Chemische Beständigkeit
In Elektrolyseanlagen spielen die Materialauswahl und die Hochstromtechnik eine entscheidende Rolle für die Energieeffizienz und die Lebensdauer. Ein wesentlicher Engpass für den elektrischen Wirkungsgrad bei der Rohstoffgewinnung und bei Veredelungsprozessen, wie beispielsweise der Zink- oder Kupferelektrolyse, ist der Kontaktwiderstand an den Verbindungsstellen sowie die mechanische und chemische Beständigkeit der Komponenten unter korrosiven Bedingungen. Daher ist eine detaillierte technische Planung hinsichtlich der Konstruktion moderner Aluminiumkathoden, der Materialzusammensetzung und der Kupfer-Aluminium-Verbindungen unerlässlich.
Komponenten für korrosive Bedingungen
Material für maximale Leitfähigkeit und Festigkeit
Die Auswahl der richtigen Legierung für das Kathodenblech ist entscheidend für die Biegesteifigkeit, die Korrosionsbeständigkeit und die elektrische Leitfähigkeit im Dauerbetrieb.
Aluminium-Kathodenbleche zeichnen sich durch hervorragende elektrische Leitfähigkeit und hohe Reinheit aus. Die feinkörnige Struktur des Schweißguts ist zudem so optimiert, dass Zugfestigkeit und Streckgrenze erhöht werden. Unabhängige Korrosionstests zeigen, dass hochreines Aluminium mit einer optimierten Legierungszusammensetzung deutlich weniger Lochfraß aufweist als Standard-Aluminiumbleche und somit eine hohe Korrosionsbeständigkeit gewährleistet.
Der Kontakt als entscheidender Faktor
Ein entscheidender Aspekt bei der Leitung hoher Ströme in der Energie- und Rohstoffverarbeitung ist die Verbindung zwischen Kupferschienen und Aluminiumkathoden. Durch Oxidation an Aluminiumoberflächen entstehen isolierende Schichten, die den Kontaktwiderstand drastisch erhöhen und zu Hotspots sowie massiven Energieverlusten führen. Daher werden je nach Kathodendesign an verschiedenen Stellen des Bauteils zwei unterschiedliche Verfahren eingesetzt: das Sprengbeschichten und das Reibschweißen.
Das Sprengplattieren ist ein oberflächenbasiertes Fügeverfahren. Bei diesem Verfahren wird eine Kupferplatte durch eine kontrollierte Detonation großflächig metallurgisch mit einem Aluminiumblech verbunden. Diese Technik wird vor allem für großflächige Plattenkontakte und Verbundschichten eingesetzt.
Das Reibschweißen ist ein mechanisches Pressschweißverfahren. Durch gegenseitige Rotation und Druck unter Reibungswärme werden massive Stäbe, Rohre oder kompakte Kontaktstücke stumpf miteinander verschweißt. Das Verfahren liefert spezifische Festigkeitswerte und einen geringen Kontaktwiderstand an diesen Verbindungen.
Systemlösungen für Industrien
Schutzmaßnahmen in anspruchsvollen Umgebungen
Um die mechanischen und elektrischen Eigenschaften über viele Jahre hinweg zu erhalten, kommen spezielle Schutzsysteme zum Einsatz. Auf die Grenzfläche zwischen Elektrolyt und Atmosphäre wird eine säure- und alkalibeständige Beschichtung aufgebracht. Diese Beschichtung wird nach dem Sandstrahlen elektrostatisch aufgetragen und anschließend eingebrannt, um eine starke atomare Bindung mit dem Aluminium herzustellen. Hochfeste, spritzgegossene Kantenstreifen schützen die Kathodenkanten vor elektrochemischen Ablagerungen und mechanischen Beschädigungen beim automatischen Abstreifen.
Die Verbindung von Tragbalken, Aufhängern und der Kathodenplatte erfolgt durch Schweißroboter unter Schutzgas, um Verformungen zu minimieren und eine porenfreie Schweißnaht zu gewährleisten.
Entwicklung von Systemlösungen
Als umfassender Partner für Hochstromtechnologien, unterstützen wir Sie vom ersten technischen Entwurf bis hin zur langfristigen Wartung Ihrer Anlagen.
Unser klares Ziel ist es, Stillstandszeiten zu minimieren, Energieverluste drastisch zu reduzieren und die Lebensdauer Ihrer Anlagen nachhaltig zu maximieren.
Deshalb entwickeln und fertigen wir Systemlösungen und Kathodenbleche für Zink-, Kupfer- und Nickelraffinerien präzise nach Ihren individuellen Spezifikationen und Zeichnungen.
Unser globales Netzwerk
Als Teil des globalen Plattformnetzwerks von Pantheon Electric beliefern wir das Marktsegment Energiegewinnung mit hochbelastbaren, maßgeschneiderten Systemlösungen für anspruchsvolle, industrielle Umgebungen.
Dank unserer Partner International Wire, International Wire Europe, Special Corde, Hussey Copper sowie unseren Marken EMS Elektro Metall Spezialprodukte Polska, Vision®Electric, buzzbar®, SPS Standard Produkte Schwanenmühle heben wir unser Produktportfolio auf ein neues Level.
Retrofit
Ein effizienter und zukunftssicherer Betrieb geht weit über die bloße Lieferung neuer Anlagen hinaus. Mithilfe unserer After-Sales-Services modernisieren wir Ihre bestehende Infrastruktur auf nachhaltige Weise.
Wir rüsten bestehende Systeme nach und optimieren deren Energieeffizienz, wodurch wir Ihre Betriebskosten deutlich senken und die Betriebssicherheit erhöhen.
Vision®Bar
Darüber hinaus entwickeln wir modulare Systeme wie Vision®Bar und IndustryBars für Ströme von 1.200 bis über 100.000 Ampere.
Diese Systeme kombinieren starre und flexible Komponenten, um eine optimale Leistung zu erzielen. Ihr spezielles Design verhindert zuverlässig gefährliche Hotspots, minimiert den Kontaktwiderstand und gleicht Wärmeausdehnung und Vibrationen während des laufenden Betriebs aus.
Design & Engineering
Im Bereich der Elektrolyse ist die Kombination aus hochleitfähigen Legierungen, minimiertem Kontaktwiderstand und chemischer Verträglichkeit entscheidend für die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage.
Wir liefern maßgeschneiderte Systemlösungen für Hochstromanwendungen in extremen industriellen und betrieblichen Umgebungen.
Haben Sie Fragen zur Auslegung von Kathodenblechen, Stromschienen oder maßgeschneiderten Systemlösungen?
Kontaktieren Sie unseren technischen Vertriebsmitarbeiter Michael Stein
