DE2653643A1

DE2653643A1 - Verfahren und vorrichtung zum kompensieren der magnetischen felder der einander benachbarten reihen von querangeordneten schmelzflusselektrolysezellen

Info

Publication number: DE2653643A1
Application number: DE19762653643
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Dugois; Paul Morel
Original assignee: Aluminium Pechiney SA
Current assignee: Rio Tinto France SAS
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1976-11-25
Publication date: 1977-06-16
Also published as: IS1238B6; FR2333060A1; BR7607830A; YU39372B; NL7613170A; AU1992876A; ZA767062B; SE7613201L; CA1067036A; RO70909A; JPS573752B2; NO147956C; IS2357A7; NZ182677A; CH619006A5; FR2333060B1; OA05489A; DE2653643C3; IN148703B; IT1099552B

Description

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Beschreibung

AIUMINIUM PECHINEY,
28, rue de Bonnel,
69003 Lyon, Frankreich.

Verfahren und Vorrichtung zum Kompensieren der magnetischen Felder der einander benachbarten Reihen von querangeordnet en

Schmelzflußelektrolysezellen

Aluminium wird in großtechnischem Maßstab in elektrisch hintereinandergeschalteten Zellen durch Schmelzflußelektrolyse einer Tonerdelösung in Kryolith hergestellt, der durch die Joulesche Wärme des durch die Zelle fließenden Stromes auf eine Temperatur von ungefähr 950 bis 1000 *C gebracht ist.

Jede Zelle hat eine rechteckige Kathode, die eine Wanne bildet, deren Boden von Kohleblöcken gebildet ist, welche mit als kathodische Stangen bezeichneten Stangen aus Stahl vergossen sind, die dazu dienen, den Strom aus der Kathode heraus zu den Anoden der nachfolgenden Zelle weiterzuleiten.

Die Anoden, ebenfalls aus Kohle, sind mit Stangen vergossen, die an anodische Schienen genannte Schienen aus Aluminium angeklemmt sind, welche an einem über der Wanne der Zelle angeordneten Überbau befestigt sind. Diese anodischen Schienen sind über Steigleitungen genannte Leiter aus Aluminium an die kathodischen Stangen der voraufgehenden Zelle angeschlossen.

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Zwischen den Anoden undder Kathode befindet sich das Elektrolysebad, d.h. die Tonerdelösung in Kryolith. Das erzeugte Aluminium setzt sich an der Kathode ab, wobei am Boden der kathodischen Wanne stets eine Aluminiumschicht bestimmter Dicke beibehalten wird.

Da die Wanne rechteckig ist, sind die die Anoden tragenden anodischen Schienen im allgemeinen parallel zu den Langseiten der Wanne angeordnet, während die kathodischen Stangen zu den Wannenköpfe genannten Schmalseiten der Wanne parallel sind.

Die Zellen sind in Reihen längs oder quer angeordnet, je nachdem, ob ihre Langseite oder ihre Schmalseite zur Achse der Reihe parallel ist. Die Zellen sind elektrisch hintereinandergesehaltet, wobei die Enden der Serie mit dem positiven und dem negativen Ausgang einer elektrischen Gleichrichter- und Regelanlage verbunden sind. Jede Zellenserie hat eine bestimmte Zahl von in Reihe geschalteten Reihen, wobei eine gerade Reihenzahl bevorzugt wird, um unnötige Leiterlängen zu vermeiden.

Der durch die verschiedenen Leiter - Elektrolyt, flüssiges Metall, Anoden, Kathode, Verbindungsleitungen - fließende elektrische Strom erzeugt große magnetische Felder. Diese Felder induzieren im Elektrolyse bad und im in der Wanne enthaltenen geschmolzenen Metall Laplace-Kräfte genannte Kräfte, die, infolge der Bewegungen, die sie erzeugen, für den guten Gang der Zelle nachteilig sind. Die Zelle und ihre Verbindungsleitungen werden so konstruiert, daß sich die durch die verschiedenen Bauteile der Zelle und die Verbindungsleitungen erzeugten magnetischen Felder kompensieren: es ergibt sich somit eine Zelle, die als Symmetrieebene die zur Zellenreihe parallele und durch das Zentrum der Wanne gehende vertikale Ebene hat.

Die Zellen sind jedoch auch magnetischen Störfeldern unterworfen, die von der oder den benachbarten Reihen ausgehen.

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Im Folgenden sind die Begriffe "hinten" bzw. "vorgeschaltet" und "vorn" bzw. "nachgeschaltet" sowie analoge Wortbildungen auf die allgemeine Richtung des elektrischen Stromes in der betrachteten Zellenreihe bezogen. Unter "benachbarte Reihe" wird die Reihe verstanden, die der betrachteten Reihe am nächsten ist, und unter "Feld der benachbarten Reihe" die Resultierende der Felder aller Reihen außer der betrachteten Reihe.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird die Verteilung des Stroms in die die Anode einer nachgeschalteten Zelle speisenden Leiter ab der Kathode der benachbarten vorgeschalteten Zelle in der Weise geändert, daß der Zelle eine elektrische Schleife überlagert wird, die ein zusätzliches magnetisches Feld erzeugt, das dem von der benachbarten Reihe erzeugten magnetischen Feld ungefähr gleich und entgegengesetzt gerichtet ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung gestattet das Kompensieren des magnetischen Feldes einer benachbarten Reihe in einer Zellenreihe mit wenigstens einer vorgeschalteten Zelle und einer nachgeschalteten Zelle. Jede Zelle weist wenigstens zwei anodische Schienen auf, an die mit den Anoden vergossene Stangen angeklemmt sind, und eine kathodische Wanne, deren Boden von Kohleblöcken gebildet ist, die mit kathodischen Stangen vergossen sind, wobei die anodischen Schienen der nachgeschalteten Zelle mit elektrischem Strom von den kathodisehen Stangen der vorgeschalteten Zelle aus über wenigstens zwei Steigleitungen versorgt werden, von denen eine innen, d.h. an der der benachbarten Reihe zugewandten Seite, die andere außen angeordnet ist und jede zwei Leiter aufweist, von denen der eine mit den hinteren Enden der kathodischen Stangen, der andere mit den vorderen Enden der kathodisehen Stangen verbunden ist. Einer der Leiter der inneren Steigleitung, entweder der Leiter an der hinteren Seite oder der Leiter an der vorderen Seite, ist mit mehr als der Hälfte der entsprechenden Enden der an der inneren Seite zugrunde gelegten kathodisehen Stangen verbunden, wobei der entsprechende

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Leiter der äußeren Steigleitung an die Enden an der äußeren Seite angeschlossen ist, die nicht mit der inneren Steigleitung verbunden sind, und wobei der andere innere Leiter, entweder der Leiter an der vorderen Seite oder der Leiter an der hinteren Seite, mit der an der inneren Seite liegenden Hälfte der entsprechenden Enden und der entsprechende äußere Leiter mit der an der äußeren Seite angeordneten Hälfte verbunden ist.

Das Verfahren zum Kompensieren der magnetischen Felder der einander benachbarten Reihen von querangeordneten Zellen gestattet es', durch eine leicht geänderte Verteilung des Stromes in die Leiter der Elektrolysezelle eine elektrische Schleife zu überlagern, die ein zusätzliches Feld erzeugt, das dem von der benachbarten Reihe erzeugten Feld ungefähr gleich und entgegengesetzt gerichtet ist.

In einer Zellenserie können die Verbindungsleitungen von zwei Typen sein.

Bei einem ersten Typ werden die anodischen Schienen einer nachgeschalteten Zelle über ihre Enden gespeist (Steigleitungen kopfseitig oder an den Stirnseiten).

Bei einem zweiten Typ werden die anodischen Schienen einer nachgeschalteten Zelle an den Stellen gespeist, die der Viertel- und Dreiviertelteilung ihrer Länge entsprechen (zentrale Steigleitung).

Bei beiden Typen fließt der aus der Kathode der hinteren Seite austretende Strom ganz oder zum Teil um den Kopf oder die Stirnseite der Zelle herum, um eine Steigleitung zu speisen, die zur folgenden nachgeschalteten Zelle führt. Der Strom, der durch die an den Zellenköpfen vorbeigeführten Leiter fließt, stellt insgesamt gewöhnlich zwischen einem Viertel und der Hälfte der gesamten Stromstärke der Serie dar.

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Die Erfindung findet Anwendung insbesondere bei den Zellen für die Herstellung von Aluminium.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Richtung des von der benachbarten Reihe und von den Steigleitungen erzeugten Feldes,

Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei Zellen einer Serie, bei denen das Feld der benachbarten Reihe dadurch kompensiert ist, daß mit dem hinteren inneren Leiter die erste kathodische Stange der hinteren äußeren Seite verbunden ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf zwei Zellen einer Serie, bei denen das Feld der benachbarten Reihe dadurch kompensiert ist, daß mit dem vorderen inneren Leiter die erste kathodische Stange der vorderen äußeren Seite verbunden ist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf zwei Zellen einer Serie, bei denen das Feld der benachbarten Reihe kompensiert ist, ohne daß ein waagerechtes Störfeld erzeugt wird,

Fig. 5 ein Prinzipschema einer Vorrichtung zum Kompensieren, die eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 4 bildet,

Fig. 6 eine detailliertere Darstellung einer Ausführungsform und

Fig. 7 eine grafische Darstellung, in der über dem Strom, der in der elektrischen Schleife fließt, das magnetische Feld an den vier Ecken der Wanne aufgetragen ist.

Gemäß Fig. 1 ist in einer ersten Reihe eine Zelle 1 durch ihre kathodische Wanne dargestellt, die im Schnitt in einer

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zur Achse der Reihen rechtwinkligen vertikalen Ebene gezeichnet ist. Die nicht gezeichneten Anoden der Zelle 1 werden durch zwei Steigleitungen 2 und 3 gespeist. Bei der betrachteten Reihe fließt der Strom in der dem Betrachter entgegengesetzten Richtung; das von der Steigleitung 2 erzeugte magnetische Feld ist durch einen Pfeil 4, das von der Steigleitung 3 erzeugte magnetische Feld durch einen Pfeil 5 dargestellt.

Rechts von der Zelle 1 ist eine Zelle 6 der unmittelbar benachbarten Reihe angeordnet, welche ebenfalls durch ihre kathodische Wanne dargestellt ist. Die nicht gezeichneten Anoden der Zelle 6 werden durch Steigleitungen 7 und 8 gespeist. Bei dieser Reihe fließt der Strom rechtwinklig zur Zeichnungsebene auf den Betrachter zu. Die Zelle 6 erzeugt in der Zelle 1 ein durch Pfeile 9 dargestelltes vertikales magnetisches Feld.

Bezeichnet man die Steigleitung 2, die an der Zelle 1 an der der benachbarten Zelle 6 zugewandten Seite vorbeiführt, als innere Steigleitung und die Steigleitung 3 an der entgegengesetzten Seite als äußere Steigleitung, so ergibt sich, daß die äußere Steigleitung 3 in der Zelle 1 ein vertikales magnetisches Feld (Pfeil 5) erzeugt, das die gleiche Richtung hat wie das von der Zelle 6 der benachbarten Reihe erzeugte Feld (Pfeil 9). Sie erzeugt auch ein sehr viel schwächeres waagerechtes magnetisches Feld, auf das weiter unten zurückgekommen wird.

Gemäß dem Verfahren wird die Stromstärke des in der äußeren Steigleitung 3 fließenden Stromes zugunsten der inneren Steigleitung 2 herabgesetzt, was zu einer Verringerung des vom äußeren leiter an der äußeren Schmalseite erzeugten negativen Feldes und zu einer Vergrößerung des von der inneren Steigleitung (2) an der inneren Schmalseite erzeugten positiven Feldes (Pfeil 4) führt. Der Zelle 1 wird somit eine elektrische Schleife überlagert, die ein zusätzliches magnetisches Feld erzeugt, welches über dem größten Teil der Zelle 1 dem positiven Feld überlagert ist.

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Eine erste Ausführungsform der Vorrichtung wird anhand Fig. 2 und 3 beschrieben, die zwei querangeordnete, benachbarte, zu ein und derselben Reihe gehörende Zellen zeigen. Die vorgeschaltete Zelle 10 hat eine kathodische Wanne 11 und einen Überbau 12. Der Boden der Wanne 11 ist aus Kohleblöcken zusammengesetzt, die mit zwölf kathodischen Stangen 13 bis 24 vergossen sind. Die nachgeschaltete Zelle 25 hat eine kathodische Wanne 26 und einen Überbau 27 mit zwei anodischen Schienen 28 und 29, an die die nicht gezeichneten Anodenstangen angeklemmt sind.

Die Zellen 10 und 25 sind vom Typ mit stirn- oder kopfseitig angeordneten Steigleitungen. Gemäß dem bekannten Verfahren sind die hinteren Enden von sechs der zwölf kathodischen Stangen 13 "bis 24, nämlich der Stangen 13 bis 18 an der linken Seite mit dem entsprechenden Ende der anodischen Schienen 28 und 29 der nachgeschalteten Zelle 25 durch einen Leiter 30 und die vorderen Enden derselben kathodischen Stangen 13 bis 1.8 mit demselben Ende der anodischen Schienen 28 und 29 durch einen Leiter 31 verbunden, wobei die Leiter 30 und 31 zusammen die linke Steigleitung bilden, d.h. die innere Steigleitung, da die benachbarte Reihe als an derselben Seite links angeordnet angenommen ist. Ii„ ctimli-xier Weise ist das rechte Ende der anodischen Schienen 28 und 29 mit den hinteren Enden der sechs anderen kathodischen Stangen 19 Ms 24 durch einen Leiter 32 und mit dem vorderen Ende derselben kathodischen Stangen 19 bis 24 durch einen Leiter verbunden, wobei die Leiter 32 und 33 zusammen die rechte, d.h. äußere Steigleitung bilden.

Zum Kompensieren des magnetischen Feldes der benachbarten Reihe, die links angeordnet ist, ist gemäß Fig. 2 das hintere Ende oder gemäß Fig. 3 das vordere Ende der unmittelbar rechts von der Achse 34 angeordneten kathodischen Stange 19 vom zugehörigen Leiter 32 oder 33 abgetrennt und mit dem entsprechenden Leiter 30 oder 31 der linken Steigleitung verbunden worden. Auf diese Weise wird die Stromstärke des in die innere Steigleitung 30,31 fließenden Stromes zum Nachteil der Stromstärke

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des in die äußere Steigleitung 32,33 fließenden Stromes erhöht, daher die Erzeugung einer elektrischen Schleife 40.

Der Anschluß an der vorderen Seite gemäß Fig. 3 ist weniger wirkungsvoll als der Anschluß an der hinteren Seite gemäß Fig. 2, denn der vordere Leiter 31,33 verläuft nur über der halben Breite der nachgeschalteten Zelle 25, während der hintere Leiter 30,32 an der ganzen Seite der vorgeschalteten Zelle 10 und an der halben Seite der nachgeschalteten Zelle 25 vorbeiführt; das Verhältnis der Wirkungsgrade der beiden Vorrichtungen beträgt also 1:3 zugunsten des Anschlusses an der hinteren Seite.

Mit dem inneren Leiter 30,31 sind die Enden von mehr als einer kathodischen Stange verbindbar, beispielsweise die Enden der beiden Stangen 19 und 20, die der Achse 34 der Serie am nächsten sind.

Die beiden beschriebenen Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie ein schwaches quergerichtetes, waagerechtes magnetisches Feld erzeugen, das im Falle von Zellen von 90 000 A gemäß dem beschriebenen Modell etwa 5 Gauß beträgt. Bei den Zellen mit stirnseitig angeordneten Steigleitungen gestattet es eine dritte Vorrichtung, das Feld der benachbarten Reihe zu kompensieren, ohne ein waagerechtes Feld zu erzeugen. Hierzu wird eine bestimmte Anzahl von hinteren Enden von der Achse 34 benachbarten äußeren kathodisehen Stangen, gemäß Fig. 4 beispielsweise die hinteren Enden der Stangen 19 und 20, an den hinteren inneren Leiter 30 und die gleiche Zahl vorderer Enden von der Achse 34 benachbarten inneren kathodisehen Stangen, beispielsweise die vorderen Enden der Stangen 17 und 18, an den vorderen äußeren Leiter 33 angeschlossen. Auf diese Weise ergibt sich nur bei den in der waagerechten Ebene der Kathode angeordneten Leitern eine Änderung ihrer Stromstärke, es wird also in der Kathode kein waagerechtes magnetisches Feld erzeugt.

Gemäß Fig. 1 sind die vertikalen magnetischen Felder in den

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"beiden hinteren Ecken der Zelle von entgegengesetztem Vorzeichen, während das von der "benachbarten Reihe erzeugte Feld konstantes Vorzeichen hat. Daraus ergibt sich, daß die Kompensierung des Feldes der benachbarten Reihe in der hinteren äußerenEcke eine günstige, in der hinteren inneren Ecke jedoch eine ungünstige Auswirkung hat.

Dem läßt sich mit einer vierten Vorrichtung abhelfen, die in Fig. 5 in einem Prinzipschema und in Fig. 6 in einer Ausführungsform dargestellt ist. Diese Vorrichtung bildet eine Verbesserung der zuvor beschriebenen Vorrichtung insofern, als sie auf der äußeren Seite eine stärkere Kompensierung als auf der Innenseite gestattet. Statt einer symmetrischen Einspeisung in die anodischen Schienen 28 und 29, wie bei den zuvor beschriebenen Vorrichtungen, bei der die hintere anodische Schiene 29 mit den hinteren kathodischen Stangen der vorgeschalteten Zelle 10 und die vordere anodische Schiene mit den vorderen kathodischen Stangen, oder umgekehrt, verbunden ist, wird folgendermaßen vorgegangen:

- die hintere anodische Schiene 29 ist an der inneren Seite mit den hinteren kathodischen Stangen der vorgeschalteten Zelle 10 durch eine Steigleitung 35 und an der äußeren Seite mit den vorderen kathodischen Stangen der vorgeschalteten Zelle 10 durch eine Steigleitung 36 verbunden;

- die vordere anodische Schiene 28 ist an der inneren Seite mit den vorderen kathodischen Stangen der vorgeschalteten Zelle 10 durch eine Steigleitung 37 verbunden, während sie an der äußeren Seite mit den hinteren kathodischen Stangen der vorgeschalteten Zelle 10 durch eine Steigleitung 38 verbunden ist.

Die beiden anodischen Schienen 28 und 29 sind in ihrer Mitte durch einen zusätzlichen Leiter 39 miteinander verbunden.

Die kathodischen Stangen 13 bis 24 sind, wie oben im Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform beschrieben, zusammengefaßt .

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In Pig. 5 ist die Stromstärke I des umgeleiteten Stromes eingetragen, und es ist zu erkennen, daß an der inneren Seite der an der Zelle entlangfließende Strom außerhalb der anodischen Schienen 28 und 29 I und zwischen ihnen Null ist, während an der äußeren Seite die Stromstärke außerhalb der anodischen Schienen 28 und 29 I und zwischen ihnen 21 ist. Die Kompensierung ist somit insgesamt an der äußeren Seite stärker.

Das waagerechte Feld ist nicht mehr Null, sondern es ist längsgerichtet und daher für den guten Gang der Zelle sehr viel weniger nachteilig als bei der ersten und der zweiten Vorrichtung, die im Zentrum ein quergerichtetes waagerechtes Feld aufweisen.

Die Leiter sind so konstruiert, daß sie elektrisch im Gleichgewicht sind, d.h. in der Weise, daß die Spannungsabfalle in allen parallelgeschalteten Kreisen identisch sind: die Leiter 30 und 32, deren Länge größer ist als diejenige der Leiter 31 und 33, haben somit einen größeren Querschnitt.

Es ist leicht, die Stromstärke des Stromes zu bestimmen, der vom äußeren Leiter zum inneren Leiter umzuleiten ist, um eine elektrische Schleife zu errichten, die ein zusätzliches positives, vertikales Feld erzeugt, das ungefähr die gleiche Stärke wie das von der benachbarten Reihe erzeugte negative vertikale Feld hat. Das Feld ist proportional der Stromstärke: durch Übereinanderlagern der Stromstärken werden somit die entsprechenden Felder einander überlagert. Die beschriebenen und in Fig. 2, 3, 4 und 5 dargestellten Kreise lassen sich daher vereinfacht als Übereinanderlagerung einer herkömmliehen Zelle ohne Kompensierung und einer mit strichpunktierten Linien gezeichneten elektrischen Schleife 40 beschreiben. An diese strichpunktierten Linien gezeichnete Pfeile geben die Stromrichtung in der Schleife 40 an, die anderen Pfeile die Stromrichtung in den verschiedenen Steigleitungen. Durch Übereinanderlagern der Stromstärke des in die Schleife 40 fließenden Stromes und der Stromstärken der in die verschiedenen Leiter fließenden Ströme im Falle der nichtkompensierten Zelle ergibt

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sich die Stromstärke des resultierenden Stromes, der nach Kompensierung in jeden der verschiedenen Leiter fließt.

Die Berechnung der umzuleitenden Stromstärke "besteht somit darin, das von der vorstehend definierten Schleife 40 erzeugte Feld in Abhängigkeit von der Stromstärke I des durch die Schleife 40 fließenden umgeleiteten Stromes zu berechnen oder zu messen, dieses Feld sodann demjenigen der Zelle ohne Kompensierung zu überlagern, und schließlich I so lange zu verändern, bis das maximale vertikale Feld der Zelle im absoluten Betrag so schwach wie möglich ist.

In der Praxis wird der Wert oder Betrag des vertikalen Feldes an den vier Ecken der Zelle berechnet oder gemessen, in einem Diagramm über I aufgetragen, und dann der dem absoluten Betrag des Minimums des maximalen vertikalen Feldes entsprechende Wert I von I direkt abgelesen (sh. Fig. 7). Sodann wird der elektrische Anschluß vorgenommen, indem an jeden Kreis eine bestimmte Anzahl von kathodischen Stangen angeschlossen wird, so daß die Stromstärke I so nahe wie möglich an I herankommt.

In Fig. 7 geben die Abszissen die umgeleitete f-'-^omstär'^e in kA und, auf der unteren Waagerechten, die Anzahl der entsprechenden Stangen an. An den Ordinaten ist der absolute Betrag in Gauß des magnetischen Feldes in den Ecken der Zelle aufgetragen. Die oberen ansteigenden Geraden stellen das Feld in der hinteren inneren Ecke, die oberen fallenden Geraden das Feld in der hinteren äußeren Ecke dar. Die unteren steigenden Geraden stellen das Feld ^ln vtjrderen äußeren Ecke, die unteren fallenden Geraden das Feld in der vorderen inneren Ecke dar. Die mit durchgezogener linie gezeichneten Geraden gelten für die Vorrichtung gemäß Fig. 4, die gestrichelt gezeichneten Geraden für die Vorrichtung gemäß Fig. 5 und 6. Es ist zu erkennen, daß der optimale Betrag von I etwa I = 6 kA ist: die optimale Kompensierung muß daher zwei Stangen betreffen.

In der nachstehenden labile sind in Gauß die magnetischen Felder für eine Zelle von 90 000 A angegeben, und zwar für

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eine Zelle ohne Kompensierung des von der benachbarten Reihe erzeugten Feldes, d.h. gemäß Fig. 2, "bei der jedoch das hintere Ende der kathodischen Stange 19 mit dem äußeren Leiter 32 und nicht mit dem inneren Leiter 30 verbunden ist, und für eine Zelle mit Kompensierung gemäß jeder der vier beschriebenen Vorrichtungen, d.h. gemäß Fig. 2, 3, 4 und 5 mit 6. Der Mittenabstand zwischen den Zellenreihen beträgt 15,5 m.

Das Diagramm der Fig. 7 entspricht den in Fig. 4 (durchgezogene Linien) und in Fig. 5 und 6 (gestrichelte Linien) dargestellten Anordnungen und den obigen Daten.

!TABELLE
Magnetfeld, in Gauß

Magnet-

feld Meßstelle Jompen-

ohne 1.Vorr» 2.Vorr. 3.Vorr. 4.Vorr.

_{3 Fig>4 Fig}.₅,₆

Vertikal Zentrum	10	5	9	2	2
hintere Ecke innen	-90	-103	-98	-104	-100
hintere Ecke außen	111	99	103	98	100
vordere Ecke innen	29	26	31	16	19
vordere Ecke außen	-9	-12	-6	-22	-25
535" ^Zentrum	0	5 quer gerichtet	5	0	5 längs gerichtet

Die beschriebenen Ausführungsformen betreffen Zellen mit kopf- oder stirnseitig angeordneten Steigleitungen, jedoch sind das Verfahren und die Vorrichtung auch bei Zellen mit zentralen

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Steigleitungen anwendbar: die Steigleitungen sind dann statt entlang der Schmalseiten der Zelle an den Stellen angeordnet, die der Viertel- und der Dreiviertelteilung der Länge der Zelle entsprechen.

/Patentansprüche

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Claims

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1. Verfahren zum Kompensieren der magnetischen Felder der einander benachbarten Reihen von querangeordneten Schmelzfluß-Elektrolysezellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung des Stromes in die die Anode einer nachgeschalteten Zelle speisenden Leiter ab der Kathode der benachbarten vorgeschalteten Zelle in der Weise geändert wird, daß der Zelle eine elektrische Schleife überlagert wird, die ein zusätzliches magnetisches Feld erzeugt, das dem von der benachbarten Reihe erzeugten magnetischen Feld ungefähr gleich und entgegengesetzt gerichtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke in dem Leiter erhöht wird, der eines der hinteren oder vorderen Enden der inneren, d.h. der an der der benachbarten Reihe zugewandten Seite angeordneten kathodischen Stangen der vorgeschalteten Zelle mit den anodischen Schienen der nachgeschalteten Zelle verbindet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke einerseits in dem Leiter, der das hintere Ende der inneren kathodischen Stangen der vorgeschalteten Zelle mit den anodischen Schienen der nachge— schalteten Zelle verbindet, und andererseits in dem Leiter erhöht wird, der das vordere Ende der äußeren, d.h. der an der der benachbarten Reihe abgewandten Seite angeordneten kathodischen Stangen der vorgeschalteten Zelle mit den anodischen Schienen der nachgeschalteten Zelle verbindet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Stromstärke des vom äußeren Leiter zum inneren Leiter umzuleitenden Stromes in der Weise bestimmt wird, daß ein zusätzliches positives vertikales Feld erzeugt wird, das

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ungefähr die gleiche Stärke wie das von der benachbarten Reihe erzeugte negative vertikale Feld hat, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Schleife erzeugte Feld abhängig von der Stromstärke (I) des durch sie fließenden Stromes bestimmt wird, daß dann dieses Feld dem Feld der nichtkompensierten Zelle überlagert wird, und daß schließlich die Stromstärke (I) so verändert wird, bis das maximale vertikale Feld der Zelle in seinem absoluten Betrag so klein wie möglich ist.

5. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zum Kompensieren des magnetischen Feldes einer benachbarten Reihe in einer Zellenreihe mit wenigstens einer vorgeschalteten Zelle (10) und einer nachgeschalteten Zelle (25), bei der jede Zelle (10,25) wenigstens zwei anodische Schienen (28,29) aufweist, an die mit den Anoden vergossene Stangen angeklemmt sind, und eine kathodische Wanne (11), deren Boden von Kohleblöcken gebildet ist, die mit kathodischen Stangen (13 bis 24) vergossen sind, wobei die anodischen Schienen (28,29) der nachgeschalteten Zelle (25) mit elektrischem Strom von den kathodischen Stangen (13 bis 24) der vorgeschalteten Zelle (10) aus über wenigstens zwei Steigleitungen (Leiter 30,31; 32,33) versorgt werden, von denen eine (Leiter 30,31) innen, d.h. an der der benachbarten Reihe zugewandten Seite, die andere (Leiter 32,33) außen angeordnet ist und Jede zwei Leiter (30,31; 32,33) aufweist, von denen der eine (30,32) mit den hinteren Enden der kathodischen Stangen (13 bis 24), der andere (31»33) mit den vorderen Enden der kathodischen Stangen (13 bis 24) verbunden ist, dadurch gekennz ei chnet, daß einer der Leiter der inneren Steigleitung, entweder der Leiter (30) an der hinteren Seite oder der Leiter (31) an der vorderen Seite, mit mehr als der Hälfte der entsprechenden Enden der an der inneren Seite zugrunde gelegten kathodischen Stangen verbunden ist, wobei der entsprechende Leiter (32,33) der äußeren Steigleitung an die Enden an der äußeren Seite angeschlossen ist, die nicht mit der inneren Steigleitung (Leiter 30,31) verbunden sind, und wobei der andere innere

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ORKSiNAL INSPECTED

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Leiter, entweder der Leiter (31) an der vorderen Seite oder der Leiter (30) an der hinteren Seite, mit der an der inneren Seite liegenden Hälfte der entsprechenden Enden und der entsprechende äußere Leiter (33,32) mit der an der äußeren Seite angeordneten Hälfte verbunden ist.

6. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 zum Kompensieren des magnetischen Feldes einer benachbarten Reihe in einer Zellenreihe mit wenigstens A^aev vorgeschalteten Zelle (10) und einer nachgeschalteten Zelle (25), ohne ein waagerechtes Störfeld zu erzeugen, wobei jede Zelle (10,25) wenigstens zwei anodische Schienen (28,29) aufweist, an die mit den Anoden vergossene Stangen angeklemmt sind, und eine kathodische Wanne (11), deren Boden von Kohleblöcken gebildet ist, die mit kathodischen Stangen (13 bis 24) vergossen sind, wobei die anodischen Schienen (28,29) der nachgeschalteten Zelle (25) mit elektrischem Strom von den kathodischen Stangen (13 bis 24) der vorgeschalteten Zelle (10) aus über wenigstens zwei Steigleitungen (Leiter 30,31; 32,33) versorgt werden, von denen eine (Leiter 30,31) innen, d.h. an der der benachbarten Reihe zugewandten Seite, die andere (Leiter 32,33) außen angeordnet ist und jede zwei Leiter (30,31J 32,33) aufweist, von denen der eine (30,32) mit den hinteren Enden der kathodischen Stangen (13 bis 24), der andere (31,33) mit den vorderen Enden der kathodischen Stangen (13 bis 24) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Leiter (30) der inneren Steigleitung (30,31) mit mehr als der Hälfte der hinteren Enden der an der inneren Seite zugrunde gelegten kathodischen Stangen verbunden ist, wobei der hintere Leiter (32) der äußeren Steigleitung (32,33) an die Enden an der äußeren Seite angeschlossen ist, die nicht mit dem inneren Leiter (30) verbunden sind, der vordere Leiter (33) an der äußeren Seite mit der gleichen, die Hälfte übersteigenden Zahl vorderer Enden der an der äußeren Seite zugrunde gelegten kathodischen Stangen verbunden ist, und der vordere innere Leiter (31) an die vorderen Enden an der inneren Seite angeschlossen ist, die nicht mit dem vorderen äußeren Leiter (33) verbunden sind.

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oder 6

7. Vorrichtung nach Anspruch 5/, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere anodische Schiene (29) der nachgeschalteten Zelle (25) an der inneren Seite mit den hinteren kathodischen Stangen (13 bis 24) und an der äußeren Seite mit den vorderen kathodischen Stangen (13 bis 24) der vorgeschalteten Zelle (10) verbunden ist, während die vordere anodische Schiene (28) der nachgeschalteten Zelle (25) an der inneren Seite mit den vorderen kathodischen Stangen (13 bis 24) und an der äußeren Seite mit den hinteren kathodischen Stangen (13 bis 24) der vorgeschalteten Zelle (10) verbunden ist, wobei die Mittelstücke der anodischen Schienen (28,29) außerdem durch einen Leiter (39) miteinander verbunden sind.

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