CH644407A5 - Vorrichtung zur kompensation der schaedlichen magnetischen beeinflussung zwischen zwei oder mehreren reihen von querorientierten tiegeln bei der erzeugung von aluminium. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Kompensierung der schädlichen magnetischen Beeinflussung zwischen zwei oder mehreren Reihen von querorientierten Tiegeln bei der Erzeugung von Aluminium durch elektrolytische Reduktion, bei der der grösste Teil des zugeführten Stromes von der Rückseite eines Tiegels (Ci, 2) zum nachfolgenden Tiegel (C2,2) in der Reihe über zwei oder mehrere Schienen (Uia. ib. ic, 14) unterhalb des Tiegels zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein anderer und kleinerer Teil (Ik) des dem nachfolgenden Tiegel (Ci, 2) in der Reihe zugeführten Stromes zu seiner Gänze über eine Kompensationsschiene (Ki, 17) entlang jener Schmalseite des Tiegels geleitet wird, welche Schmalseite jener benachbarten Reihe von Tiegeln gegenüberliegt, die eine dominierende magnetische Beeinflussung ausübt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kompensation der schädlichen magnetischen Beeinflussung zwischen zwei oder mehreren Reihen von querorientierten Tiegeln bei der Erzeugung von Aluminium durch elektrolytische Reduktion, bei dem der grösste Teil des zugeführten Stromes von der Rückseite eines Tiegels zum nachfolgenden Tiegel in der Reihe durch zwei oder mehreren Schienen unterhalb des Tiegels zugeführt werden.

In der US-Patentschrift Nr. 3 756 938 ist ein Verfahren zur Kompensation von entsprechend schädlicher magnetischer Beeinflussung zwischen in Längsrichtung ausgerichteter Tiegelreihen beschrieben. Dieses Verfahren kann nicht direkt auf querliegend angeordnete Tiegel übertragen werden und zwar wegen des grossen Unterschiedes im Aufbau des Sam-melschienensystems.

Es sind verschiedene Massnahmen zur Reduktion oder Unterdrückung der schädlichen magnetischen Beeinflussung zwischen Reihen von querliegend angeordneten Elektrolysetiegeln zur Erzeugung von Aluminium bekannt. In der DT-OS Nr. 2 653 643 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem der von der Rückseite eines Tiegels in einer Reihe zum nachfolgenden Tiegel geleitete Strom in zwei Anteilen so aufgeteilt wird, dass ein grosser Anteil entlang jener Querseite des Tiegels, der der benachbarten Reihe gegenüberliegt, und dann entlang der anderen Querseite des Tiegels geleitet wird, was ein Nachteil ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welcher der Nachteil der beschriebenen Verfahren nicht auftritt.

Dieses Ziel wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches erreicht.

Dieser Anteil des Stromes wird vorzugsweise durch eine Schiene geleitet, die mit Vorteil direkt ausserhalb des Kathodenanschlusses liegt, so dass der in der Schiene fliessende Strom nur ein vertikales Feld erzeugt, das dem durch die benachbarte Reihe erzeugten Feld direkt entgegengerichtet ist.

Die erforderliche Stromstärke des in dieser Kompensa-tions-Sammelschiene fliessenden Stromes hängt stark von der Lage der Tiegelreihen ab. Da in der Praxis jedoch der Abstand zwischen den Reihen der querorientierten Tiegel grösser ist als zwischen den Reihen der längsorientierten Tiegel, kann für die Kompensation ein kleinerer Anteil des Elektrolysestromes bis zu 20% ausgenutzt werden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachter schematischer Längsschnitt durch drei Tiegel einer Tiegelreihe

Fig.2 eine vereinfachte schematische Draufsicht auf Fig. 1 und

Fig. 3 einen detaillierten Querschnitt, der zeigt, wie die Stromzufuhr in der Praxis bei zwei elektrolytischen Tiegeln ausgelegt sein kann.

Die drei in den Figuren 1 und 2 gezeigten Tiegel Ci, C2, C3 stellen nur einen kleineren Teil einer Tiegelreihe in einer Tiegelanlage dar. Die Anlage weist mindestens eine zweite Tiegelreihe auf, die parallel zu der Tiegelreihe liegt, in der die Tiegel Ci, C2 und C3 liegen. Die Tiegelreihen werden mit Strom versorgt, wobei die Ströme in entgegengesetzte Richtung fliessen. In der Fig. 1 fliesst der Strom von links nach rechts und in der Fig. 2 von unten nach oben.

In Fig. 1 ist die Anode oder der Anodenanschluss wie Ai, A2 bzw. A3 vorgesehen. Ein aufsteigender Leiter S2 ist an die Anode A2 und ein aufsteigender Leiter S? ist an die Anode A3 angeschlossen. Wie in Fig. 2 dargestellt, können für die Stromzufuhr zum Tiegel C2 drei aufsteigende Leiter San, Sab und S2c und für die Stromzufuhr zum Tiegel Cs drei aufsteigende Leiter S3a, S3b und S.v vorhanden sein. An der Längsseite jedes Tiegels ist eine Anzahl von Anodenabzweigungen vorhanden, von denen eine Anodenabzweigung Bi am Tiegel Ci gezeichnet ist. Ein Hauptanteil des Stromes von den Anodenabzweigungen an der Rück- oder Zulaufseite jedes Tiegels wird durch Sammelschienen unterhalb des Tiegels zum aufsteigenden Leiter für den nächsten Tiegel in der Reihe geführt. In der Fig. 1 sind diese Sammelschienen mit Ui, U2 und Us bezeichnet. In der Fig. 2 sind drei derartige Sammelschienen Uia, Uib und Uic unter dem Tiegel liegend dargestellt.

Für die Tiegel Ci und C2 ist eine Kompensations-Sammel-schiene Ki und K2 vorgesehen, die an der Schmalseite dieser Tiegel angeordnet sind. Diese Sammelschienen sind so angeordnet, dass sie der benachbarten Tiegelreihe gegenüberliegt. Ausserdem sollten die Kompensations-Sammel-schienen Ki und K2 so dicht als möglich beim Mantel der Schmelztiegel Ci bzw. C2 angeordnet werden, um den gewünschten Effekt auf diese zu erzielen.

Im praktischen Fall kommen in den Kompensations-Sam-melschienen 15-20 lcA fliessen, während in den drei Sammelschienen unterhalb der Schmelztiegel jeweils 25-30 kA fliessen können (Fig. 2).

In Fig. 2 ist der in den Kompensations-Sammelschienen fliessende Strom mit Ik bezeichnet.

Fig. 3 zeigt schematisch und teilweise im Querschnitt zwei querorientierte Tiegel 1 und 2 mit einem zugehörigen Sam-melschienensystem. Dieses System besteht aus aufsteigenden Leitern 11 bzw. 21, welche über Anodenbolzen 12a, 12b bzw. 22a, 22b den Strom zu den Anoden leiten. An der Rückseite des Tiegels wird der Strom vom Kathodenanschluss über eine querliegende Sammelschiene 15 (entspricht Sammelschiene Fi in den Fig. 1 und 2) teilweise den Sammelschienen 14 (entspricht der Sammelschiene Ui in Fig. 1 und 2) unterhalb des Tiegels und teilweise einer Kompensations-Sammelschiene 17 (entspricht der Sammelschiene Ki in Fig. 1 und 2) entlang der Schmalseite des Tiegels dem aufsteigenden Leiter 21 bzw. dem nachfolgenden Tiegel in der Tiegelreihe zugeführt. Wie in Fig. 3 dargestellt, liegt diese Kompensations-Sammelschiene etwa auf dem Niveau des Metallsumpfes des Tiegels. Die Unterteilung des Stromes zwischen den Sammelschienen 14 unterhalb des Tiegels und den Kompensations-Sammelschienen 17 entlang der Schmalseite des Tiegels wird zum Beispiel durch eine entsprechende Wahl der Anzahl von Kathodenanschlüssen 13, die an die entsprechenden Sammelschienen angeschlossen sind, bestimmt. Am Tiegel 2 ist

2

s

10

15

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40

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eine entsprechende Anordnung der Kathodenanschlüsse 23, Sammelschienen 24 unterhalb dem Tiegel, eine querliegende Sammelschiene 25 und eine Kompensations-Sammelschiene 27 dargestellt.

Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass die Figuren nur schematisch die wesentlichen Merkmale der Erfindung darstellen, da Einzelheiten der Tiegelanordnung und der Stromzufuhr nicht dargestellt sind. Ausserdem ist es ersichtlich, dass die Weise, wie die verschiedenen Seiten in den Figuren dargestellt sind, nicht optimalsten Sammelschienenaufbau für alle Tiegeigrössen ergibt. Im Prinzip ist es ein Vorteil, die

Anzahl der Sammelschienen unterhalb des Tiegels zu erhöhen, je grösser der Tiegel ist. In diesem Falle wird es auch ein Vorteil sein, die zwei äussersten Sammelschienen unterhalb des Tiegels nach aussen nahe den beiden Enden des Tie-5 gels zu verschieben.

Ist ein grosser Raum vorhanden, so ist es möglich, mehrere Tiegelreihen, zum Beispiel vier Tiegelreihen, in der Weise vorzusehen, dass nur die äussersten Tiegelreihen einer Kompensation bedürfen. Somit wird der Kompensierungsstrom io sich verändern und diese Änderung kann mehr als 20% des gesamten Elektrolysestromes betragen.

B

2 Blatt Zeichnungen