CA1075638A - Procede et dispositif pour la compensation des champs magnetiques des files voisines de cuves d'electrolyse ignee placees au travers - Google Patents
Procede et dispositif pour la compensation des champs magnetiques des files voisines de cuves d'electrolyse ignee placees au traversInfo
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- CA1075638A CA1075638A CA273,293A CA273293A CA1075638A CA 1075638 A CA1075638 A CA 1075638A CA 273293 A CA273293 A CA 273293A CA 1075638 A CA1075638 A CA 1075638A
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/16—Electric current supply devices, e.g. bus bars
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
Dispositif de compensation des champs magnétiques des files voisines de cuves d'électrolyse ignée placées en travers. On modifie la répartition du courant dans les con-ducteurs d'alimentation de l'anode d'une cuve aval à partir de la cathode de la cuve amont voisine de façon à superposer à la cuve une boucle électrique de compensation produisant un champ magnétique supplémentaire sensiblement égal 'a celui creé
par la file voisine, et de sens contraire. La boucle de com-pensation est formée en faisant passer sous la tête extérieure de la cuve, dans un conducteur de compensation, une fraction du courant qui parcourt le collecteur négatif extérieur amont.
Cette fraction du courant rejoint ensuite ce même collecteur amont en longeant le grand côté aval de la cuve.
Dispositif de compensation des champs magnétiques des files voisines de cuves d'électrolyse ignée placées en travers. On modifie la répartition du courant dans les con-ducteurs d'alimentation de l'anode d'une cuve aval à partir de la cathode de la cuve amont voisine de façon à superposer à la cuve une boucle électrique de compensation produisant un champ magnétique supplémentaire sensiblement égal 'a celui creé
par la file voisine, et de sens contraire. La boucle de com-pensation est formée en faisant passer sous la tête extérieure de la cuve, dans un conducteur de compensation, une fraction du courant qui parcourt le collecteur négatif extérieur amont.
Cette fraction du courant rejoint ensuite ce même collecteur amont en longeant le grand côté aval de la cuve.
Description
~7563~
La présente invention, concerne un perfectionnement aux "Procédé et dispositif pour la compensation des champs magné-tiques des files voisines de cuves d'~lectrolyse ignée plac~e en travers", faisant l'objet de notre demande de brevet canadien ~o 266.455 dépo~e le 24 novembre 1976~
La production industrielle de 1'aluminium s'op~re par électrolyse ignée, dans de~ cuves branchées électriquement en -~erie, d'une solution d'alumine dans de la cryolithe portée ~ une température de l'ordre de 950 à 1000 C par l'effet joule du courant traversant la cuve.
Chaque cuve comprend une cathode rectangulaire fonmant creuset, dont le fond est constitué par des blocs de carbone scellés sur des barres d'acier dites barres cathodiques, qui servent à evacuer le courant de la cathode vers les anodes de la cuve suivante.
Les anodes, également en carbone, ~ont scell~es sur des tiges crapaud~es sur des barres en aluminium, dites barres anodi-ques, fixées sur une superstructure qui surplombe le creuset de la cuve. Ces barres anodiques sont reliées, par des conducteurs en aluminium dits "montées", aux barres cathodiques de la cuve précédente.
Entre les anodes et la cathode se trouve le bain d'élec-trolyse, c'est-à-dire la solution d'alumine dans de la cryolithe~
L'aluminium produit se dépose sur la cathode, une r~serYe d'alu-miniwm étant constamment maintenue au fond du creuset cathodique.
Le creuset étant rectangulaire, les barres anodiques supportant les anodes sont, en gén~ral, parallèles ~ se~ grands côtés, alors que les barres cathodiques sont parallèles ~ ~es petits c8tés, dits t~tes de cuve.
Les cuve~ sont rangées selon des files, en long ou en travers, suivant que leur grand côt~ ou leur petit caté e~t parall~le ~ l'axe de la file. Les cuves sont branchées ~lectrique-. .
- ~75638 ment en série, les extrémit~s de la série étant reli~es aux 30rties positive et négative d'une sous-~tation électrique de redressement et de régulation. Chaque s~rie de cuves comprend un certain nombre de files branchées en ~érie, le nombre de~ files étant de préférence pair afin d'éviter des longueurs inutiles de conducteur~.
Le courant électrique qui parcourt les différents conducteurs : électrolyte, métal liqurde, anodes, cathodes, conducteurs de liaison, crée des champs magnétiques importantsO
Ces champs induisent, dans le bain d'~lectrolyse et dans le métal fondu contenu dans le creuset, des forces dites de Laplace qui, par le~ mouvements qu'elles engendrent, sont nuisible~ ~ la bonne marche de la cuve. Le dessin de la cuve et de ses conducteurs de - liaison est étudié pour que les champs ma~n~tiques créés par le~
différentes parties de la cuve et les conducteurs de liai~on se compensent : on aboutit ainsi ~ une cuve ayant pour plan de symétrie le plan vertical parallèle à la file de cuves et pa-~ant par le centre du creuset.
Cependant, les cuve~ ~ont également ~oumises ~ des champ~ magnétiques perturbateurs provenant de la ou le~ file~
voisines~
Dans ce qui suit, les mots 'lamont" et "aval" s'entendent par rapport au sens g~néral du courant électrique dan~ la file de cuves considérée. On entend par "file voisine"la file la plu~
proche de la file considér~e et par "champ de la file voi~ine"
la résultante de~ champ3 de toutes les files autre~ que la file considérée.
Dan3 notre demande de brevet No. 266,455, nou~ avonq décrit un procédé et un di~positif pour la compensation des champs magnétiques de~ files voisine~ de cuves d'électrolyse ign~e placées en travers, consistant ~ modifier la r~partition du courant dans les conducteur~ d'alimentation de l'anode d'une ~75638 cuve aval ~ partir de la cathode de la cuve amont voisine, de façon à superposer à la cuve une ~ucle électrique produi~ant un champ magnétique supplémentaire ~e!n3iblement ~gal ~ celui créé par la file voi~ine, et de sens contraire.
Chaque cuve comporte au moins deux barres anodiqùes sur lesquelles sont crapaudées des tiges scellées aux anodes, et un creuset cathodique dont le fond ect constitué par des blocs de carbone scellés sur des barres cathcdiques, les barres anodiques . de la cuve aval étant alimentées en courant électrique à partir des barre~ cathodiques de la cuve amont par au moins deux montées, l'une intérieure, c'est-à-dire située du côté de la file voisine, 1'autre extérieure, chaque montée comprenant deux conducteur~ dont l'un est relié aux èxtrémités amont des barres cathodique~, l'autre étant relié aux extrémités aval des barres cathodiques. L'un des conducteurs de la m~nt~ int~rieure, c~té amont ou c8té aval, est relié à plus de la moitié des extrémit~s correspondante3 des barres cathodiques prises du c8té intérieur, le conducteur correspondant de la montée extérieure étant relié aux extr~mités c8té extérieur non reli~es à la montée intérieure, l'autxe conducteur intérieur, c8té aval ou côté amont, étant reli~ ~ la moitié caté int~rieur des extrémités correspondantes et le conducteur ext~rieur correspondant ~ la moitié c~t~ ext~rieur~
- La détexmination de l'intensité du courant ~ détourner du conducteur extérieur sur le conducteur intérieur, de façon à créer une boucle électrique produisant un champ vertical positif additionnel ayant sensiblement la même intensité que le champ vertical négatlf cr~ par la ile voi~ine, est ais~e. En effet, le champ e~t proportionnel à l'intensité du courant . en superpo-sant le~ intensités on superpose donc les champs correspondantsO
Le calcul de l'intensité à détourner consiste donc calculer ou à mesurer le champ créé par la boucl~ pr~cédemment définie, en fonction de l'intensité I du courant détourn~ qui la ``. ~075638 parcourt, puis a superposer ce champ a celui de la cuve sans compensation, et enfin a faire varier I jusqu'a ce que le champ vertical maximal de la cuve soit le plus faible possible en valeur absolue.
Pratiquement, on calcule ou on mesure, et on porte sur un graphique la valeur du champ vertical aux quatres coins de la cuve en fonction de I, et on lit directement la valeur Io de I correspondant a la valeur absolue du minimum du champ vertical maximal. On réalise ensuite le branchement électrique en connectant sur chaque circuit un certain nombre de barres cathodiques, de façon que l'intensité I soit la plus proche possible de Io~
Cependant, lors de la mise en oeuvre du procédé et du dispositif qui viennent d'etre decrits, on constate que l'influence de la file voisine est favorable sur le cote intérieur de la cuve, puisqu'elle cree un champ de signe oppose au champ propre de la cuve, alors qu'elle est défavorable sur le côté
extérieur de la cuve, ou elle crée un champ qui s'ajoute au champ propre de la cuve.
Selon la presente invention, un dispositif de compensation des champs magnétiques des files voisines des cuves d'electrolyse ignee placees en travers, les cuves ayant une anode, une cathode et une tete exterieure,dans lequel on modifie la répartition d'un courant dans des conducteurs d'alimentation de l'anode d'une cuve aval à partir de la cathode d'une cuve amont voisine, de facon a superposer a la cuve aval une boucle electrique de compensation produisant un champ ma-gnetique supplementaire sensiblement egal a celui cree par une file voisine, et de sens contraire, caracterise en ce que l'on forme la boucle electrique de compensation en faisant passer sous la tête exterieure de la cuve aval dans un conducteur de compensation, une fraction du courant qui parcourt un ~ ' ~1~7S~3~
collecteur négatif exterieur amount, cette fraction de courant rejoignant ensuite ce même col:Lecteur amont en longeant le grand côte aval de la cuve aval.
L'invention va être decrite maintenant plus en détail mais d'une manière non restrictive de sa portée,avec reference aux dessins annexes dans lesquels:
- La figure 1 est un croquis illustrant le mode de calcul de la position optimale du conducteur de compensation, ~75638 - La figure 2 schématise une coupe verticale de la t~te ext~rieure d'une cellule d'électroly~e, - La figure 3 est une ~le sch~matique en perspective de la tête extérieure d'une cellule d'~lectrolyse, - La figure 4 est un schéma qui montre comment on peut effectuer la determination de l'intensité qui doit parcourir la boucle.
La position de ce conducteur que l'on désignera, dans C2 qui suit, par l'expresRion "conducteur de compencation", doit être telle ~ue le champ magnétique qu'il crée soit maximal au point de la cuve où le champ magnétique vertical ~ compenser est le plus intense, c'est-à-dire au voisinage de l'angle ext~rieur de l'anode. Le collecteur de compensation doit être placé le plus haut possible sous le fond de la cuve. Pour d~terminer sa posi-tion dans le plan horizontal, on calcule la valeur du champ magnétique vertical créé par un conducteur horizontal supposé
infini pour Rimplifier le calcul, en un point M situé à une distance h au-dessus de ce plan.
Sur la figure 1, C représente la section du conducteur de compensation vue en bout, et M le point où le champ magnétique à compenser ~produit par la file voisine) est la plus intense.
est l'angle que fait le plan contenant le conducteur de compensa- ~
tion C et le point M avec la verticale. Si l'on appelle I
l'intensité du courant dans le conducteur C, le champ magnétique B au point M vaut :
La présente invention, concerne un perfectionnement aux "Procédé et dispositif pour la compensation des champs magné-tiques des files voisines de cuves d'~lectrolyse ignée plac~e en travers", faisant l'objet de notre demande de brevet canadien ~o 266.455 dépo~e le 24 novembre 1976~
La production industrielle de 1'aluminium s'op~re par électrolyse ignée, dans de~ cuves branchées électriquement en -~erie, d'une solution d'alumine dans de la cryolithe portée ~ une température de l'ordre de 950 à 1000 C par l'effet joule du courant traversant la cuve.
Chaque cuve comprend une cathode rectangulaire fonmant creuset, dont le fond est constitué par des blocs de carbone scellés sur des barres d'acier dites barres cathodiques, qui servent à evacuer le courant de la cathode vers les anodes de la cuve suivante.
Les anodes, également en carbone, ~ont scell~es sur des tiges crapaud~es sur des barres en aluminium, dites barres anodi-ques, fixées sur une superstructure qui surplombe le creuset de la cuve. Ces barres anodiques sont reliées, par des conducteurs en aluminium dits "montées", aux barres cathodiques de la cuve précédente.
Entre les anodes et la cathode se trouve le bain d'élec-trolyse, c'est-à-dire la solution d'alumine dans de la cryolithe~
L'aluminium produit se dépose sur la cathode, une r~serYe d'alu-miniwm étant constamment maintenue au fond du creuset cathodique.
Le creuset étant rectangulaire, les barres anodiques supportant les anodes sont, en gén~ral, parallèles ~ se~ grands côtés, alors que les barres cathodiques sont parallèles ~ ~es petits c8tés, dits t~tes de cuve.
Les cuve~ sont rangées selon des files, en long ou en travers, suivant que leur grand côt~ ou leur petit caté e~t parall~le ~ l'axe de la file. Les cuves sont branchées ~lectrique-. .
- ~75638 ment en série, les extrémit~s de la série étant reli~es aux 30rties positive et négative d'une sous-~tation électrique de redressement et de régulation. Chaque s~rie de cuves comprend un certain nombre de files branchées en ~érie, le nombre de~ files étant de préférence pair afin d'éviter des longueurs inutiles de conducteur~.
Le courant électrique qui parcourt les différents conducteurs : électrolyte, métal liqurde, anodes, cathodes, conducteurs de liaison, crée des champs magnétiques importantsO
Ces champs induisent, dans le bain d'~lectrolyse et dans le métal fondu contenu dans le creuset, des forces dites de Laplace qui, par le~ mouvements qu'elles engendrent, sont nuisible~ ~ la bonne marche de la cuve. Le dessin de la cuve et de ses conducteurs de - liaison est étudié pour que les champs ma~n~tiques créés par le~
différentes parties de la cuve et les conducteurs de liai~on se compensent : on aboutit ainsi ~ une cuve ayant pour plan de symétrie le plan vertical parallèle à la file de cuves et pa-~ant par le centre du creuset.
Cependant, les cuve~ ~ont également ~oumises ~ des champ~ magnétiques perturbateurs provenant de la ou le~ file~
voisines~
Dans ce qui suit, les mots 'lamont" et "aval" s'entendent par rapport au sens g~néral du courant électrique dan~ la file de cuves considérée. On entend par "file voisine"la file la plu~
proche de la file considér~e et par "champ de la file voi~ine"
la résultante de~ champ3 de toutes les files autre~ que la file considérée.
Dan3 notre demande de brevet No. 266,455, nou~ avonq décrit un procédé et un di~positif pour la compensation des champs magnétiques de~ files voisine~ de cuves d'électrolyse ign~e placées en travers, consistant ~ modifier la r~partition du courant dans les conducteur~ d'alimentation de l'anode d'une ~75638 cuve aval ~ partir de la cathode de la cuve amont voisine, de façon à superposer à la cuve une ~ucle électrique produi~ant un champ magnétique supplémentaire ~e!n3iblement ~gal ~ celui créé par la file voi~ine, et de sens contraire.
Chaque cuve comporte au moins deux barres anodiqùes sur lesquelles sont crapaudées des tiges scellées aux anodes, et un creuset cathodique dont le fond ect constitué par des blocs de carbone scellés sur des barres cathcdiques, les barres anodiques . de la cuve aval étant alimentées en courant électrique à partir des barre~ cathodiques de la cuve amont par au moins deux montées, l'une intérieure, c'est-à-dire située du côté de la file voisine, 1'autre extérieure, chaque montée comprenant deux conducteur~ dont l'un est relié aux èxtrémités amont des barres cathodique~, l'autre étant relié aux extrémités aval des barres cathodiques. L'un des conducteurs de la m~nt~ int~rieure, c~té amont ou c8té aval, est relié à plus de la moitié des extrémit~s correspondante3 des barres cathodiques prises du c8té intérieur, le conducteur correspondant de la montée extérieure étant relié aux extr~mités c8té extérieur non reli~es à la montée intérieure, l'autxe conducteur intérieur, c8té aval ou côté amont, étant reli~ ~ la moitié caté int~rieur des extrémités correspondantes et le conducteur ext~rieur correspondant ~ la moitié c~t~ ext~rieur~
- La détexmination de l'intensité du courant ~ détourner du conducteur extérieur sur le conducteur intérieur, de façon à créer une boucle électrique produisant un champ vertical positif additionnel ayant sensiblement la même intensité que le champ vertical négatlf cr~ par la ile voi~ine, est ais~e. En effet, le champ e~t proportionnel à l'intensité du courant . en superpo-sant le~ intensités on superpose donc les champs correspondantsO
Le calcul de l'intensité à détourner consiste donc calculer ou à mesurer le champ créé par la boucl~ pr~cédemment définie, en fonction de l'intensité I du courant détourn~ qui la ``. ~075638 parcourt, puis a superposer ce champ a celui de la cuve sans compensation, et enfin a faire varier I jusqu'a ce que le champ vertical maximal de la cuve soit le plus faible possible en valeur absolue.
Pratiquement, on calcule ou on mesure, et on porte sur un graphique la valeur du champ vertical aux quatres coins de la cuve en fonction de I, et on lit directement la valeur Io de I correspondant a la valeur absolue du minimum du champ vertical maximal. On réalise ensuite le branchement électrique en connectant sur chaque circuit un certain nombre de barres cathodiques, de façon que l'intensité I soit la plus proche possible de Io~
Cependant, lors de la mise en oeuvre du procédé et du dispositif qui viennent d'etre decrits, on constate que l'influence de la file voisine est favorable sur le cote intérieur de la cuve, puisqu'elle cree un champ de signe oppose au champ propre de la cuve, alors qu'elle est défavorable sur le côté
extérieur de la cuve, ou elle crée un champ qui s'ajoute au champ propre de la cuve.
Selon la presente invention, un dispositif de compensation des champs magnétiques des files voisines des cuves d'electrolyse ignee placees en travers, les cuves ayant une anode, une cathode et une tete exterieure,dans lequel on modifie la répartition d'un courant dans des conducteurs d'alimentation de l'anode d'une cuve aval à partir de la cathode d'une cuve amont voisine, de facon a superposer a la cuve aval une boucle electrique de compensation produisant un champ ma-gnetique supplementaire sensiblement egal a celui cree par une file voisine, et de sens contraire, caracterise en ce que l'on forme la boucle electrique de compensation en faisant passer sous la tête exterieure de la cuve aval dans un conducteur de compensation, une fraction du courant qui parcourt un ~ ' ~1~7S~3~
collecteur négatif exterieur amount, cette fraction de courant rejoignant ensuite ce même col:Lecteur amont en longeant le grand côte aval de la cuve aval.
L'invention va être decrite maintenant plus en détail mais d'une manière non restrictive de sa portée,avec reference aux dessins annexes dans lesquels:
- La figure 1 est un croquis illustrant le mode de calcul de la position optimale du conducteur de compensation, ~75638 - La figure 2 schématise une coupe verticale de la t~te ext~rieure d'une cellule d'électroly~e, - La figure 3 est une ~le sch~matique en perspective de la tête extérieure d'une cellule d'~lectrolyse, - La figure 4 est un schéma qui montre comment on peut effectuer la determination de l'intensité qui doit parcourir la boucle.
La position de ce conducteur que l'on désignera, dans C2 qui suit, par l'expresRion "conducteur de compencation", doit être telle ~ue le champ magnétique qu'il crée soit maximal au point de la cuve où le champ magnétique vertical ~ compenser est le plus intense, c'est-à-dire au voisinage de l'angle ext~rieur de l'anode. Le collecteur de compensation doit être placé le plus haut possible sous le fond de la cuve. Pour d~terminer sa posi-tion dans le plan horizontal, on calcule la valeur du champ magnétique vertical créé par un conducteur horizontal supposé
infini pour Rimplifier le calcul, en un point M situé à une distance h au-dessus de ce plan.
Sur la figure 1, C représente la section du conducteur de compensation vue en bout, et M le point où le champ magnétique à compenser ~produit par la file voisine) est la plus intense.
est l'angle que fait le plan contenant le conducteur de compensa- ~
tion C et le point M avec la verticale. Si l'on appelle I
l'intensité du courant dans le conducteur C, le champ magnétique B au point M vaut :
2 I
B = h Cos ~
Si l'on appelle B la composante verticale du champ au point M, on a :
B = B. sin = h x 2 cos ~ sin 1 sin 2 ~
~L~756~3 Bz est maximal pour sin 2 ~= 1 donc pour ~ = 45 Le conducteur de compensation doit donc 8tre plac~, comme on le voit figure 2, de façon telle que le plan défini par le conducteur et par l'angle extér:ieur de l'anode fasse un angle sensiblement égal ~ 45 avec la verticale, Sur cette figure 2 qui sch~matise une coupe verticale de la tête ext~rieure d'une cellule d'électrolyse, 1 e~t l'anode, 2 l'électrolyte fondu, 3 la couche d'aluminium liquide, 4 le bloc cathodique, 5 l'angle inférieur de l'anode au voisinage duquel le ch~np magnétique vertical ~ compenser est maximal, et 6 le conduc~eur de compensation.
La figure 3, qui est une vue sch~matique en perspective de la tete extérieure d'une cellule d'~lectrolyse, précise la po-sition et le tracé du conducteur de compensation 7. Il comporte :
une descente 8 à partir du conducteur négatif extérieur amont 9 jusqu'au niveau du fond de la cuve 10, un passage horizontal 1 sous la cuve paxallèlement à son petit c8té 12, une remont~e 13 jusqu'au niveau du collecteur négatif extérieur aval 14, placée entre ce dernier et le caisson de la cuve, et un retour 15, parallèlement au grand côté 16 de la cuve, pour rejoindre le ~ collecteur extérieur amont 9. Le tracé en pointillé fl~ch~
indique comrnent se forme la boucle électrique génératrice du champ de compensation.
Une fois la po ition du conducteur de compensation d~fi-nie, la d~tennination de l'intensité qui doit parcourir la boucle s'obtien~ comrne cela a ~té décrit préc~demment, en calculant la variation du champ vertical dans les angles amont extérieur et intérieur en fonction de l'intensité, et en choisissant l'intensité
pour laquelle ces deux valeur~ s'égalisent.
Le graphique, figure 4, montre comment on peut, à titre d'exemple, effectuer cette détermination dans le cas d'une cuve ~L~7~1638 d'électrolyse de 90 kA, On fait varier l'intensité du courant dans le conduc-teur de compensation, et on porte en abscisses cette valeur d'intensité.
Puis, on mesure et on porte ~n ordonnées la valeur en gauss du champ magnétique vertical dans les angles : amont int~ri-eur, amont extérieur, aval intérieur et aval extérieur, A titre complémentaire, on calcule le champ au centre de la cuve.
On voit, sur le graphique, que la valeur optimale du courant de compensation est légèrement inférieure à 10 kA. En adoptant 9,5 Ka, on obtient le~ ~aleurs suivantes :
Champ magnétique en Gauss Sans Avec conducteur ~valeurs absolues)compensation de compensation au centre 8 14 angle amont interi- 111 88,8 Vertical angle amont exteri- 90 88,5 angle aval intérieur 29 30,5 angle aval extérieur 9 30,5 _ Horizontal au centre 0 2 _ (longitudinal) , On remarque que le champ horizontal créé par ce mode de compensation au centre a une composante transversale nulle et une composante longitudinale très faible.
Le proc~dé et le dispositif, objets de l'invention, s'appliquent aussi bien aux cuves à montées en t~te qu'aux cuves à mont~es centrales.
B = h Cos ~
Si l'on appelle B la composante verticale du champ au point M, on a :
B = B. sin = h x 2 cos ~ sin 1 sin 2 ~
~L~756~3 Bz est maximal pour sin 2 ~= 1 donc pour ~ = 45 Le conducteur de compensation doit donc 8tre plac~, comme on le voit figure 2, de façon telle que le plan défini par le conducteur et par l'angle extér:ieur de l'anode fasse un angle sensiblement égal ~ 45 avec la verticale, Sur cette figure 2 qui sch~matise une coupe verticale de la tête ext~rieure d'une cellule d'électrolyse, 1 e~t l'anode, 2 l'électrolyte fondu, 3 la couche d'aluminium liquide, 4 le bloc cathodique, 5 l'angle inférieur de l'anode au voisinage duquel le ch~np magnétique vertical ~ compenser est maximal, et 6 le conduc~eur de compensation.
La figure 3, qui est une vue sch~matique en perspective de la tete extérieure d'une cellule d'~lectrolyse, précise la po-sition et le tracé du conducteur de compensation 7. Il comporte :
une descente 8 à partir du conducteur négatif extérieur amont 9 jusqu'au niveau du fond de la cuve 10, un passage horizontal 1 sous la cuve paxallèlement à son petit c8té 12, une remont~e 13 jusqu'au niveau du collecteur négatif extérieur aval 14, placée entre ce dernier et le caisson de la cuve, et un retour 15, parallèlement au grand côté 16 de la cuve, pour rejoindre le ~ collecteur extérieur amont 9. Le tracé en pointillé fl~ch~
indique comrnent se forme la boucle électrique génératrice du champ de compensation.
Une fois la po ition du conducteur de compensation d~fi-nie, la d~tennination de l'intensité qui doit parcourir la boucle s'obtien~ comrne cela a ~té décrit préc~demment, en calculant la variation du champ vertical dans les angles amont extérieur et intérieur en fonction de l'intensité, et en choisissant l'intensité
pour laquelle ces deux valeur~ s'égalisent.
Le graphique, figure 4, montre comment on peut, à titre d'exemple, effectuer cette détermination dans le cas d'une cuve ~L~7~1638 d'électrolyse de 90 kA, On fait varier l'intensité du courant dans le conduc-teur de compensation, et on porte en abscisses cette valeur d'intensité.
Puis, on mesure et on porte ~n ordonnées la valeur en gauss du champ magnétique vertical dans les angles : amont int~ri-eur, amont extérieur, aval intérieur et aval extérieur, A titre complémentaire, on calcule le champ au centre de la cuve.
On voit, sur le graphique, que la valeur optimale du courant de compensation est légèrement inférieure à 10 kA. En adoptant 9,5 Ka, on obtient le~ ~aleurs suivantes :
Champ magnétique en Gauss Sans Avec conducteur ~valeurs absolues)compensation de compensation au centre 8 14 angle amont interi- 111 88,8 Vertical angle amont exteri- 90 88,5 angle aval intérieur 29 30,5 angle aval extérieur 9 30,5 _ Horizontal au centre 0 2 _ (longitudinal) , On remarque que le champ horizontal créé par ce mode de compensation au centre a une composante transversale nulle et une composante longitudinale très faible.
Le proc~dé et le dispositif, objets de l'invention, s'appliquent aussi bien aux cuves à montées en t~te qu'aux cuves à mont~es centrales.
Claims (2)
1. Dispositif de compensation des champs magne-tiques des files voisines des cuves d'électrolyse ignée placées en travers, lesdites cuves ayant une anode, une cathode et une tête extérieure,dans lequel on modifie la répartition d'un courant dans des conducteurs d'alimentation de l'anode d'une cuve aval à partir de la cathode d'une cuve amont voisine, de façon à
superposer à la cuve aval, une bouche électrique de compensation produisant un champ magnétique supplémentaire sensiblement égal à celui créé par une file voisine, et de sens contraire, caractérisé en ce que l'on forme la boucle électrique de compensation en faisant passer sous la tête extérieure de la cuve aval, dans un conducteur de compensation, une fraction du courant qui parcourt un collecteur négatif extérieur amont, cette fraction de courant rejoignant ensuite ce même collecteur amont en longeant le grand côté aval de la cuve aval.
superposer à la cuve aval, une bouche électrique de compensation produisant un champ magnétique supplémentaire sensiblement égal à celui créé par une file voisine, et de sens contraire, caractérisé en ce que l'on forme la boucle électrique de compensation en faisant passer sous la tête extérieure de la cuve aval, dans un conducteur de compensation, une fraction du courant qui parcourt un collecteur négatif extérieur amont, cette fraction de courant rejoignant ensuite ce même collecteur amont en longeant le grand côté aval de la cuve aval.
2. Dispositif de compensation des champs magnéti-ques des files voisines, selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le conducteur de compensation est place le plus haut-possible sous la cuve aval, horizontalement et paral-lèlement aux petits côtés de la cuve aval et de façon telle que le plan passant par l'angle extérieur de l'anode et le conducteur de compensation fasse avec la verticale un angle sensiblement égal à 45°.
en ce que le conducteur de compensation est place le plus haut-possible sous la cuve aval, horizontalement et paral-lèlement aux petits côtés de la cuve aval et de façon telle que le plan passant par l'angle extérieur de l'anode et le conducteur de compensation fasse avec la verticale un angle sensiblement égal à 45°.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7607404A FR2343826A2 (fr) | 1975-11-28 | 1976-03-08 | Procede et dispositif pour la compensation des champs magnetiques des files voisines de cuves d'electrolyse ignee placees en travers |
Publications (1)
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