全被包含在该封闭腔内部。
[0060]这改进了该阳极支撑和对应的电导体之间的电连接。
[0061]所述固定装置可以包括两个互补的螺纹，所述两个互补的螺纹的配合允许该阳极支撑和该电导体仅通过旋紧被固定。
[0062]所述固定装置可以包括一个提供该阳极支撑对该可移动电导体的压紧的螺纹连接器。
[0063]根据一个实施方案，该电解池包括多个阳极组件以及，对每个阳极组件，至少一个电连接到该阳极支撑的电导体。
[0064]根据一个实施方案，该阳极支撑包括一个在该电解池的两个相对的纵向边缘之间大体上水平地延伸的棒。
[0065]根据一个实施方案，该棒的相对末端的每个电连接到一个电导体。
[0066]根据一个实施方案，该棒的相对末端的每个被电导体的第二部分支撑且经由该电导体被移动。
[0067]根据一个实施方案，该封闭腔的顶部部分被设计为允许该阳极组件通过该阳极组件的向上竖向移动被回收并且通过该阳极组件的向下竖向移动被插入。
[0068]根据一个实施方案，该封闭腔的该固定部分包括一个围绕且在由该槽壳和该内衬限定的该开口上面大体上竖向延伸的竖向部分。此竖向部分形成了一个允许该阳极组件在用于该电解池的运行的该封闭腔中移动的内部空间。根据一个实施方案，该可移动电导体有一个具有多边形截面的部分。
[0069]这样，防止了该可移动电导体围绕其延伸轴线相对于所述密封装置的旋转。
[0070]根据本发明的另一个方面，其涉及一个包括至少一个具有上述特征的电解池的铝厂。
[0071]该铝厂可以包括多个电解池，包括所述至少一个电解池，所述多个电解池形成一行，所述电解池相对于它们形成的行的长度横向布置。
[0072]从下面参考附图对以非限制性实施例的方式提供的发明的具体实施方案的描述中将清楚地明了本发明的其他特性和优点，在附图中:
[0073]-图1是根据本发明的一个实施方案的电解池在该电解池的横向平面上的竖向截面图，
[0074]-图2是根据本发明的一个实施方案的电解池在该电解池的横向平面上的竖向截面图，
[0075]-图3是根据本发明的一个实施方案的电解池在该电解池的横向平面上的竖向截面图，
[0076]-图4是根据本发明的一个实施方案的电解池的一部分在该电解池的纵向平面上的侧视图，
[0077]-图5和图6是根据本发明的一个实施方案的电解池的一部分在该电解池的纵向平面上根据两个不同位置的侧视图，
[0078]-图7是沿着图5中的线1-1的截面图，
[0079]-图8是沿着图5中的线Π-Π的截面图，
[0080]-图9是根据图3中细节的大体上水平平面的截面图，
[0081 ]-图1O是根据本发明的一个实施方案的电解池在该电解池的横向平面上的竖向截面图，
[0082]-图11是根据本发明的一个实施方案的电解池在该电解池的纵向平面上的竖向截面图，
[0083]图1示出了根据本发明的一个实施方案的电解池I。电解池I被设计用于通过电解生产铝。
[0084]应指出的是，该描述是相对于与电解池相关联的笛卡尔参考系给出的，X轴被定向在电解池的横向方向上，Y轴被定向在电解池的纵向方向上，且Z轴被定向在电解池的竖向方向上。相对于此标准定义纵向、横向以及竖向的定向、方向、平面和移动。
[0085]电解池I被设计为相对于它所属的电解池的行的长度被横向布置。它因此沿着纵向方向Y延伸而电解池的行沿着横向方向X延伸。
[0086]如在图1到3中可见，电解池I包括:一个槽壳2，该槽壳可以是金属的，例如由钢制成；以及一个内衬4，通常由耐火材料制成。槽壳2在此配置有加强支架6。槽壳2以及它的内衬4限定了多个阳极组件被设计为通过其延伸的一个开口。这些阳极组件包括一个阳极支撑8和至少一个由阳极支撑8支撑的阳极块10或阳极。该阳极支撑包括例如一个可以在该电解池的两个相对的纵向边缘之间大体上水平延伸的支撑棒80以及短柱(stub)81。阳极块10更具体地通过用铸铁密封在出于此目的设置在阳极块10中的孔中的短柱81被附接至阳极支撑8。
[0087]阳极或阳极块10具体地由碳材料制成，且更具体地是预烘烤型。当在运行时，它被设计为被浸在电解浴12中且在那被消耗。所述阳极组件被设计为随着阳极10被消耗而定期被移除和被替换。
[0088]由于随着电解反应进行阳极块10的消耗，电解池I包括用于移动所述阳极组件的装置，使所述阳极组件仅能大体上竖向地被移动。这些移动装置将在下面更详细地描述。
[0089]电解池I包括柔性电导体14，所述柔性电导体可以在电解池I的任一侧延伸，如特别地在图3中可见，在电解池I的两个纵向边缘处。
[0090]根据图10中的实施例，柔性电导体14可以从电解池I的一侧在电解池I的两个纵向边缘之一处延伸，并且也可以向上延伸。
[0091]柔性电导体14被设计为将电解电流从在该行中的在前的电解池的传送电导体(未示出)引导至阳极块10，给定电解电流的整体流动方向，同时凭借它们的柔性辅助且适应于所述阳极组件的竖向移动。换言之，柔性电导体14具有可以相对彼此竖向地移动同时保证永久的电连接的两个端。柔性电导体14可以为导电柔性板的叠加。
[0092]电解池I还包括一个阴极16，该阴极任选地由碳材料制成的多个阴极块形成，并且穿过该阴极的阴极导体18被设计为收集电解电流以将它传送至穿过槽壳2且连接到传送导体(未示出)的阴极输出20从而将电解电流引导至该行中随后的电解池的柔性电导体14。
[0093]阴极导体18、阴极输出20以及传送导体可以采用例如由铝、铜或钢制成的金属棒的形式。
[0094]电解池I包括一个用于容纳在电解反应期间生成的气体的封闭腔22。此封闭腔限定了在槽壳和内衬中的开口上面的封闭的空间，阳极组件被设计为通过该开口移动。此封闭腔22可以与电解池I的上部结构和槽壳至少部分地混同。封闭腔22包括形成布置在固定部分230上面的盖子的可移动顶部部分220。
[0095]固定部分230更具体地包括槽壳2和围绕槽壳2上面的开口延伸的大体上竖向的壁231。大体上竖向的壁231支承在例如槽壳2的顶部边缘上。有利地，固定部分230是刚性的，壁231相对槽壳2不可移动。
[0096]顶部部分220可移动以允许所述阳极组件通过从电解池I上面的顶部大体上竖向牵拉被取出，如图11中示出的。固定部分230形成了使得可通过该阳极组件的向上竖向移动取出该阳极组件和通过该阳极组件的向下竖向移动插入该阳极组件的一个内部空间。所述阳极组件在该开口上面的仅仅竖向移动不会遇到阻碍物。
[0097]应注意到所述阳极组件被完全包含在封闭腔22中。
[0098]电解池I还包括可移动电导体26，所述可移动电导体被设计为将电解电流从柔性电导体14引导至阳极支撑8。可移动电导体26包括布置在封闭腔22中的第二部分260，该第二部分电连接到阳极组件，具体地电连接到阳极支撑8，且更具体地电连接到支撑棒80的一端。
[00"] 可移动电导体26还包括布置在封闭腔22的外面的第一部分262，该第一部分电连接到柔性电导体14。
[0100]有利地，可移动电导体26是刚性、不可变形的电导体。可移动电导体26可以为例如金属支撑棒，特别是由钢、铜、铝或钢/铜复合材料制成。
[0101 ]可移动电导体26在槽壳2的外面、不与由槽壳2和它的内衬4限定的开口正对地在该开口上面延伸，使得可移动电导体26和对应的阳极支撑8之间的电连接需要被制作在电解池I的一侧，但是不在由槽壳2限定的开口上面。这样，如图10中可见的，没有阻碍物阻碍在电解池I上面取出阳极块1。
[0102]这样，可移动电导体26被用来将电解电流从封闭腔22的外面引导至完全包含在封闭腔22内的阳极组件。
[0103]可移动电导体26可伴随着阳极组件移动。这样，它们被设计为随着阳极10被消耗大体上竖向地移动。
[0104]柔性电导体14被布置在封闭腔22的外面。每个柔性电导体14电连接到可移动电导体26且适于可移动电导体26和相关的阳极组件的移动。
[0105]可移动电导体26的第二部分260在封闭腔22内延伸，使得与阳极支撑8的电连接设置在封闭腔22内部。
[0106]这样，根据本发明，阳极组件与封闭腔22没有任何相互作用，使得封闭腔22不可能被阳极组件的替换或被阳极组件随着它的阳极块10被消耗而向下的移动影响。
[0107]如图1到10中示出的，封闭腔22的固定部分230具有一个窗232，竖向移动的可移动电导体26穿过该窗延伸。可移动电导体26的第一部分262在封闭腔22外延伸，然而它的第二部分260在封闭腔22的内部延伸。
[0108]换言之，可移动电导体26穿过封闭腔22的固定部分230。
[0109]因此，有利地，电解池I包括密封装置以防止在电解反应的过程中生成的气体通过可移动电导体26穿过的窗232离开封闭腔22。
[0110]根据图1、3、9和10中的实施例，可移动电导体26大体上竖向地且在移动中竖向移动地穿过封闭腔22的固定部分230，且更具体地穿过窗232。
[0111]可移动电导体26竖向穿过的封闭腔的固定部分230的一部分是大体上水平延伸的水平部分。封闭腔22的该水平部分可以是例如槽壳2的上边缘上的凸缘或附接至槽壳2的上边缘的水平壁。延伸到封闭腔的外面的可移动电导体的第一部分262被布置在可移动电导体26竖向穿过的封闭腔22的固定部分230的一部分的下面，而在封闭腔22内延伸的可移动电导体26的第二部分260被布置在上面。换言之，可移动电导体26从它的第一外部部分262到它的在该封闭腔内的第二部分260从下到上穿过该固定部分。因此，使该电解电路的长度最小。
[0112]所述密封装置在此包括一个围绕在竖向移动上移动的电导体14的动态密封件32。
[0113]此环形动态密封件32可以例如由金属条、刷或一个柔性或弹性的抵抗温度和气体的材料组成。此外，这些密封件32将具有非常低的老化，因为它们没有暴露于冲击。
[0114]可移动电导体26具有在第二部分260和第一部分262之间的设计为与密封件32合作的密封部分261。此密封部分优选地是直的且具有不变的横截面，以改进密封且便于动态密封件的设计。
[0115]根据图2和图4到8中的实施例，可移动电导体26大体上水平地且在移动上水平移动穿过封闭腔22的固定部分230，且更具体地穿过窗232。具体地，在固定部分230的一部分或大体在壁231上形成窗232。
[0116]于是，所述密封装置包括一个密封部件34，该密封部件被配置成完全封闭该固定部分的窗232，不考虑可移动电导体26通过窗232的位置。
[0117]这是因为可移动电导体26随着阳极组件在第一位置或高位置(图5)和第二位置或低位置(图6)之间可移动，该第一位置特别对应于阳极组件包括新的阳极块10的位置，该第二位置特别对应于阳极块10被耗尽且必须被替换的位置。这两个位置之间的差限定了窗232和所述密封装置允许的可移动电导体26的竖向净空。
[0118]如图5中例示的，密封部件34围绕与它相关联的可移动电导体26。此外，密封部件34与可移动电导体26相互依存地安装。这样，密封部件34可以例如包括可移动电导体26被设计为插入其间的两个部分和诸如螺丝36的固定装置以使所述两个部分彼此牢固。
[0119]如图4到8中例示的，所述密封部件34可以为在大体上与相邻的固定部分230延伸的平面平行的平面中延伸的金属板。
[0120]仍然根据图4到8中的实施例，补偿部件38可以被布置在该金属板和它围绕的可移动电导体36之间。
[0121]电解池I还可以包括用于引导此金属板移动的装置。所述引导装置包括例如两个大体上矩形的框架40，所述两个大体上矩形的框架例如通过螺丝41固定在封闭腔22的固定部分230以围绕窗232，且相对于彼此布置以在它们之间限定一个空间，该金属板被设计为在该空间内滑动。电解池I还可以包括插入在所述两个框架之间的膨胀补偿装置，诸如可以被充分压缩以与密封部件34和框架40接触的柔性接头，以在允许在密封部件34和框架40之间滑动时提供密封。
[0122]如图5到8中和图9中示出的，可移动电导体26可以有一个具有多边形截面的部分，例如方形或矩形截面，尤其是在经过封闭腔时，使得可移动电导体26围绕它的延伸轴线相对于所述密封装置的任何旋转被阻止。
[0123]将注意到，阳极组件可以在支撑棒80的每一端通过可移动电导体26的第二部分260完全被支撑，使得不需要可能与封闭腔22相互作用的额外的支撑装置。
[0124]可移动电导体26因此同时提供与阳极组件的电连接功能和对确保该阳极组件移动的该阳极组件的机械支撑。
[0125]电解池I可以包括电连接到相同阳极支撑8的多个可移动电导体26，这些可移动电导体26的第二部分260支撑阳极组件。例如，如图1、2或3中例示的，电解池I可以对于每个阳极支撑8包括布置在电解池I的两个相对侧的两个可移动电导体26。将注意到，每个阳极支撑8可以具有一个通过上游可移动电导体26的第二部分260被电连接且被支撑的上游端82和一个通过下游可移动电导体26被电连接且被支撑的下游端83。
[0126]需要说明的是，上游/下游相对于电解池的行中的电解电流的流通的总方向限定。
[0127]根据图10中的实施例，电解池I对于每个阳极支撑8包括布置在电解池I的两侧中的一侧的单独一个可移动电导体26。在需要的情况下，它是优选地通过可移动电导体26被电连接且被支撑的上游端82以使电解导体电路的总长度最小。
[0128]如上面说明的，可移动电导体26与它们电连接的阳极组件一起可移动。
[0129]此外，还已经说明，可移动电导体26可有利地机械地完全支撑它们电连接的阳极组件。
[0130]为了移动阳极组件，电解池I可以包括有利地被布置为在竖向移动上移动可移动电导体26的移动装置。
[0131]不直接而是经由可移动电导体26移动整个阳极组件的此配置使得将所述移动装置布置在封闭腔22的外面成为可能，这在限制所述移动装置暴露到由运行中的电解池I生成的高温和气体的同时限制了与封闭腔22的潜在相互作用。例如，如图3中例示的，所述移动装置包括用于每个可移动电导体26的一个单独的起重器42，其一个可移动端附接至支撑阳极组件的可移动电导体26中的一个的第一部分262。起重器42的固定部分可以被附接至固定元件，例如附接至封闭腔22的固定部分230，尤其附接至槽壳2或附接至壁231。每个可移动电导体26通过单独的移动装置且更具体地通过单独的起重器42被移动。用于移动不同的阳极组件的装置因此是独立的。
[0132]根据图10中的实施例，示出了具有布置在电解池I的单侧上的可移动电导体26的电解池I，所述移动装置可以包括一个在电解池I的那个边上且类似地具有附接至封闭腔22的固定部分230的一端的起重器42，而起重器42的端被附接至对应的支撑阳极组件的可移动电导体26的第一部分262。在电解池I的另一侧，即没有可移动电导体26的一侧，所述移动装置可以包括一个起重器42和一个被竖向引导的且支撑阳极组件的远程可移动支撑45。密封装置类似于上面描述的那些，可以围绕支撑45设置。
[0133]注意到，每个可移动电导体26的第二部分260可以被布置在阳极组件的阳极支撑8的下面，以使得它可以通过重力搁置在可移动电导体26的第二部分260上。
[0134]此外，可移动电导体26可以在阳极组件的阳极支撑8下面延伸而没有在对应的阳极组件上面与其正对地延伸。
[0135]这允许阳极组件的替换而没有可移动电导体26阻碍替换，用阳极组件的简单提升移动且没有对可移动电导体26进行可能不利于密封封闭腔22的操作。
[0136]为了改进封闭腔22的密封，尤其是在可移动顶部部分220和固定侧向部分230之间的结合区域，可以使电解池I包括插入在顶部部分220和固定部分230之间的密封装置，顶部部分220至少部分搁置在该固定部分230上。所述密封装置可以包括一个夹在顶部部分220和固定部分230之间的静态密封件44。
[0137]此外，电解池I可以包括被设计为保持顶部部分220按压固定部分230的压紧装置，诸如，螺钉系统。
[0138]如在图4和11中可见的，顶部部分220可以包括大体上纵向且平行的多个相邻的罩222，所述多个相邻的罩在电解池I的两个相对的纵向边缘之间在电解池I的大体上横向方向X上延伸。
[0139]所述支撑装置是例如在电解池I的大体上横向方向X上延伸的横梁46。这些横梁46可以是上部结构的一部分。
[0140]它们阻止可能影响封闭腔22的密封的罩222的弯曲。
[0141]注意到，横梁46也可以支撑附加设备，诸如，清炉(chipping-out)设备和进料器设备。
[0142]本发明还涉及一个包括至少一个根据本发明的电解池I的铝厂。
[0143]此铝厂的电解池形成一行且横向于此行的长度布置。
[0144]当然，本发明决不限制到上文所描述的实施方案，这些实施方案仅作为实施例被提供。从而，具体地从多个部件的构造的角度来看或通过技术等同物的代替，在不超出本发明的保护范围的前提下，多种改变是可能的。
【主权项】
1.用于通过电解生产铝的电解池(I)，包括一个限定开口的具有内衬(4)的槽壳(2)，至少一个阳极块(10)被设计为通过该开口被移动，所述阳极块(10)悬挂在与所述阳极块一起形成一个阳极组件的阳极支撑(8)上，所述阳极组件相对于该槽壳(2)可移动；以及一个在所述开口上面限定封闭的空间以用于容纳在铝的生产期间生成的气体的封闭腔(22)，该阳极支撑(8)连接至电导体(26)以将电解电流供应到所述至少一个阳极块(10)，其特征在于该阳极组件完全被包含在该封闭腔(22)内，且可移动电导体(26)和该阳极支撑(8)之间的电连接被制作在该封闭腔(22)内。2.根据权利要求1所述的电解池(I)，其特征在于，该电导体(26)延伸到该封闭腔(22)内、在该阳极块(10)通过该开口移动期间由该阳极块(10)的顶部限定的空间外面。3.根据权利要求1或2所述的电解池(I)，其特征在于，该封闭腔(22)包括一个作为盖的顶部部分(220)，所述顶部部分(220)是可移动的以允许该阳极组件被取出。4.根据权利要求1到3中任一项所述的电解池(I)，其特征在于该电导体(26)是可移动的且该封闭腔(22)包括一个具有窗(232)的固定部分(230)，该可移动电导体(26)通过该窗延伸，该可移动电导体(26)包括在该封闭腔(22)外面延伸的第一部分(262)和在该封闭腔(22)内延伸的第二部分(260)，该第二部分电连接到该阳极支撑(8)。5.根据权利要求4所述的电解池(I)，其特征在于，该电解池(I)包括密封装置以防止在电解反应期间生成的气体经由该可移动电导体(26)穿过的该窗(232)离开该封闭腔(22)。6.根据权利要求5所述的电解池(I)，其特征在于，该可移动电导体(26)以大体上竖向的方式穿过该封闭腔(22)的该固定部分(230)，并且所述密封装置包括一个围绕该可移动电导体(26)的动态密封件(32)。7.根据权利要求6所述的电解池(I)，其特征在于，该可移动电导体(26)穿过该固定部分(230)的水平部分。8.根据权利要求6或7所述的电解池(I)，其特征在于，该可移动电导体(26)在该第二部分(260)和该第一部分(262)之间包括一个具有不变截面的直的密封部分(261)。9.根据权利要求5所述的电解池(I)，其特征在于，该可移动电导体(26)以大体上水平的方式穿过该封闭腔(22)的该固定部分(230)，并且该密封装置包括一个密封部件(34)，该密封部件被配置成完全关闭该固定部分(230)的该窗(232)，不管该可移动电导体(26)在何位置通过该窗(232)。10.根据权利要求9所述的电解池(I)，其特征在于，该密封部件(34)围绕该可移动电导体(26)且与该可移动电导体(26)相互依存地安装。11.根据权利要求10所述的电解池(I)，其特征在于，该密封部件(34)是一个在大体上平行于它穿过的该固定部分(230)的平面上延伸的金属板。12.根据权利要求10或11所述的电解池(I)，其特征在于，一个补偿部件被布置在该密封部件(34)和该可移动电导体(26)之间。13.根据权利要求10到12中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该电解池(I)包括用于引导该密封部件(34)移动的装置，所述引导装置包括两个大体上矩形的框架(40)，所述两个大体上矩形的框架被固定在该封闭腔(22)的该固定部分(230)以围绕该固定部分(230)的该窗(232)且相对于彼此布置以在它们之间限定一个空间，该密封部件(34)被设计为在该空间内滑动，该电解池(I)还包括插入在所述两个框架(40)之间的用于膨胀补偿的目.014.根据权利要求1到13中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该电导体(26)是不可变形的刚性电导体。15.根据权利要求1到14中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该阳极组件由该电导体(26)支撑且经由该电导体(26)被移动。16.根据权利要求15所述的电解池(I)，其特征在于，该电解池(I)包括用于在大体上竖向移动上移动该电导体(26)的移动装置，所述移动装置整体地被布置在该封闭腔(22)外面。17.根据权利要求16所述的电解池(I)，其特征在于，所述移动装置是专门地与作为用于该阳极组件的支撑的该可移动电导体(26)相关的起重器(42)。18.根据权利要求1到17中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该电导体不在所述阳极组件上面与其正对地延伸。19.根据权利要求18所述的电解池(I)，其特征在于，该可移动电导体(26)被布置在该阳极组件的该阳极支撑(8)的下面。20.根据权利要求4到19中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该封闭腔(22)的该顶部部分(220)搁置在该封闭腔(22)的该固定部分(230)上。21.根据权利要求20所述的电解池(I)，其特征在于，该固定部分(230)限定了一个大体上矩形的水平开口且该顶部部分(220)大体上水平地搁置在该固定部分(230)上。22.根据权利要求20到21中任任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该顶部部分(220)可以包括大体上纵向且彼此平行的多个相邻的罩(222)，所述多个相邻的罩在该电解池(I)的两个相对的纵向边缘之间在该电解池(I)的大体上横向方向上延伸。23.根据权利要求20到22中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该封闭腔(22)的该固定部分(220)包括一个围绕且在由该槽壳(2)和该内衬(4)限定的开口上面大体上竖向延伸的竖向部分。24.根据权利要求1到23中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该电解池(I)包括将该阳极支撑固定到该电导体(26)上的装置，所述固定装置完全被包含在该封闭腔(22)内部。25.根据权利要求1到24中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该电解池(I)包括多个阳极组件以及对每个阳极组件包括至少一个电连接到该阳极支撑(8)的电导体(26)。26.根据权利要求1到25中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该阳极支撑(8)包括一个在该电解池(I)的两个相对的纵向边缘之间大体上水平延伸的棒(80)。27.根据权利要求26所述的电解池(I)，其特征在于，该棒(80)的相对末端的每个电连接到一个电导体(26)。28.根据权利要求27所述的电解池(I)，其特征在于，该棒(80)的相对末端的每个被该电导体(26)支撑且经由该电导体(26)被移动。29.根据权利要求1到28中任一项所述的电解池(I)，其特征在于，该可移动电导体(26)有一个具有多边形截面的部分。30.包括至少一个根据权利要求1到29中任一项所述的电解池(I)的铝厂。
【文档编号】C25C3/10GK105934538SQ201580005916
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年1月23日
【发明人】O·马丁, C·杜瓦, S·瑞纳乌迪尔, B·巴德特
【申请人】力拓艾尔坎国际有限公司