DE2408150A1

DE2408150A1 - PROCESS AND PLANT FOR EXTRACTION OF METAL, IN PARTICULAR ALUMINUM

Info

Publication number: DE2408150A1
Application number: DE19742408150
Authority: DE
Inventors: Joseph Anthony Murphy
Original assignee: National Southwire Aluminum Co
Current assignee: National Southwire Aluminum Co
Priority date: 1973-02-21
Filing date: 1974-02-20
Publication date: 1974-08-22
Also published as: NO740558L; FR2219239A1; AT344407B; ZA74950B; ATA132674A; FR2219239B1; IN139544B; CH594065A5; BR7401316D0; IT1013057B; NO143877B; NO143877C; JPS5741557B2; JPS5035013A; CA1050474A; GB1440694A

Description

Verfahren und Anlage zum Gewinnen von Metall, insbesondere" AluminiumProcess and installation for the extraction of metal, in particular " aluminum

Die Erfindung betrifft ein Verfahren 7.um Gewinnen von Metall, insbesondere Aluminium, bei dem in einer Reciuktions zelle ein elektrolytisches Bad bereitet wird, welches gelöste Oxide des Metalles enthält, bei dem Gleichstrom durch das Bad geleitet und das gewonnene Metall am Boden der Reduktionszelle gesammelt wird, sowie eine Anlage zum Durchführen des Verfahrens mit mindestens einer Reduktionszelle und einer dieser zugeordneten, in deren Bad eingetauchten Anordnung aus Anoden und Kathoden.The invention relates to a method 7. to extract metal, in particular aluminum, in which a cell in a reciuction electrolytic bath is prepared, which dissolved oxides of the Contains metal, in which direct current is passed through the bath and the recovered metal is collected at the bottom of the reduction cell is, as well as a system for performing the method with at least one reduction cell and one associated therewith, in their bath immersed arrangement of anodes and cathodes.

Die Erfindung befaßt sich mit Verfahren und Einrichtungen zum üben·/ach en einer elektrolytischen Reduktions zelle oder mehrerer Zellen zum "Herstellen von geschmolzenem Metall. Die Erfindung beschäftigt' sich insbesondere mit Verfahren und Einrichtungen zum Überwachen einer elektrolyt!schen Reduktionszelle oder mehrerer Zellen, in welcher bzw. welchen eine metallische Verbindung oder ein gelöster Bestandteil eines geschmolzenen FJlektrolyten in einer elektxolytischen Seile ein geschmolzenes Metall, wie beispielsweise Aluminium, ergibt.The invention relates to methods and devices for practicing an electrolytic reduction cell or multiple cells for "producing molten metal. The invention is particularly concerned with methods and apparatus for monitoring an electrolytic reduction cell or several cells in which a metallic compound or a dissolved component of a molten electrolyte a molten metal in an electrolytic rope, such as aluminum results.

Bei der Gewinnung von Aluminium durch elektrolytische Reduktion von in einem geschmolzenen Kryolith-3ad gelöster Tonerde (Al₉Ov,) besteht eines der fortwährenden Probleme darin, die Konzentration der im Bad gelösten Tonerde wirksam zu steuern. Wenn die Konzentration der Tonerde erschöpft ist, d.h. vom oberen Maximum von ungefähr 7% his ungefähr 10% auf einen bestimmten kritischen Wert abgesunken ist, der im allgemeinen bei ungefähr 2% liegend angenommen wird, tritt ein als Anodeneffekt bekanntes Phänomen mit seinen daraus 'folgenden,wohlbekannten Nachteilen und verminderter Ausbeute auf. Der Anodeneffekt ist ein Charakteristikum von Reduktionszellen, in denen Aluminium durch Elektrolyse eines Kryolith-Tonderde-Bad.es gewonnen wird. Der Anodeneffekt wird gewöhnlich unterdrückt. Die normale Elektrolyse wird durch den Kunstgriff hergestellt, die erstarrte Deckkruste des Bades zu durchbrechen, wodurch zusätzliche Tonerde in das Bad gelangt. Es müssen jedoch extreme Vorsichtsmaßnahmen ge tr äffen v/erden, um das Bad nicht mit zu viel zusätzlicher Tonerde zu beschicken, weii nicht die gesamte zugeführte,Tonerde gelöst wird, wenn die Menge das LösIichkeitsvermögen des Elektrolyten für Aluminium bei derIn the recovery of aluminum by the electrolytic reduction of alumina (Al ₉ Ov,) dissolved in a molten cryolite 3ad, one of the ongoing problems is to effectively control the concentration of the dissolved alumina in the bath. When the concentration of alumina is exhausted, that is, from the upper maximum of about 7% His about 10% to a certain critical value is lowered, which is assumed to lie generally at about 2%, enters a process known as anode effect phenomenon with its therefrom 'following , well-known disadvantages and reduced yield. The anode effect is a characteristic of reduction cells in which aluminum is obtained by electrolysis of a cryolite clay bath. The anode effect is usually suppressed. Normal electrolysis is produced by the trick of breaking through the solidified top crust of the bath, whereby additional clay gets into the bath. Extreme precautions must be taken, however, not to load the bath with too much additional alumina because not all of the supplied alumina is dissolved if the amount exceeds the solubility of the electrolyte for aluminum

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herrschenden Temperatur,gewöhnlich um 970 {^übersteigt. Wenn der Elektrolyt nicht die ganze zusätzlich beigefügte Tonerde lösen kann, sinkt ein Teil der Tonerde durch "den Elektrolyten und durch die geschmolzene Tonerde hindurch und sanmalt sich auf dem als Kathode dienenden Boden der Reduktionszelle an. Dies führt dazu, daß der elektrische Widerstand der Kathode unerwünschtermaßen zunimmt und der Wirkungsgrad zurückgeht, wodurch die Reduktionszelle bekanntlich "überfüttert" oder "krank" wird.prevailing temperature, usually by 970 {^ exceeds. If the If the electrolyte cannot dissolve all of the additional clay, some of the clay will sink through the electrolyte and through the molten clay and gently pulls himself up the bottom of the reduction cell serving as the cathode. As a result, the electrical resistance of the cathode becomes undesirable increases and the efficiency decreases, as a result of which the reduction cell is known to be "overfed" or "sick".

In beiden Fällen des Anodeneffektes, der von einem Verarmungszustand im Bad herrührt,und des Phänomenes der kranken Zelle, die eine Folge des überfütterns des Bades ist, arbeitet die Reduktionszelle unter unnormalen Bedingungen mit dem auftretenden unerwünschten Zurückgehen der Gesamtausbeute. Von den zwei genannten Zuständen hat sich der Anodeneffekt als der weniger schwerwiegende der beiden Nachteile erwiesen, weil er leichter unterdrückt werden kann, als dem· Zustand der kranken Zelle abgeholfen werden kann. Dementsprechend sind Methoden entwickelt worden, die sowohl intermittierende als auch kontinuierliche Beschickung dct» elektrolytischen 3ades mit Tonerde einschließen, wodurch dem eialrtrolytischen Bad regelmäßig Tonerde in Mengen zugeführt wird, die geeignet sind, das Entstehen des Z-ustandes dar kranken Zelle zu verhindern. Solche Beschickungsverfahren beruhen auf einer Verknappungsraetbode, die es der Redukti ons zelle erlaubt, sich hin und wieder Anodeneffekcen auszusetzen _x beispielsweise einem Anodeneffekt pro Tag, der vor überschüssiger Tonerde in der Reduktionszelle schützt.In both cases of the anode effect, which results from a depletion state in the bath, and the phenomenon of the diseased cell, which is a result of overfeeding the bath, the reduction cell operates under abnormal conditions with an undesirable decrease in the overall yield. Of the two states mentioned, the anode effect has proven to be the less serious of the two disadvantages, because it can be suppressed more easily than the state of the diseased cell can be remedied. Accordingly, methods have been developed which include both intermittent and continuous charging of the electrolytic bath with alumina, whereby alumina is regularly added to the electrolytic bath in amounts suitable for preventing the occurrence of the Z-state in the diseased cell. Such charging methods are based on a Verknappungsraetbode, which allows the reduction cell to expose itself to anode effects from time to time _x for example one anode effect per day, which protects against excess alumina in the reduction cell.

Ein anderes mit der elektrolytischen Reduktion von Aluminium verbundenes Problem ist der Verlust an Wirkungsgrad, der durch das Auftreten von niederfrequenten Spannungssignaisn verursacht wird, die der Gleichspannung überlagert ist, walche während des Betriebes an der Reduktionszelle anliegt. Diese niederfrequenten Schwankungen, die im folgenden verfahrensbedingtes Kauschen genannt werden, treten immer dann auf, wenn die Anode/exn Teil von ihr der Kathode zu nahekommt, wodurch eine überbelastung der Anode verursacht wird. Der fehlerhafte Abstand kann eine ReiheAnother related to the electrolytic reduction of aluminum The problem is the loss of efficiency caused by the occurrence of low-frequency voltage signals which is superimposed on the DC voltage, which is applied to the reduction cell during operation. This low frequency Fluctuations, referred to below as process-related thimbing occur whenever the anode / exn part of it comes too close to the cathode, thereby overloading the Anode. The incorrect spacing can be a number

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von Ursachen haben. Eine Bedienungsperson kann, wenn sie die richtige Lage eines Austausclianodenblockes annäherungsweise herstellt, den AtistauscMilock ungenau positionieren. Eine Anode oder ein AnodenbXack können während des normalen Betriebes versehentlich zerstört werden. Wellen können im Bad erzeugt werden, ein Anschwellen oder Verdicken der Tonerdeschicht unter einem der Kohleblöcke oder einem Teil der Anodenanordnung kann geschehen. Dies ist ein Zustand,' der wenigstens eine Zeit lang die Dicke der Kryolrthschicht drastisch vermindern kann, wodurch ein Urnschlags zustand entsteht. Ein fehlerhafter Abstand zwischen der Anode und! der Kathode der Reduktionszelle kann auch von Teilen einer Anode oder verschiedenen Anodenblöcken herrühren, die in unterschiedlichem Maße verbraucht werden. In einigen Fäl-' len können Stücke der Kohleanode herrunterfallen, wodurch der richtige Abstand verändert wird. ' Unerwünschtes, verfahrenobedingtes Rauschen kann auch ναα Erzbrocken herrühren, die entweder die Anode und die Kathode kurzschließen oder dan Widerstand des von der Anode zur Kathode durch das Bad führenden Strompfades vermindern.of causes. An operator can, if they have the approximates the correct position of an exchange clianode block, Position the AtistauscMilock inaccurately. An anode or an anode bXack can accidentally during normal operation be destroyed. Waves can be created in the bath, swelling or thickening of the layer of clay underneath you the carbon blocks or part of the anode assembly can be done. This is a condition which, for at least a period of time, can drastically reduce the thickness of the cryogenic layer, whereby a state of emergency arises. An incorrect distance between the anode and! the cathode of the reduction cell can also be from Parts of an anode or different anode blocks originate which are consumed to different degrees. In some cases len can fall off pieces of the carbon anode, causing the correct distance is changed. 'Unwanted, procedural issues Noise can also originate from ναα lumps of ore that either the anode and the cathode short-circuit or dan the resistance of the current path leading from the anode to the cathode through the bath Reduce.

Um einen wirtschaftlichen Betrieb zu gewährleisten, muß die unerwünschte, verfahrensbedingte Rauschkomponente des elektrischen Widerstandes der ReduktionszeXle verkleinert oder beseitigt werden, wozu spezielle Vorsorgeniaßnahraen getroffen werden müssen, die sicherstellen, das diese Rauscbkomponente unterhalb eines vorgegebenen, tolerierbaren Wertes gehalten wird. Der Widerstand der Reduktionszelle sollte vorzugsweise geregelt werden, um zusätzlich eine niedere _f stabile Badfcemneratur bei hohem Strom und minimaler Reoxidatiert zn erreichen.In order to ensure economical operation, the undesired, process-related noise component of the electrical resistance of the reduction cell must be reduced or eliminated, for which purpose special precautionary measures must be taken to ensure that this noise component is kept below a predetermined, tolerable value. The resistance of the reduction cell should preferably be controlled in order to additionally achieve a lower zn _f Badfcemneratur stable at high current and minimum Reoxidatiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum. Gewinnen von Metall ist dementsprechend dadurch gekennzeichnet, daß die verfahrensbedingte Rauschkomponente des elektrischen Widerstandes des Bades ermittelt und als Anzeige eines unerwünschten Rauschpegels festgestellt wird, wenn die ermittelte Rauschkomponente einen vorgegebenen Wert über- -rneigt.The inventive method for. Mining metal is accordingly characterized in that the process-related noise component the electrical resistance of the bath is determined and determined as an indication of an undesirable noise level, if the determined noise component exceeds a given value.

Bei einer bevorzugten Burchführungsweise des Verfahrens nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß nach dem Feststellen einerIn a preferred embodiment of the method according to the Invention is also provided that after detecting a

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den vorgegebenen Wert übersteigenden Rauschkomponente diese wenigstens bis auf den vorgegebenen Wert herabgesetzt wird und daß außerdem festgestellt wird, ob die ermittelte Rauschkomponente den vorgegebenen Wert eine bestimmte Zeit lang überstiegen hat. Die bestimmte Zeit kann beispielsweise drei Minuten betragen. Immer dann also, wenn die Rauschkomponente mindestens 3 Minuten lang den vorgegebenen Viert überstiegen hat, wird sie in ausreichendem Maße herobgesetz t..the noise component exceeding the predetermined value at least is reduced to the predetermined value and that it is also determined whether the detected noise component has exceeded the specified value for a certain period of time. The specific time can be, for example, three minutes. So whenever the noise component is at least Has exceeded the specified fourth for 3 minutes, it will be sufficiently raised.

Bei der bevorzugten Durchführungsweise ist auch vorgesehen, daß das Herabsetzen der festgestellten Rauschkomponente durch Vergrößern des Abstandes zwischen den ins Bad getauchten Anoden- und Kathodenelektroden geschieht.In the preferred implementation, it is also provided that the reduction of the detected noise component by increasing it the distance between the anode and cathode electrodes immersed in the bath.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum Gewinnen von Aluminium bestimmt, wobei als gelöster Stoff Tonerde (Al₅O₃) und als Lösungsmittel Kryolith verwendet wird.The method according to the invention is intended in particular for the extraction of aluminum, alumina (Al ₅ O ₃ ) being used as the solute and cryolite being used as the solvent.

Die bevorzugte Durchführungsweise des Verfahrens nach derErfindung zeichnet sich außerdem dadurch aus, daß der Abstand nach einer bestimmten, auf das Vergrößern des Abstandes folgenden Zeitspanne vorzugsweise in einerReihe von Schritten gegebenenfalls auf den ursprünglichen Abstand vor dem Vergrößern verkleinert wird.The preferred mode of carrying out the method according to the invention is also characterized by the fact that the distance after a certain one following the increase in the distance Period of time, preferably in a series of steps, if appropriate is reduced to the original distance before enlarging.

Die erfindungsgemäße Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ermitteln der verfahrensbedingten Rauschkomponente des elektrischen Widerstandes des Bades und durch eine in Abhängigkeit vom Ermittlungsergebnis stehende Einrichtung zum Feststellen des ümstandes, daß die ermittelte Rauschkomponente den vorgegebenen Wert übersteigt,The system according to the invention for performing the method according to the invention is characterized by a device for determining the process-related noise component of the electrical Resistance of the bath and by a device depending on the determination result for determining the ümstandes that the determined noise component the specified Exceeds value,

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zeichnet sich durch eine in Abhängigkeit vom .Feststellungsergebnis stehende Einrichtung zum Herabsetzen der Rauschkomponente wenigstens bis auf den vorgegebenen Wert aus.A preferred embodiment of the plant according to the invention is characterized by a depending on the result of the assessment standing device for reducing the noise component at least down to the predetermined value.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der in der Zeichnung beispielhaft dargestellten, bevorzugten Ausfünrungsform der erfindungsgemäßen Anlage im einzelnen erläutert. Die an den StellenIn the following, the invention is exemplified with reference to the drawing illustrated, preferred embodiment of the invention Appendix explained in detail. The ones in the places

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A-A und A¹-A¹ 55USammenzusetzenden Fig. IA und IB zeigen die schematisch dargestellte Ausführungsform.AA and A ¹ -A ¹ 55U, FIGS. 1A and IB, which are to be combined, show the embodiment shown schematically.

Eine zur Reduktion von Tonerde bestimmte elektrolytische Zelle 9 weist eine Stahlhülle 10 und ein kohlenstoffhaltiges Futter 11 auf. Das elektrisch leitende Futter 11 enthält ein Schmelzbad 12 aus Aluminium und ein Bad 13 aus in einem geschmolzenen Elektrolyten gelöster Tonerde, wobei das Bad 13 über dem Schmelzbad 12 ausjge schmolz en em Aluminium angeordnet ist. In das Futter 11 eingebettete, elektrisch leitende Stäbe sind an eine als Kathode fungierende Sammelschiene 14 angeschlossen. Es könnten natürlich auch andere Formen des Futters, welches das Schmelzbad 12 und das Bad 13 enthält, verwendet v/erden. Anstelle der elektrisch leiten-An electrolytic cell 9 intended for the reduction of alumina comprises a steel shell 10 and a carbonaceous lining 11. The electrically conductive chuck 11 contains a molten bath 12 of aluminum and a bath 13 of alumina dissolved in a molten electrolyte, the bath 13 above the molten bath 12 from each melted aluminum is arranged. Electrically conductive rods embedded in the chuck 11 are connected to a cathode acting busbar 14 connected. It could of course other forms of liner containing molten bath 12 and bath 13 are also used. Instead of the electrically conductive

in
den,/Fig. IB dargestellten Stäbe könnten auch andere herkömmliche Mittel eingesetzt werden, um dem Schmelzbad 12 aus Aluminium ein Kathodenpotential zu verleihen. Über dem Bad 13 ist eine teilweise in dieses eingetauchte, schematisch dargestellte Kohleanode aufgehängt. In der Praxis wird es sich bei der Kohleanode 15 um eine Anodenanordnung mit mehreren Stäben handeln', die an einem geeigneten Oberbau angeordnet sind, der als Ganzes verstellbar ist, oder um eine herkömmliche vertikale oder horizontale stabförmige Söderberganode. Ein Beispiel für eine als Kohleanode 15 verwendbare Anodenanordnung mit mehreren Stäben umfaßt achtzehn Kohlestäbe, von denen jeder ungefähr 1 Mp wiegt. Das Bad 13 ist von einer harten Kruste 16 bedeckt, die aus erstarrten Elektrolytbestandteilen und überschüssiger Tonerde besteht. Die Anode 15 ■ ist über eine Leitimg 18 mit einer S amme !schiene 17 verbunden. Es ist ein Strommeßinstrument 20 vorhanden, welches den in der Leitung 18 fließenden Strom mißt. Das Instrument 20 erzeugt eine dem in der Leitung 18 fließenden Gleichstrom direkt proportionale Gleichspannung und ist vorzugsweise von einer Art, die keine direkte Einschaltung in die Leitung 18 benötigt, den Strom also indirekt mißt.in
the, / Fig. For the rods shown in FIG. 1B, other conventional means could be used to provide the molten pool 12 of aluminum with a cathodic potential. A schematically illustrated carbon anode, partially immersed in it, is suspended above the bath 13. In practice, the carbon anode 15 will be an anode arrangement with several rods which are arranged on a suitable superstructure which is adjustable as a whole, or a conventional vertical or horizontal rod-shaped Söderberg organode. An example of a multiple rod anode assembly useful as carbon anode 15 includes eighteen carbon rods each weighing approximately 1 Mp. The bath 13 is covered by a hard crust 16, which consists of solidified electrolyte components and excess alumina. The anode 15 is connected to a rail 17 via a conductor 18. There is a current measuring instrument 20 which measures the current flowing in the line 18. The instrument 20 generates a direct voltage directly proportional to the direct current flowing in the line 18 and is preferably of a type which does not require direct connection to the line 18, that is to say measures the current indirectly.

An der in Fig. IB rechts befindlichen Ausflußseite der Reduktions-Zelle 9 (d.h. diejenige Seite, an der geschmolzenes Aluminium abgezogen werden kann) ist ein erster herkömmlicher Aluminiumförderer 24 angeordnet. In der Nähe des ersten Förderer 24 befindet sich eine erste lCrustenbrechstange 25. Ein zweiter Aluminium-On the outflow side of the reduction cell located on the right in FIG. 1B 9 (i.e. the side where molten aluminum can be drawn off) is a first conventional aluminum conveyor 24 arranged. In the vicinity of the first conveyor 24 there is a first crust breaking bar 25. A second aluminum

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förderer 26 iöt auf der in Fig. IB links befindlichen Ablaßseite der Reduktions-Zelle 9 angeordnet (d.h. an der Seite, an der Gase entweichen können). Außerdem ist in der Nähe des zweiten Förderers 26 eine zweite Krustenbrechstange 27 vorhanden. Zum Anheben oder Absenken der Anode 15 in bestimmten Schritten sind zwei pneumatisch oder elektrisch betätigbare Antriebe 28 und 30 vorgesehen, die mit der Anode 15 mechanisch gekoppelt sind. Zwischen dia negative Sammelschiene 14 und die Leitung 18 ist ein Voltmeter 31 geschaltet. conveyor 26 iöt on the drain side located on the left in FIG. 1B the reduction cell 9 (i.e. on the side where gases can escape). Also is near the second conveyor 26 a second crust breaking rod 27 is present. To raise or lower the anode 15 in certain steps, two are pneumatic or electrically actuatable drives 28 and 30 are provided, which are mechanically coupled to the anode 15. Between dia negative Busbar 14 and line 18 is connected to a voltmeter 31.

Eine Zeitschaltung 32 erzeugt zwei Impulsreihen, die beide dieselbe Impulsfolgefrequenz haben, beispielsweise von fünf Impulsen pro Minute. Die beiden Impulsreihen sind phasenverschoben, wobei die Phasenverschiebung die Hälfte der Pausendauer ausmacht, beispielsweise sechs Sekunden. Eins der von der Zeitschaltung 32 abgegebenen Impulsreihen wird dem Steuereingang einer Torschaltung 33 zügeführt, während die andere lumpulsreihe den Steuereingang einer Torschaltung 34 erreicht. Der Signaleingang-der Torschaltung 33 ist an das Stromrneßinstrumsnt 2O angeschlossen und erhält von diesem ein dem in der Leitung 18 fließenden Gleichstrom direkt proportionales Spannungssignal. Der Signaleingang der Torschaltung ist an die Leitung 18 angeschlossen und erhält dadurch eine Spannung, die der an der Reduktions-Zelle 9 anliegenden Spannung entspricht. A timing circuit 32 generates two series of pulses, both of which are the same Have pulse repetition frequency, for example five pulses per minute. The two pulse trains are out of phase with the Phase shift makes up half of the pause duration, for example six seconds. One of the output from the timer 32 Pulse series is fed to the control input of a gate circuit 33, while the other lump pulse series reaches the control input of a gate circuit 34. The signal input - the gate circuit 33 is connected to the Stromrneßinstrumsnt 2O and receives from this a voltage signal directly proportional to the direct current flowing in line 18. The signal input of the gate circuit is connected to the line 18 and thereby receives a voltage which corresponds to the voltage applied to the reduction cell 9.

Die jeweiligen Ausgänge der Torschaltungen 33 und 34 sind mit dem Eingang eines Begrenzungsverstärkers 35 verbunden, der vorzugsweise funktionell so angeordnet ist, daß er bei einer Eingangsspannung von ungefähr 10 Volt begrenzt. Der Begrenzungsverstärker 35 hat vorzugsweise den Verstärkungsfaktor Eins. Der Ausgang des Begrenzungsverstärkers 35 ist mit einem Analog-Digital-Wandlc r 36 verbunden, der binär kodierte digitale Ausgangssignale erzeugt, die zu verschiedenen Zeiten dem der Reduktions-Zelle 9 zugeführten Strom bzw. dem Spannungsabfall an der Reduktions-Zelle 9 ent- · sprechen, je nachdem, welche der beiden Torschaltungen 33 und 34 dem Begrenzungsverstärker 35 ein Eingangssignal liefert. Der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 36 ist an den ersten Eingang eines UND-Gatters 37 und den ersten Eingang eines weiterenThe respective outputs of the gate circuits 33 and 34 are connected to the input of a limiting amplifier 35, which is preferably is functionally arranged to limit at an input voltage of approximately 10 volts. The limiting amplifier 35 preferably has a gain factor of unity. The output of the limiting amplifier 35 is connected to an analog-to-digital converter 36, which generates binary-coded digital output signals, those fed to the reduction cell 9 at different times The current or the voltage drop across the reduction cell 9 corresponds, depending on which of the two gate circuits 33 and 34 the limiting amplifier 35 provides an input signal. The output of the analog-digital converter 36 is connected to the first input an AND gate 37 and the first input of another

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UND-Gatters 38 angeschlossen. Die zweiten Eingänge der UND-Gatter 37 und 38 sind mit der Zeitschaltung 32 verbunden,"um von dieser die zugeordneten Impulsreihen zu erhalten. Somit liefern die UND-Gatter 37 und 38 an ihrem Ausgang intermittierend jeweils ein binär kodiertes digitales Signal, das den durch die Zelle 9 fließenden Gleichstrom bzw. die an der Zelle 9 liegende Spannung anzeigt.AND gate 38 connected. The second inputs of the AND gates 37 and 38 are connected to the timing circuit 32, "to from." this to get the assigned pulse series. Thus, AND gates 37 and 38 supply their output intermittently, respectively a binary-coded digital signal that represents the direct current flowing through the cell 9 or that applied to the cell 9 Voltage.

Der Ausgang des UND-Gatters 38 ist an den ersten Eingang eines Subtrahieres 39 angeschlossen. Ein zweiter Eingang des Subtrahierers 39 ist mit einem binär kodierte digitale Signale erzeugenden Signal-erzeuger 29 verbunden, welcher einstellbar ist und an seinem Ausgang ein vorbestimmtes binär kodiertes digitales Signal liefert, welches die gegenelektromotorische Kraft der Zelle 9 wiedergibt, die nominelle 1,6 Volt für ein Bad aus Tonerde und geschmolzenem Kryolith beträgt. Das Ausgangssignal des Subtrahieres 39 wird dem ersten Eingang eines arithmetischen Schaltkreises zugeführt, nämlich einem arithmetischen Teiler 40. Der Ausgang des UND-Gatters 37 ist mit dem zweiten Eingang des Teilers 40 über einen digitalen Speicher 41 verbunden, der das von dem UND-Gatter 37 erhaltene binär kodierte digitale Signal für eine ausreichend lange Zeitspanne speichert, die sicherstellt, daß der Teiler 40 an seinen beiden Eingängen gleichzeitig die von den UND-Gattern 37 und 38 gelieferten Signale erhält. Der Teiler 40 erzeugt an seinem Ausgang ein binär kodiertes digitales Signal, welches folgender Quotient ist: das die an der zu prüfenden Zelle S anliegende Bruttospannung wiedergebende digitale Signal minus die gegenelektromotorische Kraft der'Zelle geteilt durch das den Strom/die Zelle wiedergebende digitale Signal. Das binär kodierte digitale Ausgangssignal des Teilers 40 entspricht somit dem Ohm¹sehen Widerstand der Reduktions-Zelle 9, ihrer Elektroden und Zuleitungen. Der Ausgang des Teilers 40 ist an den ersten Eingang eines arithmetischen Subtrahieres 43 angeschlossen, der funktionell so angeordnet ist, daß er an seinem zweiten Eingang das vorbestimmte binär kodierte digitale Signal eines digitalen Signalerzeugers 42 erhält, welches den bekannten festen elektrischen Widerstand der elektrischen Zuleitungen der Zelle 9 wiedergibt.The output of the AND gate 38 is connected to the first input of a subtracter 39. A second input of the subtracter 39 is connected to a signal generator 29 which generates binary-coded digital signals and which is adjustable and provides a predetermined binary-coded digital signal at its output, which represents the counter electromotive force of the cell 9, the nominal 1.6 volts for a bath of alumina and molten cryolite. The output signal of the subtracter 39 is fed to the first input of an arithmetic circuit, namely an arithmetic divider 40. The output of the AND gate 37 is connected to the second input of the divider 40 via a digital memory 41 which stores the data from the AND gate 37 stores the binary-coded digital signal obtained for a sufficiently long period of time to ensure that the divider 40 receives the signals supplied by the AND gates 37 and 38 at its two inputs at the same time. The divider 40 generates a binary-coded digital signal at its output, which is the following quotient: the digital signal representing the gross voltage applied to the cell S to be tested minus the counter electromotive force of the cell divided by the digital signal representing the current / cell. The binary-coded digital output signal of the divider 40 thus corresponds to the ohm ¹ see resistance of the reduction cell 9, its electrodes and leads. The output of the divider 40 is connected to the first input of an arithmetic subtracter 43, which is functionally arranged so that it receives the predetermined binary-coded digital signal of a digital signal generator 42 at its second input, which has the known fixed electrical resistance of the electrical leads of the Cell 9 reproduces.

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Dementsprechend erzeugt der Subtrahierer 43 als Ausgangssignal ein binär kodiertes Signal, das dem veränderlichen Widerstand des Bades 13 im wesentlichen direkt entspricht. Der Ausgang des Subtrahieres 43 ist mit dem Signaleingang eines herkömmlichen digitalen Filters 82 verbunden, das funktionell so angeordnet ist, daß es die verfahrensbedingte Rauschkomponente der Badwiderstandsänderung (entspricht einem niederfrequenten Signal) von der sich langsam ändernden Langzeitkomponente des Badwiderstandes (entspricht im wesentlichen der Gleichspannung) trennt; die zuletzt genannte Komponente wird prinzipiell durch während des normalen Betriebes erwartete Änderungen in den Badkonzentrationen bestimmt. Ein vom digitalen Filter 82 stammendes Ausgangssignal, welches die sich langsam ändernde Komponente des Badwiderstandes darstellt, wird den ersten Eingängen eines ersten bzw. zweiten digitalen Signalkomparators 44 bzw. 45 zugeführt. Der zweite Eingang des Komparators 44 ist mit dem Ausgang einer Schwellwertschaltung 46 verbunden, die ein binär kodiertes digitales Signal zum Errichten eines oberen Grenzwertes für den Widerstand des Bades 13 erzeugt, wobei die Tonerdekonzentration in einer direkten Beziehung zum Widerstand des Bades 13 steht. Der zweite Eingang des zweiten Komparators 45 wird von einer weiteren Schwellwertschaltung 47 versorgt, die ein binär kodiertes digitales Signal zum Errichten eines unteren Grenzwertes für den Widerstand des Bades 13 erzeugt. Der Komparator stellt immer dann ein Ausgangssignal zur Verfügung, wenn das vom Filter 82 empfangene digitale Signal das von der Schwellwertschaltung 46 empfangene digitale Signal übertrifft, wodurch angezeigt wird, daß der Widerstand des Bades 13 zu gering ist. Es sei bemerkt, daß der Signalerzeuger 42 und der Subtrahierer 43 dann nicht notwendig sind, wenn der Ausgang des Teilers 40 direkt an den Eingang des Filters 82 angeschlossen ist, vorausgesetzt, daß die Schwellwertschaltungen 46 und 47 angemessen so eingestellt sind, daß der feste Widerstand der elektrischen Zuleitungen der Zelle 9 berücksichtigt ist. Der Ausgang des BegrenzungsVerstärkers 35 ist auch an einen Anodeneffektdetektor 48 angeschlossen, bei dem es sich um eineAccordingly, the subtracter 43 generates as an output signal a binary-coded signal that corresponds to the variable resistance of the bath 13 corresponds essentially directly. The output of the subtracter 43 is connected to the signal input conventional digital filter 82 which is functionally arranged to remove the procedural noise component the change in bath resistance (corresponds to a low-frequency Signal) from the slowly changing long-term component of the bath resistance (corresponds essentially to the direct voltage) separates; the last-mentioned component is in principle due to changes expected during normal operation in the Determined bath concentrations. An output from digital filter 82 which represents the slowly changing component of the bath resistance, the first inputs of a first and second digital signal comparator 44 and 45 supplied. The second input of the comparator 44 is connected to the output of a threshold circuit 46, which is a binary encoded digital signal for establishing an upper limit value for the resistance of the bath 13 is generated, the alumina concentration is directly related to the resistance of the bath 13. The second input of the second comparator 45 is from a further threshold value circuit 47 which supplies a binary-coded digital signal for establishing a lower limit value generated for the resistance of the bath 13. The comparator always provides an output signal when the The digital signal received by the filter 82 exceeds the digital signal received by the threshold circuit 46, thereby indicating becomes that the resistance of the bath 13 is too low. It should be noted that the signal generator 42 and the subtracter 43 are not necessary if the output of the divider 40 is connected directly to the input of the filter 82, provided that that the threshold circuits 46 and 47 are appropriately set so that the fixed resistance of the electrical leads of cell 9 is taken into account. The output of the limiting amplifier 35 is also to one Connected anode effect detector 48, which is a

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Zener-Diode handelt, deren Durchbruchsspannung ungefähr 7,5 Volt beträgt. Da der Detektor 48 eine Durchbruchsspannung von 7,5 Volt hat, leitet er nicht und erzeugt er kein Ausgangssignal, solange die an der Zelle 9 anliegende Spannung innerhalb des bei 7,5 Volt endenden Spannungsbereiches bleibt, der erwartungsgemäß von ungefähr 3,5 Volt bis ungefähr 6,5 Volt reicht, wobei während normaler Badzustände 5,0 Volt selten überschritten werden. Immer dann, wenn die an der Zelle 9 abfallende Spannung auf über 7,5 Volt anwächst, leitet der Detektor 48, d.h. er er-zeugt an seinem Ausgang ein logisches Signal mit dem Wert EINS, womit er anzeigt, daß die Zelle 9 einen Anodeneffekt erleidet, was bedeutet, daß die Konzentration an Tonerde im Bad 13 für einen wirtschaftlichen Betrieb zu niedrig ist. Da der Anodeneffekt an der Zelle 9 gemessene Spannungen bis zu 30 oder 40 Volt erzeugen kann und dies auch öfters tut, ist der Begrenzungsverstärker 35 so eingerichtet, daß er bei einer Eingangsspannung um 10 Volt begrenzt, wodurch er eine Zerstörung des Analog-Digital-Wandlers 36 und des Anodeneffektdetektors 48 verhindert, ohne die Empfindlichkeit der Schaltung zu,vermindern.Zener diode, the breakdown voltage of which is approximately 7.5 volts. Since the detector 48 has a breakdown voltage of 7.5 volts, it does not conduct and it does not generate an output signal as long as the voltage applied to cell 9 is within of the voltage range ending at 7.5 volts remains as expected ranges from about 3.5 volts to about 6.5 volts, rarely exceeding 5.0 volts during normal bath conditions will. Whenever the voltage drop across cell 9 increases to over 7.5 volts, the detector 48 conducts, i.e. it generates a logic signal with the value at its output ONE, indicating that cell 9 is suffering from an anode effect, which means that the concentration of alumina in bath 13 is too low for economical operation. Since the anode effect on the cell 9 measured voltages up to 30 or 40 volts can produce, and often does, is the limiting amplifier 35 set up so that it limits an input voltage of 10 volts, thereby destroying the analog-digital converter 36 and the anode effect detector 48 prevented without reduce the sensitivity of the circuit.

Wie oben erläutert, bestimmt die bis jetzt beschriebene Schaltung tatsächlich den elektrischen Widerstand der Reduktions-Zelle fünfmal pro Minute. Bei praktischen Anwendungen der vorliegenden Erfindung kann der Widerstand der Zelle in größeren Abständen bestimmt werden, beispielsweise in Einminutenabständen.As explained above, the circuit described so far actually determines the electrical resistance of the reduction cell five times a minute. In practical applications of the present invention, the resistance of the cell can be spaced at greater intervals can be determined, for example at one-minute intervals.

Der Ausgang des Subtrahieres 43 ist auch mit einem herkömmlichen digitalen Filter 83 verbunden, das bewirkt, daß das digitale Signal durchgelassen wird, welches die verfahrensbedingte Rauschkomponente des Badwiderstandes wiedergibt. Der Ausgang des Filters 83 ist an den ersten Eingang eines dritten Komparators 84 für digitale Signale angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer dritten Schwellwertschaltung 85 verbunden ist. Die Schwellwertschaltung 85 ist so eingestellt, daß sie als Ausgangssignal ein digitales Signal erzeugt, welches demjenigen Viert des verfahrensbedingten Rauschens entspricht, welcher im Rahmen der Anlage·toleriert werden muß. Der Komparator 84 erzeugt ein Ausgangssignal immer dann, wenn das vomThe output of the subtracter 43 is also conventional connected digital filter 83, which causes that the digital signal is passed, which the process-related Represents the noise component of the bath resistance. The output of the filter 83 is connected to the first input of a third comparator 84 connected for digital signals, the second input of which is connected to the output of a third threshold value circuit 85 connected is. The threshold circuit 85 is set so that it generates a digital signal as an output signal, which corresponds to that fourth of the process-related noise which must be tolerated within the framework of the system. The comparator 84 generates an output signal whenever the

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Filter 83 empfangene digitale Signal größer ist als das den Toleranzwert des Rauschens anzeigende digitale Signal, weiches er von der Schwellwertschaltung 85 empfängt. ' . Dem Ausgang des !Comparators 84, der in praktischer Hinsicht beispielsv/eise jede Minute ein Ausgangssingal erzeugt, ist ein dreistufiges Schieberegister 86 nachgeschaltet, das einen mit der Zeitschaltung 32 verbundenden Eingang aufweist, an dem es pro Minute einen von der Zeitschaltung32 erzeugten Schiebeimpuls empfängt. Damit werden die Aus gangs signale des !Comparators 84 im Schieberegister 86 effektiv gespeichert, nämlich eines pro Minute, und in drei Schritten durch das Schieberegister 86 geschoben, welches am Ende einer Dreiminutenzeitspanne am Ausgang seiner ersten Stufe als binäre EINS oder NULL erscheint, was von dem vom Komparator 84 empfangenen Signal abhängt. In gleicher Weise erscheinen in der ersten und zweiten Stufe des Schieberegisters Signale mit dem binären Wert EINS oder NULL.Filter 83 received digital signal is greater than the tolerance value the digital signal indicative of the noise which it receives from the threshold circuit 85. '. The output of the comparator 84, which in practical terms For example, an output signal generated every minute is a downstream three-stage shift register 86, which has an input connected to the timing circuit 32, at which it a shift pulse generated by the timer 32 per minute receives. This effectively stores the output signals of the comparator 84 in the shift register 86, namely one per minute, and shifted in three steps through the shift register 86, which at the end of a three-minute period at the output of its first stage appears as a binary ONE or ZERO, depending on the signal received from comparator 84. Appear in the same way signals with the binary value ONE or ZERO in the first and second stages of the shift register.

Falls das Ausgangssignal jeder der drei Stufen des Schieberegisters 86 den binären Wert EINS hat, spricht ein an den Ausgang des Schieberegisters angeschlossenes UND-Gatter 87 an, welches ein Signal mit dem binären Wert EINS erzeugt, das als Steuersignal einem digitale Signale erzeugenden Signalerzeuger 88 und außerdem al3 Rückstellsignal dem Schieberegister 86 zugeführt wird. Damit das Ausgangssignal des UHDrGatters 87 den binären Wert EINS erhält, muß das Rauschsignal somit in Wirklichkeit für wenigstens drei aufeinanderfolgende Minuten eine zu hohe Größe haben.If the output of each of the three stages of the shift register 86 has the binary value ONE, an AND gate 87 connected to the output of the shift register responds, which generates a signal with the binary value ONE, which is used as a control signal to a signal generator 88 and in addition, a reset signal is fed to the shift register 86. So that the output signal of the UHD gate 87 is binary Receives the value ONE, the noise signal must therefore in reality be too high for at least three consecutive minutes to have.

Außer dem Signalerzeuger 88 sind drei weitere Signalerzeuger bis 52 vorgesehen, die ebenfalls digitale Signale erzeugen. Jeder der Signalerzeuger 50 bis 52 und 88 weist einen eigenen Speicher 53, 54, 55' bzw. 89 auf, welche ein normal vorgeschriebenes Brech- und Zuführprogramm, ein Widerstandsüberwachungs- und Anodeneinstellprogramm, ein Anodeneffektbeseitigungsprogramm bzw. ein RauschUnterdrückungsprogramm gespeichert haben. Die gespeicherten Programme sind in jedem Fall jeweils binär kodierte digitale Signale, die nacheinander gespeichert wurden und derenIn addition to the signal generator 88 , three further signal generators to 52 are provided, which also generate digital signals. Each of the signal generators 50 to 52 and 88 has its own memory 53, 54, 55 'and 89, which have stored a normally prescribed breaking and feeding program, a resistance monitoring and anode setting program, an anode effect removal program and a noise suppression program, respectively. The stored programs are in each case binary coded digital signals that were stored one after the other and their

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Bits parallel, d.h. gleichzeitig gespeichert worden sind.Bits have been stored in parallel, i.e. at the same time.

Der Signalerzeuger 50 erzeugt nacheinander -eine Reihe von binär kodierten digitalen Steuersignalen, deren Bits parallel gespeichert sind und die vom Speicher 53 abgerufen werden, damit nacheinander das Brechen der Kruste 16 auf der Ausflußseite mittels der Brechstange 25, das Zuführen von zusätzlicher Tonerde auf der Ausflußseite durch den Förderer 24, das Brechen der Kruste 16 auf der Ablaßseite durch die Brechstange 27 und das Zuführen von zusätzlicher Tonerde auf der Ablaßseite durch den Förderer 26 bewirkt wird. Die Brechstangen 25 und 27 werden in den meisten praktischen Fällen mehrere Male auf- und abbewegt, um sicherzustellen, daß die Kruste 16 gebrochen ist. Der Signalerzeuger 5O liefert aus seinem Speicher 53 das geeignete digitale Steuersignal oder auch mehrere davon, um jene mehrfachen Bewegungen zu bewirken.The signal generator 50 successively generates a series of binary-coded digital control signals, the bits of which are stored in parallel and which are retrieved from the memory 53, with it successively breaking the crust 16 on the outflow side by means of the crowbar 25, the supply of additional clay on the outflow side by the conveyor 24, the breaking of the crust 16 on the outlet side by the crowbar 27 and the Feeding additional alumina on the discharge side by the conveyor 26 is effected. The crowbars 25 and 27 are in in most practical cases moved up and down several times to ensure that the crust 16 is broken. The signal generator 5O delivers from its memory 53 the suitable digital control signal or also several of them for those multiple movements to effect.

In einem praktischen Beispiel erzeugt der Signalerzeuger 50 die digitalen Steuersignale mit parallelen Bits, wodurch zunächst ein Brechen auf der Ausflußseite der Zelle 9 und in einem vorbestimmten späteren Zeitpunkt anschließend das Zuführen auf derselben Seite und wodurch danach gewöhnlich ungefähr neunzig Minuten später das Brechen und anschließende Zuführen auf der Ablaßseite der Zelle 9 bewirkt wird. Da die Kruste 16 überwiegend Tonerde enthält, reichert das Brechen der Kruste 16 das Bad 19 damit an, wodurch der Badwiderstand herabgesetzt wird. Beim Zuführen kann, falls gewünscht, das Bad 13 auch mit zusätzlicher Tonerde beschickt werden. Dies geschieht jedoch vorzugsweise in einem Zeitpunkt, der hinreichend später auf das Brechen folgt, so daß die neu hinzugekommene Tonerde Teil der Kruste 16 wird oder auf deren Oberfläche getragen wird. Die digitalen Signale mit parallelen Bits werden vom Ausgang des Signalerzeugers 50 einem Bafehlsdekodierer 55 über ein UND-Gatter 56 mit Negation zweier Eingänge, ein UND-Gatter 57 mit Negation eines Einganges und ein ODER-Gatter 58 zugeführt, welche sämtlich in Reihe geschaltet sind. Der Signalerzeuger 51 ist mit zwei Steuereingängen versehen, die von den Ausgängen der Komparatoren 44 bzw. 45 versorgt werden. Beim Ansprechen auf ein vom Komparator 44 stammendes digitales· Differenzsignal, welches anzeigt, daß der obere Grenzwert fürIn a practical example, the signal generator 50 generates the digital control signals with parallel bits, whereby initially a Break on the outflow side of the cell 9 and then at a predetermined later point in time the feeding on the same Side and thereafter, usually about ninety minutes later, breaking and then feeding on the discharge side the cell 9 is effected. Since the crust 16 contains predominantly clay, the breaking of the crust 16 enriches the bath 19 with it, whereby the bath resistance is reduced. When feeding, the bath 13 can, if desired, also be charged with additional clay will. However, this is preferably done at a point in time that follows the breaking sufficiently later so that the newly added clay becomes part of the crust 16 or is carried on the surface thereof. The digital signals with parallel Bits are sent from the output of the signal generator 50 to a command decoder 55 via an AND gate 56 with negation of two inputs, an AND gate 57 with negation of one input and an OR gate 58 supplied, all of which are connected in series. The signal generator 51 is provided with two control inputs that are supplied from the outputs of the comparators 44 and 45, respectively. When responding to a digital from the comparator 44 Difference signal, which indicates that the upper limit value for

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den Widerstand der elektrolytischen Zelle 9 überschritten worden ist, reagiert der Signalerzeuger 51 so, daß er aus seinem Speicher 54 ein binär kodiertes digitales Signal mit parallelen Bits entnimmt und dem Dekodierer 55 zuführt, der veranlaßt, daß die Anode 15 durch einen vorgegebenen Schritt oder Schritte abgesenkt wird, die von der Größe des vom Komparators 44 gelieferten digitalen Differenzsignales abhängen. Der Widerstand der Zelle 9 wird daher vermindert, bis das digitale Differenzsignal des Komparators 44 verschwindet. Beim Ansprechen auf ein vom Komparator 45 stammendes digitales Differenzsignal, welches anzeigt, daß der untere Grenzwert für den Widerstand der Zelle 9 überschritten worden ist, reagiert der Signalerzeuger 51 so, daß er seinem Speicher 54 ein binär kodiertes digitales Signal mit parallelen Bits entnimmt und dem Dekodierer 55 zuführt, der dafür sorgt, daß die Anode 15 in einem vorgegebenen Schritt oder Schritten angehoben wird, die von der Größe des vom Komparator 45 gelieferten digitalen Differenzsignales abhängen. Demzufolge wird der Widerstand,der Zelle 9 erhöht, bis das vom Komparator 45 abgegebene digitale Differenzsignal verschwindet. Die binär kodierten digitalen Signale des Signalerzeugers 51, welche entweder für eine schrittweise Absenkung oder eine schrittweise Anhebung der Anode 15 sorgen, werden dem Dekodierer 55 über ein UND-Gatter 60 mit Negation zweier Eingänge und das ODER-Gatter 58 zugeführt. Ein zweites Ausgangssignal des Signalerzeugers 51, das lediglich anzeigt, daß der Signalerzeuger 51 zum Bewirken einer Anodenbewegung Signale abgibt, wird dem negierenden Eingang des UND-Gatters 57 zugeführt, wodurch das reguläre Brech- und Zuführprogramm unterbrochen wird, das vom Signalerzeuger 50 in den Dekodierer 55 eingespeist wird. Der Signalerzeuger 51, soweit er bis jetzt beschrieben wurde, spricht immer dann an, wenn an einem der Ausgänge der Komparatoren 44 und 45 ein Differenzsignal erscheint. Der Signalerzeuger 51 ist vorzugsweise so ausgelegt, daß er sich nach jedem Ansprechen gegen die Abgabe von Steuersignalen während einer Zeitspanne von fünf Minuten selbst sperrt.
Der Ausgang des Detektors 48,an dem dank der Zener-Charakteristikthe resistance of the electrolytic cell 9 has been exceeded, the signal generator 51 reacts to take a binary-coded digital signal with parallel bits from its memory 54 and feed it to the decoder 55, which causes the anode 15 to proceed through a predetermined step or steps is lowered, which depend on the size of the digital difference signal supplied by the comparator 44. The resistance of the cell 9 is therefore reduced until the digital difference signal of the comparator 44 disappears. When responding to a digital difference signal originating from the comparator 45, which indicates that the lower limit value for the resistance of the cell 9 has been exceeded, the signal generator 51 reacts so that it takes from its memory 54 a binary-coded digital signal with parallel bits and the Decoder 55 supplies, which ensures that the anode 15 is raised in a predetermined step or steps, which depend on the size of the digital difference signal supplied by the comparator 45. As a result, the resistance of cell 9 is increased until the digital difference signal emitted by comparator 45 disappears. The binary-coded digital signals of the signal generator 51, which ensure either a step-by-step lowering or a step-by-step raising of the anode 15, are fed to the decoder 55 via an AND gate 60 with the negation of two inputs and the OR gate 58. A second output signal of the signal generator 51, which merely indicates that the signal generator 51 is emitting signals to cause anode movement, is fed to the negating input of the AND gate 57, whereby the regular breaking and feeding program is interrupted, which is fed by the signal generator 50 into the decoder 55 is fed in. The signal generator 51, as far as it has been described up to now, always responds when a difference signal appears at one of the outputs of the comparators 44 and 45. The signal generator 51 is preferably designed in such a way that it locks itself against the output of control signals for a period of five minutes after each response.
The output of the detector 48, thanks to the Zener characteristic

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immer dann ein Signal mit dem logischen Wert EINS erscheint, wenn die Eingangsspannung 7,5 Volt überschreitet, ist an den Steuereingang des Signalerzeugers 52 angeschlossen. Immer dann, wenn . der Signalerzeuger 52 angesteuert wird, erzeugt er durch Abruf aus seinem Speicher 54 eine Reihe von binär kodierten digitalen Steuersignalen mit parallelen Bits, um nacheinander das Brechen der Kruste 16 sowohl auf der Ausflußseite als auch auf der Ablaßseite der Zelle 9_f das Absenken der Anode 15 und das anschliessende Beschicken der Zelle sowohl durch den Förderer 24 als auch durch den Förderer 26 bewirkt. Wie bei den normalen Brech- und Zuführvorgängen findet die Beschickung vorzugsv/eise während eines den Anodeneffekt unterdrückenden Vorganges nach dem Erhärten der Kruste 16 statt. In einigen Fällen kann es ausreichend sein, nur entweder auf der Ablaßseite oder auf der Ausflußseite zu brechen und zuzuführen, um die Unterdrückung des Anodeneffektes sicherzustellen. Die digitalen Steuersignale mit parallelen Bits am ersten Ausgang des Signalerzeugers 52 werden dem Dekodierer über das ODER-Gatter 58 zugeführt.Whenever a signal with the logical value ONE appears when the input voltage exceeds 7.5 volts, it is connected to the control input of the signal generator 52. Whenever. If the signal generator 52 is activated, it generates a series of binary-coded digital control signals with parallel bits by calling it up from its memory 54 in order to successively break the crust 16 both on the outflow side and on the outlet side of the cell 9 _{f and} the lowering of the anode 15 and the subsequent loading of the cell by both conveyor 24 and conveyor 26. As with the normal breaking and feeding processes, the charging preferably takes place during a process that suppresses the anode effect after the crust 16 has hardened. In some cases it may be sufficient to break and feed only either on the discharge side or on the outflow side in order to ensure the suppression of the anode effect. The digital control signals with parallel bits at the first output of the signal generator 52 are fed to the decoder via the OR gate 58.

Ein zweiter Ausgang des Signalerzeugers 52, der hiermit lediglich anzeigt, daß er Steuersignale zum Unterdrücken des Anodeneffektes abgibt, ist an die ersten negierenden Eingänge der UND-Gatter 60 und 56 und an den negierenden Eingang eines UND-Gatters 90 angeschlossen, damit das Ausgangssignal des Signalerzeugers 52 die Weitergabe der folgenden Programmen zugeordneten Signale an den Dekodierer 55 unterbrechen kann: Die regelmäßigen Signale des Brech- und Zufuhrprogrammes ^ die normalen regelmäßigen Signale des Programms zum Einstellen des Widerstandes und der Anode und die Signale des Rauschunterdrückungsprogramms.A second output of the signal generator 52, which hereby only indicates that it has control signals for suppressing the anode effect outputs, is connected to the first negating inputs of AND gates 60 and 56 and to the negating input of an AND gate 90, so that the output signal of the signal generator 52 passes the signals assigned to the following programs to the Decoder 55 can interrupt: The regular signals of the breaking and supply program ^ the normal regular signals the program for setting the resistance and the anode and the signals of the noise suppression program.

Somit liefern die Signalerzeuger 50 bis 52 und 88 inter gegenseitigem Ausschluß und in einer Rangfolge binär kodierte digitale Steuersignale mit parallelen Bits an den Dekodierer 55,· der seinerseits sechs Ausgangssignale auf seine Leitungen 61 bis 66 . gibt, die zu zugeordneten Speicherkreisen 67 bis 72 führen. Die Speicherkreise 67 bis 72 geben ihrerseits Signale an zugeordnete, wechselstrombetriebene Elektromagneten 73 bis 78 ab. Die Speicher-Thus, the signal generators 50 to 52 and 88 provide inter-mutual exclusion and digital binary coded in an order of precedence Control signals with parallel bits to the decoder 55, which in turn has six output signals on its lines 61 to 66. that lead to associated storage circuits 67 to 72. The storage circuits 67 to 72 in turn send signals to assigned, AC operated electromagnets 73 to 78. The memory

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kreise 67 bis 72, welche hohe RC-Zeitkonstanten haben können, stellen sicher, daß das jeweilige Ausgangssignal des Dekodierers .55 .eine Zeit lang vorhanden ist, die ausreicht, um die angeschlossenen zugeordneten Elektromagneten 73 bis 78 zu erregen, und machen zugleich den Dekodierer 55 zum Dekodieren zusätzlicher Steuersignale frei.Circuits 67 to 72, which can have high RC time constants, ensure that the respective output signal of the decoder .55. Has been present for a sufficient amount of time to keep the connected associated electromagnets 73 to 78 to excite, and at the same time make the decoder 55 for decoding additional Control signals free.

Die Elektromagneten 73 und 78, die auf in den Speicherkreisen bzw. 72 gespeichte Signale ansprechen, sind so geschaltet, daß sie den ersten Förderer 24 auf der Ausflußseite bzw. den zweiten Förderer 26 auf"der Ablaßseite der elektrolytischen Zelle 9 in Betrieb setzen. Die Förderer 24 .und 26 sind von herkömmlicher Konstruktion und werden vorzugsweise durch pneumatisch oder elektrisch steuerbare Vorrichtungen betrieben, die von den Elektromagneten 73 bzw. 78 gesteuert werden.The electromagnets 73 and 78, which respond to signals stored in the memory circuits and 72, respectively, are connected so that they the first conveyor 24 on the outflow side and the second conveyor 26 on "the outlet side of the electrolytic cell 9 put into operation. The conveyors 24 and 26 are conventional Construction and are preferably operated by pneumatically or electrically controllable devices that are controlled by the Electromagnet 73 and 78 are controlled.

Die Elektromagneten 74 und 77, die auf in den Speicherkreisen 68 bzw. 71 gespeicherte Signale ansprechen, sind so eingerichtet, daß. sie eine erste bzw. Zweite, pneumatisch, oder elektrisch betriebene Betätigungsvorrichtung 80 bzw. 81 in Betrieb setzen, welche mit den Brechstangen 25 bzw. 27 für deren Bewegung mechanisch gekoppelt sind.The electromagnets 74 and 77, which respond to signals stored in the storage circuits 68 and 71, respectively, are set up so that that. they have a first or a second, pneumatically or electrically operated Activate the actuating device 80 and 81, which mechanically operate with the crowbars 25 and 27 for their movement are coupled.

Die Elektromagneten 75 und 76, die auf in den Speicherkreisen bzw. 70 gespeicherte Signale ansprechen, sind in der Lage, die pneumatisch oder elektrisch arbeitenden Antriebe 28 und 30 in Gang zu setzen, die dafür eingerichtet sind, die Anode 15 abzusenken oder anzuheben.The electromagnets 75 and 76, which respond to signals stored in the memory circuits and 70, respectively, are capable of the to set pneumatically or electrically operating drives 28 and 30 in motion, which are set up to lower the anode 15 or to raise.

Einem dritten Ausgang des Signalerzeugers 88 sind die Eingänge der beiden Schwellwertschaltung #6 und 47 nachgeschaltet, damit die hohen und niederen Grenzwerte nach oben verstellt werden können, wodurch der Widerstandswert für das Bad 13 nach Einleitung eines RauschunterdrückungsVorganges nach oben verändert wird, und damit diese Grenzwerte nach einer bestimmten Zeitspanne, vorzugsweise in Schritten,auf ihre ursprünglichen Werte abgesenk werden.A third output of the signal generator 88 is followed by the inputs of the two threshold value circuits # 6 and 47, so that the high and low limit values can be adjusted upwards, whereby the resistance value for the bath 13 after initiation of a noise suppression process is changed upwards, and thus these limit values are reduced to their original values after a certain period of time, preferably in steps will.

Um die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage in einenTo the embodiment of the system according to the invention in a

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betriebsbereiten Zustand zu versetzen, werden in den Speichern 53, 54,55'und 89 geeignete Programme in Form binär kodierter digitaler Signale für die reguläre normale Brech- und Zuführfunktion, für die Widerstandskontrollfunktion, für die Anodeneffektbeseitungsfunktion und für die Rauschunterdrückung untergebracht. Wenn mit herkömmlichen Methoden der im wesentlichen feststehende elektrische Widerstand der elektrischen Zuleitungen der Zelle 9 bestimmt worden ist, wird der Signalerzeuger 42 eingestellt, damit er als Ausgangssignal ein jenen Widerstand wiedergebendes, binär kodiertes digitales Signal erzeugt. Der Signalerzeuger 29 wird so eingestellt, daß er als Ausgangssignal ein der vorbestimmten gegenelektromotorischen Kraft der Zelle 9 entsprechendes, binär kodiertes digitales Signal erzeugt, · wobei die gegenelektromotorische Kraft für ein brauchbares Bad aus Tonerde und Kryolith 1,6 Volt beträgt. Die Schwellwertschaltung·46 für den oberen Grenzwert wird so eingestellt, daß sie als Ausgangssignal ein der oberen Grenze (d.h. 20,1 χ 10 Ohm) des während normaler Elektrolyse erwarteten Widerstandsbereiches für das elektrolytische Bad 13 entsprechendes, festes, binär kodiertes digitales Signal erzeugt. Dieser eingestellte Wert entspricht beispielsweise nahezu jenem Punkt, an dem die an der Zelle 9 anliegende Bruttospannung um im wesentlichen + 0,02 Volt bei einem nominalen Strom von 150 000 A erhöht worden wäre. Die Schwellwertschaltung 47 für den unteren Grenzwert wird so eingestellt, daß sie als Ausgangssignal ein der unteren Grenze (d.h. 19,9 χ 10 0hm) des während der normalen Elektrolyse erwarteten Widerstandsbereiches für das elektrolyt tische Bad 13 entsprechendes, festes,binär kodiertes digitales Signal erzeugt. Dieser eingestellte Wert entspricht beispielsweise nahezu jenem Punkt, an dem die an der Zelle 9 liegende Bruttospannung um im wesentlichen -0,02 Volt bei dem nominalen Strom von 150 000 A abgenommen haben würde. Es sei bemerkt, daß, falls gewünscht, verschiedene Einstellpunkte benutzt werden können, die durch die gewünschten Badbedingungen und die in jedem gegebenen Fall gewünschte Empfindlichkeit der Steuerung bestimmt werden. Die Schwellwertschaltung 85 für den tolerierbaren Grenzwert istto put in the operational state are stored in the memories 53, 54, 55 'and 89 suitable programs in the form of binary coded digital signals for the regular normal breaking and feeding function, for the resistance control function, for the anode effect removal function and housed for noise reduction. If using conventional methods of the essentially fixed electrical resistance of the electrical leads of the cell 9 has been determined, the signal generator 42 is set, so that it generates a binary-coded digital signal reproducing that resistance as the output signal. Of the Signal generator 29 is set so that it has as an output signal one of the predetermined counter electromotive force of the Cell 9 corresponding, binary coded digital signal generated, · with the counter electromotive force for a usable bath of alumina and cryolite is 1.6 volts. The threshold value circuit 46 for the upper limit value is set so that that the output signal is one of the upper limit (i.e. 20.1 χ 10 ohms) of that expected during normal electrolysis Resistance range for the electrolytic bath 13 corresponding, solid, binary-coded digital signal generated. This set The value corresponds, for example, almost to that point at which the gross voltage applied to the cell 9 by substantially + 0.02 volts with a nominal current of 150,000 A would have been increased. The threshold value circuit 47 for the lower The limit value is set in such a way that the output signal corresponds to the lower limit (i.e. 19.9 χ 10 ohms) of the during normal Electrolysis expected resistance range for the electrolyte table bath 13 corresponding, solid, binary-coded digital signal generated. This set value corresponds to, for example near the point at which the gross voltage across cell 9 has decreased by substantially -0.02 volts at the nominal current would have decreased from 150,000 A. It should be noted that various setpoints can be used if desired, such as can be determined by the bath conditions desired and the sensitivity of the control desired in any given case. The threshold circuit 85 for the tolerable limit value is

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so eingestellt, daß sie als Ausgangssignal ein dem tolerierbaren Maß des verfahrensbedingten Rauschens entsprechendes, festes, binär kodiertes digitales Signal erzeugt.set in such a way that the output signal is a fixed, binary one that corresponds to the tolerable level of the process-related noise encoded digital signal generated.

Die Reduktions-Zelle-9 wird mit der geeigneten Menge an Lösungsmittel NaF/AlF., und Tonerde Al₂O- beschickt. Diese Materialien bilden das elektrolytische Bad. Der Reduktionsprozeß wird vorzugsweise von Hand eingeleitet, indem der Zelle 9 Gleichstrom zugeführt wird, wobei möglicherweise zusätzlich von einer Hilfswärmequelle stammende Wärme angewendet wird, und indem die Lage der Anode 15 bezüglich des Kathodenbodens der Reduktions-Zelle manuell eingestellt wird, bis die am Voltmeter 31 ablesbare, an der Zelle 9 liegende Spannung und der durch die Zelle 9 fließende, vom Strommeßinstrument 20 gemessene Gleichstrom innerhalb der für einen wirtschaftlichen Betrieb bekannten Grenzen liegen.The reduction cell-9 is charged with the appropriate amount of solvent NaF / AlF. And alumina Al ₂ O-. These materials make up the electrolytic bath. The reduction process is preferably initiated manually by supplying direct current to the cell 9, with additional heat possibly originating from an auxiliary heat source being used, and by manually adjusting the position of the anode 15 with respect to the cathode bottom of the reduction cell until the voltmeter 31 shows readable voltage lying on cell 9 and the direct current flowing through cell 9, measured by current measuring instrument 20, lie within the limits known for economic operation.

Wenn die normale Elektrolyse erst einmal fortschreitet, wird der Signalerzeuger 50 eingeschaltet, welcher reguläre digitale Brech- und Zuführsteuersignale an den Dekodierer 55 abgibt, der auf diese Signale dadurch anspricht, daß er nacheinander über die Speicherkreise 68, 67, 71 und 72 den Elektromagneten 74, 73, 77 bzw. 78 Signale vermittelt, welche ihrerseits die Bewegung der Brechstange 25, des Förderers 24, der Brechstange 27 bzw. des Förderers 26 bewirken. Während des normalen Betriebes wird auf der Ausflußseite der Zelle 9 somit alle 180 Minuten gebrochen und beschickt, wobei zwischen dem Brechen und Zuführen eine Wartezeit eingelegt wird. Auch auf der Ablaßseite der Zelle 9 wird alle 180 Minuten gebrochen und zugeführt, wobei die Zeitpunkte dieser Vorgänge um 90 Minuten gegen die entsprechenden Brech- und Zuführvorgänge auf der Ausflußseite der Zelle 9 verschoben sind.Once normal electrolysis proceeds, the signal generator 50 is switched on, which is regular digital Break and feed control signals to decoder 55, which responds to these signals by being sequentially over the storage circuits 68, 67, 71 and 72 the electromagnets 74, 73, 77 and 78 transmits signals, which in turn the movement of the crowbar 25, the conveyor 24, the crowbar 27 and the conveyor 26, respectively. During normal operation, the the outflow side of the cell 9 is thus broken and charged every 180 minutes, with a waiting time between breaking and feeding is inserted. Also on the outlet side of the cell 9 is broken and fed every 180 minutes, the times of which Operations are shifted by 90 minutes against the corresponding breaking and feeding operations on the outflow side of the cell 9.

Während die Elektrolyse fortgesetzt wird,und die Schaltung den Widerstand des Bades 13 automatisch bestimmt, werden von den Komparatoren 44 und 45 geeignete Signale erzeugt, welche dem Signalerzeuger 51,der an den Dekodierer 55 digitale Steuersignale angibt, immer dann signalisieren, wenn der Widerstand des Bades 13 entweder zu hoch oder zu niedrig ist. Der Dekodierer 55 spricht dadurch an, daß er ein Ausgangssignal erzeugt und je nach Lage des Falles entweder dem Speicherkreis 69 oder demWhile the electrolysis continues, and the circuit automatically determines the resistance of the bath 13, suitable signals are generated by the comparators 44 and 45, which the signal generator 51, the to the decoder 55 digital control signals indicates always signal when the resistance of the bath 13 is either too high or too low. The decoder 55 responds in that it generates an output signal and, depending on the situation, either the storage circuit 69 or the

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Speicherkreis 70 zuführt, welcher veranlaßt, daß die Anode 15 entweder angehoben oder abgesenkt wird. Dies wird mittels der Antriebe 28 und 30 bewerkstelligt, die von den Elektromagneten 75 und 76 angesteuert werden, welche immer dann auf die in den Speicherkreisen 70 bzw. 69' gespeicherten Signale ansprechen, wenn zwischen dem Signalerzeuger 50 und dem Dekodierer 55 keine Verbindung besteht, weil der Signalerzeuger 51 an den negierenden Eingang des UND-Gatters 57 ein Signal abgibt.Storage circuit 70 supplies which causes the anode 15 to be either raised or lowered. This is done using the Drives 28 and 30 accomplished, which are controlled by the electromagnets 75 and 76, which then always on the in the Memory circuits 70 and 69 'respond to stored signals when between the signal generator 50 and the decoder 55 none There is a connection because the signal generator 51 outputs a signal to the negating input of the AND gate 57.

Während des Betriebes wird die an der Zelle 9 anliegende Spannung intermittierend geprüft, und zwar mit Hilfe der Torschaltung 34, wobei das Spannungssignal vom Begrenzungsverstärker 35 durchgelassen wird, der einen Verstärkungsgrad von Eins hat und dessen Ausgangssignal wiederum an den Anodeneffektdetektor 48 abgegeben wird, der im Durchlaßbereich arbeitet, wenn die Spannung7,5 Volt überschreitet, also seine Zener-Durchbruchsspannung. Der Detektor 48 spricht innerhalb weniger Mikrosekunden an, also viel schneller als der Analog-Digital-Wandler 36 mit seiner Ansprechzeit von 20 bis 50 msec, welcher an den Signalerzeuger 52 ein Signal mit dem logischen Wert EINS abgibt, welcher eine Reihe ' von digitalen Steuersignalen erzeugt und dem Dekodierer 55 zuführt, um zu erreichen, daß nacheinander die Kruste 16 des Bades 13 gebrochen wird, möglicherweise sowohl auf der Ausflußseite als auch auf der Ablaßseite der Zelle 9, daß die Anode 15 abgesenkt wird und anschließend auf einer oder beiden Seiten der Zelle eine Beschickung stattfindet. Die mechanischen Bewegungen werden durch die Elektromagneten 75, 74, 73, 77 und 78 bewirkt. Auch der Signalerzeuger 52 erzeugt vorzugsweise ein digitales Steuersignal, das vom Dekodierer 55 dekodiert und dem Elektromagneten 76 über den Speicherkreis 70 zugeführt wird, um zu bewirken, daß die Anode 15/ihre frühere Lage zurückkehrt. —During operation, the voltage applied to the cell 9 is checked intermittently, with the help of the gate circuit 34, wherein the voltage signal is passed from the limiting amplifier 35 which has a gain of one and the same The output signal is in turn delivered to the anode effect detector 48 that works in the pass band when the voltage is 7.5 volts exceeds, i.e. its Zener breakdown voltage. The detector 48 responds within a few microseconds, so a lot faster than the analog-to-digital converter 36 with its response time of 20 to 50 msec, which is sent to the signal generator 52 Emits a signal with the logic value ONE, which generates a series of digital control signals and feeds them to the decoder 55, in order to achieve that the crust 16 of the bath 13 is broken one after the other, possibly both on the outflow side as well as on the outlet side of the cell 9 that the anode 15 is lowered and then charging takes place on one or both sides of the cell. The mechanical movements will caused by the electromagnets 75, 74, 73, 77 and 78. The signal generator 52 also preferably generates a digital control signal, which is decoded by decoder 55 and supplied to electromagnet 76 via memory circuit 70 to cause the anode 15 / returns to its former position. -

Ein getrennter Ausgang des Signalerzeugers 52.ist mit negierenden Eingängen der UND-Gatter 56, 60 und 90 verbunden, um sicherzu- stellen, daß den Dekodierer 55 keine von den Signalerzeügern 50, 51 und 88 stammenden Steuersignale erreichen, wenn er Steuersignale des Signalerzeugers 52 empfängt.A separate output of the signal generator 52 is with negating The inputs of the AND gates 56, 60 and 90 are connected to ensure that the decoder 55 does not receive any of the signal generators 50, 51 and 88 originating control signals reach when he has control signals of the signal generator 52 receives.

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Während des Betriebes der bis jetzt beschriebenen Anlage läßt das digitale Filter 83 die Rauschkomponente des Badwiderstandes wiedergebende digitale Signale zum Komparator 84 durch, der ein Ausgangssignal mit dem binären Wert EINS erzeugt, wenn das vom Filter 83 durchgelassene Signal das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 85 übertrifft. Das Ausgangssignal des Komparators 84 wird in der Eingangsstufe des dreistufigen SchieberegistersDuring the operation of the system described so far, can the digital filter 83 reproduces the noise component of the bath resistance digital signals through to comparator 84 which produces a binary ONE output when the from Filter 83 passed signal is the output signal of the threshold circuit 85 exceeds. The output signal of the comparator 84 is in the input stage of the three-stage shift register

86 gespeichert und in Einminutenintervallen Stufe um Stufe durch dieses geschoben. Da die drei Ausgänge der drei Stufen des Schieberegisters 86 mit getrennten Eingängen des UND-Gatters 87 verbunden sind, erzeugt dieses ein Ausgangssignal mit dem binären Wert EINS nur dann,wenn am Ausgang jeder der drei Stufen des Schieberegisters 86 ein Signal mit dem binären Wert EINS vorhanden ist. Ein solcher Zustand herrscht nur dann, wenn der Komparator 84 das Vorhandensein eines zu hohen verfahrensbedingten Rauschpegels signalisiert hat. Das Ausgangssignal des UND-Gatters86 and pushed through this step by step at one-minute intervals. Since the three outputs of the three stages of the Shift register 86 are connected to separate inputs of the AND gate 87, this generates an output signal with the binary Value ONE only if each of the three levels of the Shift register 86 a signal with the binary value ONE is present is. Such a state only prevails if the comparator 84 detects the presence of an excessively high process-related Signaled the noise level. The output of the AND gate

87 mit dem binären Wert EINS wird als Rücks-tellsignal dem Schieberegister 86 zugeführt, wodurch die Rückstellung des Schieberegisters 86 immer dann bewirkt wird, wenn der Geräuschpegel den Grenzwert für ein mindestens dreiminütiges Intervall überschritten hat.87 with the binary value ONE is used as a return tell signal to the shift register 86 supplied, whereby the reset of the shift register 86 is always effected when the noise level the Exceeded the limit for at least a three-minute interval.

Das Ausgängssignal des UND-Gatters 87 mit dem binären Wert EINS wird auch dem Signalerzeuger 88 zugeführt, der ein aus seinem Speicher 89 stammendes digitales Steuersignal über das UND-Gatter 90 und das ODER-Gatter 58 an den Dekodierer 55 abgibt. Das digitale Steuersignal wird vom Dekodierer 55 dekodiert und über den Speicherkreis 7O dem Elektromagneten 76 zugeführt, welcher die Anode 15 um eine vorbestimmte Strecke anhebt, von der bekannt ist, daß sie ausreicht, um die Größe der Rauschkomponente des Widerstandes in den meisten Fällen um einen bestimmten Betrag zu erniedrigen. Natürlich werden dann, wenn das Schieberegister 86 noch anzeigt, daß der Rauschpegel zu hoch bleibt, vom Signalerzeuger 88 weitere Steuersignale bereitgestellt, die verursachen, daß die Anode 15 weiter angehoben wird, bis der Rauschpegel innerhalb eines annehmbaren Grenzbereiches liegt. Solange .der Signalerzeuger 88 Steuersignale zum Anheben derThe output signal of the AND gate 87 with the binary value ONE is also fed to the signal generator 88, the one from his Memory 89 emits digital control signal via the AND gate 90 and the OR gate 58 to the decoder 55. That digital control signal is decoded by the decoder 55 and fed via the storage circuit 7O to the electromagnet 76, which the anode 15 raises a predetermined distance known to be sufficient to reduce the magnitude of the noise component of the Resistance in most cases by a certain amount. Of course, if the shift register 86 still indicates that the noise level remains too high, further control signals are provided by the signal generator 88 which cause that the anode 15 is raised further until the noise level is within an acceptable limit. As long as .the signal generator 88 control signals to raise the

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Anode 15 erzeugt, werden von den Signalerzeugern 5O und 51 stammende digitale Signale vom ODER-Gatter 58 blockiert·, veil die negierenden Eingänge der UND-Gatter 56 und 60 vom Signalerzeuger 88 ein Signal mit dem binären Wert EINS erhalten. Es ist jedoch festzuhalten, daß dann, wenn der Signalerzeuger 52 digitale Steuersignale erzeugen würde, diese zum Dekodierer 55 gelangen » würden, die vom Signalerzeuger 88 stammenden Steuersignale hingegen dank der Tatsache blockiert würden, daß der negierende Eingang des UND-Gatters 90 vom zweiten Ausgang des Signalerzeugers 52 ein Signal erhält.Anode 15 generated, are derived from the signal generators 5O and 51 digital signals from OR gate 58 blocked, because the negating inputs of AND gates 56 and 60 from the signal generator 88 receive a signal with the binary value ONE. It should be noted, however, that if the signal generator 52 is digital Would generate control signals, these would reach the decoder 55, the control signals originating from the signal generator 88 on the other hand, thanks to the fact that the negating input of the AND gate 90 would be blocked by the second output of the signal generator 52 receives a signal.

Ein weiteres Ausgangssignal des Signalerzeugers 88 wird den Schwellwertschaltungen 46 und 47 zugeführt, um den oberen und unteren Grenzwert anzuheben, wodurch sich effektiv ein höherer · Einstellwert für den Widerstand des Bades 13 ergibt. Da erwartet werden kann, daß die Ursache für das Rauschen nach einer gewissen Zeit beseitigt ist oder die Bewegung der Anode 15 selbst die Unterdrückung der Ursache eines Anodeneffektes bewirken kann, ist der Signalerzeuger 88 so eingeschaltet, daß er aus seinem Speicher 89 an den Dekodierer 55 ein Steuersignal oder -signale abgibt, welche dem Antrieb 30 über den Elektromagneten 75 und den Speicherkreis 69 zugeführt werden, welcher dafür sorgt, daß die Anode 15 in ihre anfängliche Lage oder gegen ihre anfängliche Lage schrittweise abgesenkt wird, wobei die Anodenbewegung immer dann aufhört, wenn die Anode in ihrer Ausgangslage positioniert ist. Natürlich werden die Grenzwerte für die Schwellwertschaltungen 46 und 47 wieder auf ihre ursprünglichen Pegel oder gegen diese eingestellt bzw. verstellt,und zwar in Übereinstimmung mit Steuersignalen, welche die Lageveränderung der Anode 15 wiedergeben.Another output signal of the signal generator 88 is fed to the threshold value circuits 46 and 47 in order to increase the upper and lower values to raise the lower limit value, which effectively results in a higher setting value for the resistance of the bath 13. Since the cause of the noise or the movement of the anode can be expected to be eliminated after a certain period of time 15 can even suppress the cause of an anode effect, the signal generator 88 is switched on so that it emits a control signal or signals from its memory 89 to the decoder 55, which the drive 30 via the electromagnet 75 and the storage circuit 69 are supplied, which ensures that the anode 15 in its initial position or against its initial position is gradually lowered, the anode movement always ceasing when the anode is in its starting position is positioned. Of course, the limit values for the threshold circuits 46 and 47 are restored to their original values Level or against this set or adjusted, namely in Agreement with control signals which reflect the change in position of the anode 15.

Falls das Schieberegister 86 während der Rückkehr der-Anode 15 in ihre Ausgangslage wieder das Vorhandensein eines zu hohen Rauschpegels für eine zu lange Zeit (über drei Minuteri)/wird der Vorgang der Unterdrückung des Rauschens erneut eingeleitet. Dies geschieht so lange, bis das Phänomen des Rauschens wirklich be-. seitigt ist oder eine Bedie^r\ingsperson,die erkennt, daß dasIf, during the return of the anode 15 to its starting position, the shift register 86 again detects the presence of too high a noise level for too long (over three minutes) / the process of suppressing the noise is initiated again. This continues until the phenomenon of noise really occurs. seitigt or a Bedie ^r \ ingsperson which recognizes that the

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Rauschen andauert, die S chwellv/erts chaltungen 46 und 47 auf höhere Grenzwerte einstellt, wodurch der wirkliche Einstellpunkt des Widerstandes des Bades 13 durch einen neuen, höheren Wert ersetzt wird, bei dem ein zu hoher Pegel des verfahrensbedingten Rauschens nicht auftritt.Noise persists, the swellv / erts circuits 46 and 47 on sets higher limit values, whereby the real set point of the resistance of the bath 13 by a new, higher Value is replaced at which an excessively high level of process-related noise does not occur.

Die beschriebene Aus füh rungs form der erfindungs gemäßen Anlage weist nur eine einzige elektrolytische Reduktions-Zelle auf. Die Anlage könnte natürlich auch für eine Vervielfachung der Steuersignale ausgelegt sein, damit sie die Betriebsparamater mehrerer Zellen steuern kann. In diesem Fall würde die Schaltung natürlich auch die durch jede Zelle fließenden Ströme und die an jeder Zelle anliegende Spannung über vervielfachte Schaltungen feststellen, wobei die Zuführung der Steuersignale und das Messen der Ströme und Spannungen in geeigneter Weise synchronisiert würden. The described embodiment of the system according to the invention has only a single electrolytic reduction cell. The plant could of course also be used to multiply the Control signals be designed so that they can control the operating parameters of multiple cells. In this case the circuit would naturally also the currents flowing through each cell and the voltage applied to each cell via multiplied circuits determine, whereby the supply of the control signals and the measurement of the currents and voltages would be synchronized in a suitable manner.

Mit "digitalem Filter" (82, 83) ist jede Anordnung oder digitale Schaltung gemeint, welche Informationen glättet oder selektiv durchläßt, während sie andere Informationen zurückhält. Die digitalen Filter 82 und 83 sind beispielsweise herkömmlicher Bauart und können herkömmlichen Filtern für analoge Signale entsprechen, welche Widerstände,Kapazitäten und/oder Induktivitäten aufweisen. Das digitale Filter 83 kann beispielsweise ein Schätzer sein, der die Methode der kleinsten Quadrate anwendet.By "digital filter" (82, 83) is meant any arrangement or digital circuit which smooths or selectively information while holding back other information. The digital filters 82 and 83 are, for example, of conventional design and can correspond to conventional filters for analog signals, which have resistances, capacitances and / or inductances. The digital filter 83 can be, for example, an estimator using the least squares method.

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Claims

PATENT CLAIMS

1) A method for extracting metal, especially aluminum, in which an electrolytic bath is prepared in a reduction cell, which contains dissolved oxides of the metal, in which direct current is passed through the bath and the metal obtained is collected at the bottom of the reduction cell, thereby marked It is calculated that the process-related noise component of the electrical resistance of the bath is determined and determined as an indication of an undesirable noise level if the determined noise component exceeds a predetermined value.

2) Method according to claim 1, characterized in that after the determination of a value exceeding the predetermined value Noise component this is reduced at least down to the predetermined value.

3) Method according to Claim 2, characterized in that the reduction the detected noise component by enlarging it the distance between the anode and Cathode electrodes happens.

4) Method according to claim 3, characterized in that the distance after a certain period of time following the increase in the distance, preferably in a series of steps possibly reduced to the original distance before enlarging.

5) Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that it is also determined whether the detected noise component the predetermined value for a certain time has exceeded.

6) Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that alumina (Al-O-J) is used as a solute and cryolite is used as a solvent.

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7) System for performing the method according to claim 1, with at least one reduction cell and one of these associated, immersed in the bath arrangement of anodes and cathodes, geke nn is characterized by a device for determining the process-related noise component of the electrical resistance of the bath and by an in A device, which is dependent on the result of the determination, is used to determine the fact that the noise component determined exceeds the predetermined fourth.

8) Installation according to claim 7 for carrying out the method according to claim 2, characterized by a device, which is dependent on the determination result, for reducing the noise component at least down to the predetermined value.

9) Plant according to claim 8 for Dprchfuhren the method according to claim 3, characterized in that the device for reducing the noise component has means for increasing the distance between the anodes on the one hand and the cathodes on the other hand.

10) Plant according to claim 9 for performing the method according to claim 4, characterized by after the means for increasing the distance, preferably gradually acting means for reducing the distance, if necessary to the original distance.

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11) Plant according to one of claims 7 to 10, characterized by a device for determining the electrical resistance of the bath and by depending on the result of the determination standing device for adjusting the distance between the anodes on the one hand and the cathodes on the other hand Maintaining the bath resistance within certain limits Limits.

12) Plant according to one of claims 7 to 11 for performing the method according to claim 5, characterized in that the Determining device is set up for the additional determination that the noise component determined is the predetermined Value has essentially consistently exceeded a certain period of time.

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