Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 4/2014

01.08.2014

Investigation of Freeze-Linings in Aluminum Production Cells

verfasst von: Ata Fallah-Mehrjardi, Peter C. Hayes, Evgueni Jak

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 4/2014

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The molten cryolite bath creates chemically a very aggressive environment in the Hall–Héroult cell, and thus, the formation of a protective solid layer (freeze-lining) on the cell wall is essential for the operation of the present cell designs. To provide further information on the formation of the freeze-lining deposit in this system, laboratory-based studies were undertaken using an air-cooled probe technique The effects of process conditions, i.e., time, bath agitation, and superheat on the microstructures, morphologies of the phases, and the phase assemblages adjacent to the deposit/bath interface were investigated. A detailed microstructural analysis of the steady-state deposits shows that a dense sealing primary-phase layer of cryolite solid solution was formed at the interface of the bath deposit for the process conditions examined. The formation of sealing primary-phase layer at the bath/deposit interface explicitly indicates that the deposit/liquid bath interface temperature is equal to that of the liquidus of the bulk bath. The experimentally investigated liquidus temperature and subliquidus equilibria differ significantly from those previously reported.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat K. Grjotheim and B. Welch: Aluminium Smelter Technology. Aluminium Verlag, Dusseldorf, 1980. K. Grjotheim and B. Welch: Aluminium Smelter Technology. Aluminium Verlag, Dusseldorf, 1980.
2.
Zurück zum Zitat J. Thonstad and S. Rolseth: Light Metals, Atlanta, Georgia, TMS, 1983, pp. 415-24. J. Thonstad and S. Rolseth: Light Metals, Atlanta, Georgia, TMS, 1983, pp. 415-24.
3.
Zurück zum Zitat M.P. Taylor and B.J. Welch: Metall. Trans. B, 1987, vol. 18B, pp. 391-98.CrossRef M.P. Taylor and B.J. Welch: Metall. Trans. B, 1987, vol. 18B, pp. 391-98.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat H. Pfundt, D. Vogelsang, and U. Gerling: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 1989, pp. 371-77. H. Pfundt, D. Vogelsang, and U. Gerling: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 1989, pp. 371-77.
5.
Zurück zum Zitat J.N. Bruggeman and D.J. Danka: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 1990, pp. 203-09. J.N. Bruggeman and D.J. Danka: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 1990, pp. 203-09.
6.
Zurück zum Zitat H.A. Ahmed and S.M. El-Raghy: Light Metals. TMS, Warrendale, PA, 1994, pp. 333-38. H.A. Ahmed and S.M. El-Raghy: Light Metals. TMS, Warrendale, PA, 1994, pp. 333-38.
7.
Zurück zum Zitat A. Valles and V. Lenis: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 1995, pp. 309-13. A. Valles and V. Lenis: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 1995, pp. 309-13.
8.
Zurück zum Zitat T.E. Fletcher, T.A. Utigard, and P. Desclaux: Can. Metall. Q, 1996, vol. 35(1), pp. 53–59. T.E. Fletcher, T.A. Utigard, and P. Desclaux: Can. Metall. Q, 1996, vol. 35(1), pp. 53–59.
9.
Zurück zum Zitat T.A. Utigard, A. Warczok, and P. Desclaux: Metall. Mater. Trans. B, 1994, vol. 25B, pp. 43-51.CrossRef T.A. Utigard, A. Warczok, and P. Desclaux: Metall. Mater. Trans. B, 1994, vol. 25B, pp. 43-51.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat P.L. Lin, A.D. Pelton, and M.L. Saboungi: Metall. Trans. B, 1982, vol. 13, pp. 61-69.CrossRef P.L. Lin, A.D. Pelton, and M.L. Saboungi: Metall. Trans. B, 1982, vol. 13, pp. 61-69.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat R.D. Peterson and A.T. Tabereaux: Light Metals. TMS, Warrendale, PA, 1987, pp. 383-88. R.D. Peterson and A.T. Tabereaux: Light Metals. TMS, Warrendale, PA, 1987, pp. 383-88.
12.
Zurück zum Zitat H. Kvande and F.N. Xiang: Acta. Mat. Scand., 1986, vol. 41, pp. 146-51. H. Kvande and F.N. Xiang: Acta. Mat. Scand., 1986, vol. 41, pp. 146-51.
13.
Zurück zum Zitat A. Solheim, S. Rolseth, E. Skybakmoen, L. Støen, Å. Sterten, and T. Støre: Metall. Mater. Trans. B, 1996, vol. 27B, pp. 739-44.CrossRef A. Solheim, S. Rolseth, E. Skybakmoen, L. Støen, Å. Sterten, and T. Støre: Metall. Mater. Trans. B, 1996, vol. 27B, pp. 739-44.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat D.F. Craig and J.J. Brown: J. Am. Ceram. Soc., 1980, vol. 63(5-6), pp. 254-61.CrossRef D.F. Craig and J.J. Brown: J. Am. Ceram. Soc., 1980, vol. 63(5-6), pp. 254-61.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat P. Chartrand and A.D. Pelton: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 2002, pp. 245-51. P. Chartrand and A.D. Pelton: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 2002, pp. 245-51.
16.
Zurück zum Zitat M.A. Stam, M.P. Taylor, J.J.J. Chen, A. Mulder, and R. Rodrigo: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 2008, pp. 309–14. M.A. Stam, M.P. Taylor, J.J.J. Chen, A. Mulder, and R. Rodrigo: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 2008, pp. 309–14.
17.
Zurück zum Zitat M.A. Stam, M.P. Taylor, J.J.J. Chen, A. Mulder, and R. Rodrigo: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 2009, pp. 311–15. M.A. Stam, M.P. Taylor, J.J.J. Chen, A. Mulder, and R. Rodrigo: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 2009, pp. 311–15.
18.
Zurück zum Zitat M.P. Taylor, X. Liu, K.J. Fraser, and B.J. Welch: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 1990, pp. 259–66. M.P. Taylor, X. Liu, K.J. Fraser, and B.J. Welch: Light Metals, TMS, Warrendale, PA, 1990, pp. 259–66.
19.
Zurück zum Zitat A. Solheim: 12th Aluminium Symp., Brastislava, 2003. A. Solheim: 12th Aluminium Symp., Brastislava, 2003.
20.
Zurück zum Zitat A. Solheim and L.I.R. Støen: Light Metals, Orlando, Florida, TMS, 1997, pp. 325-32. A. Solheim and L.I.R. Støen: Light Metals, Orlando, Florida, TMS, 1997, pp. 325-32.
21.
Zurück zum Zitat M. Campforts, E. Jak, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2009, vol. 40B, pp. 619-31.CrossRef M. Campforts, E. Jak, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2009, vol. 40B, pp. 619-31.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat M. Campforts, K. Verscheure, E. Boydens, T. Van Rompaey, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2008, vol. 39B, pp. 408-17.CrossRef M. Campforts, K. Verscheure, E. Boydens, T. Van Rompaey, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2008, vol. 39B, pp. 408-17.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat K. Verscheure, F. Verhaeghe, E. Boydens, M. Van Camp, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2006, vol. 37B, pp. 929-40.CrossRef K. Verscheure, F. Verhaeghe, E. Boydens, M. Van Camp, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2006, vol. 37B, pp. 929-40.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat M. Campforts, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2009, vol. 40B, pp. 643-55.CrossRef M. Campforts, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2009, vol. 40B, pp. 643-55.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat M. Campforts, E. Jak, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2009, vol. 40B, pp. 632-42.CrossRef M. Campforts, E. Jak, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2009, vol. 40B, pp. 632-42.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat M. Campforts, K. Verscheure, T. Van Rompaey, E. Boydens, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2007, vol. 38B, pp. 841-51.CrossRef M. Campforts, K. Verscheure, T. Van Rompaey, E. Boydens, B. Blanpain, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2007, vol. 38B, pp. 841-51.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat M. Campforts, K. Verscheure, F. Verhaeghe, T. Van Rompaey, E. Boydens, B. Blanpain, and P. Wollants: Intl. Symp. Advanced Processing of Metals and Materials, San Diego, 2006, pp. 27–31. M. Campforts, K. Verscheure, F. Verhaeghe, T. Van Rompaey, E. Boydens, B. Blanpain, and P. Wollants: Intl. Symp. Advanced Processing of Metals and Materials, San Diego, 2006, pp. 27–31.
28.
Zurück zum Zitat P. Taskinen, M. Kaskiala, P. Hietanen, K. Miettinen, and A. Forsström: Trans. Inst. Min. Metall. C, 2011, vol. 120, pp. 147-55. P. Taskinen, M. Kaskiala, P. Hietanen, K. Miettinen, and A. Forsström: Trans. Inst. Min. Metall. C, 2011, vol. 120, pp. 147-55.
29.
Zurück zum Zitat A. Fallah-Mehrjardi, P.C. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B., 2013, vol. 44B, pp. 534-48.CrossRef A. Fallah-Mehrjardi, P.C. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B., 2013, vol. 44B, pp. 534-48.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat A. Fallah-Mehrjardi, P.C. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B., 2013, vol. 44B, pp. 549–60.CrossRef A. Fallah-Mehrjardi, P.C. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B., 2013, vol. 44B, pp. 549–60.CrossRef
31.
Zurück zum Zitat FactSage ver. 6.2., CRCT-Thermfact Inc & GTT-Technologies, 2010, Montreal. FactSage ver. 6.2., CRCT-Thermfact Inc & GTT-Technologies, 2010, Montreal.
32.
Zurück zum Zitat P.P. Fedotieff and W.P. Iljinsky: Z. Anorg. Allg. Chem, 1923, vol. 129(1), pp. 93–107.CrossRef P.P. Fedotieff and W.P. Iljinsky: Z. Anorg. Allg. Chem, 1923, vol. 129(1), pp. 93–107.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat S.S. Lee, K.S. Lei, P. Xu, and J.J. Brown: Light Metals, Warrendale, PA, 1984, pp. 841–55. S.S. Lee, K.S. Lei, P. Xu, and J.J. Brown: Light Metals, Warrendale, PA, 1984, pp. 841–55.
34.
Zurück zum Zitat A. Fallah-Mehrjardi, P.C. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44B, pp. 1337-51.CrossRef A. Fallah-Mehrjardi, P.C. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44B, pp. 1337-51.CrossRef
36.
Zurück zum Zitat K. Verscheure: PhD Thesis, Katholieke Universiteit Leuven, 2007. K. Verscheure: PhD Thesis, Katholieke Universiteit Leuven, 2007.
37.
Zurück zum Zitat K. Verscheure, M. Van Camp, B. Blanpain, P. Wollants, P. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B., 2007, vol. 38B, pp. 21-33.CrossRef K. Verscheure, M. Van Camp, B. Blanpain, P. Wollants, P. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B., 2007, vol. 38B, pp. 21-33.CrossRef
38.
Zurück zum Zitat D.G.C. Robertson and S. Kang: Proc. Intl. Conf. Fluid Flow Phenomena in Minerals Processing, TMS, Warrendale, PA, 1999, pp. 157–68. D.G.C. Robertson and S. Kang: Proc. Intl. Conf. Fluid Flow Phenomena in Minerals Processing, TMS, Warrendale, PA, 1999, pp. 157–68.
39.
Zurück zum Zitat P.C. Pistorius: JSAIMM, 2003, vol. 103(8), pp. 509-14. P.C. Pistorius: JSAIMM, 2003, vol. 103(8), pp. 509-14.
40.
Zurück zum Zitat P.C. Pistorius: JSAIMM, 2004, vol. 104(7), pp. 417-22. P.C. Pistorius: JSAIMM, 2004, vol. 104(7), pp. 417-22.
41.
Zurück zum Zitat F. Guevara and G. Irons: Metall. Mater. Trans. B., 2011, vol. 42B, pp. 652-63.CrossRef F. Guevara and G. Irons: Metall. Mater. Trans. B., 2011, vol. 42B, pp. 652-63.CrossRef
42.
Zurück zum Zitat E. Jak and P.C. Hayes: VII Proc. Intl. Conf. on Molten Slags, Fluxes and Salts, SAIMM, Capetown, Johannesburg, South Africa, 2004, pp. 85–104. E. Jak and P.C. Hayes: VII Proc. Intl. Conf. on Molten Slags, Fluxes and Salts, SAIMM, Capetown, Johannesburg, South Africa, 2004, pp. 85–104.
43.
Zurück zum Zitat F.P. Incropera and D.P. DeWitt: Fundamentals of Heat and Mass Transfer 5th ed., Hoboken, NJ : John Wiley, 2002. F.P. Incropera and D.P. DeWitt: Fundamentals of Heat and Mass Transfer 5th ed., Hoboken, NJ : John Wiley, 2002.
44.
Zurück zum Zitat M.P. Taylor, B.J. Welch, and R. McKibbin: AIChE Journal, 1986, vol. 32, pp. 1459-65.CrossRef M.P. Taylor, B.J. Welch, and R. McKibbin: AIChE Journal, 1986, vol. 32, pp. 1459-65.CrossRef
45.
Zurück zum Zitat M.P. Taylor, W.D. Zhang, V. Wills, and S. Schmid: Trans IChemE, 1996, vol. 74, pp. 913-33.CrossRef M.P. Taylor, W.D. Zhang, V. Wills, and S. Schmid: Trans IChemE, 1996, vol. 74, pp. 913-33.CrossRef
Metadaten
Titel
Investigation of Freeze-Linings in Aluminum Production Cells
verfasst von
Ata Fallah-Mehrjardi
Peter C. Hayes
Evgueni Jak
Publikationsdatum
01.08.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 4/2014
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-014-0078-z

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2014

Metallurgical and Materials Transactions B 4/2014 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.