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Energieeinsparungen durch neue Kathodenblöcke

Innovationen der SGL Group optimieren die Aluminium-Herstellung

Die Basistechnologie zur Herstellung von Aluminium wurde vor 125 Jahren erfunden und wird seitdem stetig weiterentwickelt. Es handelt sich um einen Elektrolyseprozess, bei dem mit Hilfe von elektrischem Strom Tonerde in Aluminium umgewandelt wird. Kathoden dienen dabei einerseits als elektrische Energiezuführung, andererseits konstruktiv als Boden der Elektrolysezelle. Nach einer durchschnittlichen Lebensdauer von fünf bis sieben Jahren werden sie ausgetauscht.

Energieeffizienz ist für unsere Kunden von strategischer Bedeutung. Die Energie-
kosten machen ca. 30 % der gesamten Aluminium-Herstellungskosten aus. Der Kathodenblock trägt als eine der konstruktiven Komponenten direkt und indirekt zur Energieeffizienz des Herstellungsprozesses bei. Die SGL Group arbeitet intensiv an wertschöpfenden Lösungen: In 2010 haben wir mit der Markteinführung von drei Neuentwicklungen begonnen. Sie belegen die Innovationskraft der SGL Group auch in Geschäftsfeldern, die reife Märkte bedienen.

Kathodenmaterial mit doppeltem Nutzen
Bei Kathodenmaterialien sind gute elektrische Eigenschaften sowie Langlebigkeit gefragt. Oftmals sind diese beiden Anforderungen jedoch gegenläufig.
Der SGL Group ist es gelungen, sie in einem Material erfolgreich zu kombinieren. Das Ergebnis: verminderter Energieverbrauch und längere Laufzeiten der Elektro-
lysezelle. Die längere Laufzeit senkt sowohl die Wiederbeschaffungskosten als auch die Kosten für die Entsorgung kontaminierter Bestandteile der Elektrolysezelle.

Verbesserte Kontaktierung
Die elektrische Verbindung der Kathodenblöcke mit dem System erfolgt über Gus-
seisen. Am Übergang vom Kathodenblock zum Gusseisen kommt es zu elektri-
schen Verlusten. Die von der SGL Group entwickelte und kürzlich patentierte 1) Lösung minimiert diese Verluste durch den Einsatz von Sigraflex® Graphitfolie. Unsere Kunden profitieren gleich zweifach von diesem Konzept: Zum einen ist der Energieverbrauch im Elektrolyseprozess niedriger, zum anderen verringert sich das Risiko für die Kathode, beim Einfügen des heißen Gusseisens durch Thermoschock geschädigt zu werden.

Gleichmäßigere Verteilung der Stromdichte
Der Kathodenblock wird während der Verwendung im Elektrolyseprozess von sehr hohen elektrischen Strömen durchflossen. Typischerweise ist die Stromdichte-
verteilung durch die Kathode ungleichmäßig. Diesem Problem begegnet die
SGL Group mit einer patentierten 2) Optimierung der Nut für die Stromschiene. Durch die wesentlich gleichmäßigere Stromdichte können der Energieverbrauch wie auch die Lebensdauer positiv beeinflusst werden.

1) Patent-Nr.: PCT/EP 2006/012310
2) Patent-Nr.: WO 2007/118510

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