NO122680B - - Google Patents

Description

Anordning for kompensering av skadelig magnetisk påvirkning

på en ovnsrekke fra en annen i anlegg for smelte-elektrolytisk fremstilling av metall, f.eks. aluminium.

Denne oppfinnelse angår en anordning for kompensering

av skadelig magnetisk påvirkning på en ovnsrekke fra en annen i anlegg for smelte-elektrolytisk fremstilling av metall, f.

eks. aluminium. Ved smelte-elektrolytisk fremstilling av metall,

så som aluminium, er det av avgjørende betydning for produk-

sjonens økonomi at de store elektriske energimengder som for-

brukes, ikke er opphav til unødige tap slik at produksjonsut-

byttet blir redusert. Det er videre av stor viktighet at de forskjellige deler av anlegget og det tilhørende utstyr er hen-siktsmessig utformet og dimensjonert, slik at de store inves-teringer som disse representerer, har størst mulig rentabilitet.

Det er vanlig ved smelte-elektrolytisk fremstilling av aluminium å plasere ovnene efter hverandre slik at det dannes to eller;flere ovnsrekker. Det er en fordel å arrangere ovnene i to eller et større like antall ovnsrekker da særskilte ledere for tilbakeføring av strømmen dermed blir unngått. Strøm-retningen i to naborekker vil ha motsatt fortegn.

Et alvorlig problem ved slike smelte-elektrolytiske prosesser som ofte benytter seg av strømstyrker av størrelses-orden 100.000 ampere, består i at ovnsrekkene har en ofte betydelig magnetisk innvirkning på hverandre, slik at det smel-tede metall som danner katoden i bunnen av hver ovn, blir ut-satt for magnetiske krefter som følge av de strømmer som flyter gjennom katoden. Avstanden mellom ovnsrekkene er imidlertid vanligvis så stor at naborekker i praksis bare påvirker den lodd-rette feltvektor.

På grunn av sin plasering og strømretning vil en nabo-ovnsrekke forårsake en uønsket loddrett feltvektor på f.eks. 20-30 gauss langs midtaksen av en ovn som har en strømstyrke på ca. 150.000 ampere og hvor senteravstanden mellom vedkommende rekke og naborekken varierer fra ca. 9 til ca. 12 m. For å kompensere for den nevnte uønskede eller skjeve feltvektor som skyldes naborekken, kan det påtrykkes et motsatt rettet og like stort vertikalt magnetfelt langs ovnens midtakse. En tidligere foreslått metode å oppnå dette på, består i å legge en ekstra strømskinne langs den motsatte side av den ovnsrekke som skal kompenseres, i forhold til den naborekke hvis påvirkning skal elimineres. Den ekstra strømskinne legges i en slik avstand fra vedkommende ovnsrekke og tilføres en særskilt strøm med slik styrke at det blir oppnådd en mer eller mindre fullstendig utbalansering. Dette er imidlertid en meget kostbar måte å løse problemene på, for det første fordi det kreves særskilte ledere for å føre den nødvendige strømstyrke som er meget betydelig, og for det annet fordi den særskilte strøm som an-vendes for denne kompensering, vil medføre ekstra og uønskede tap.

I norsk patent 94.747 som vedrører i det vesentlige samme problem som omtalt ovenfor, er det angitt en løsning som i hovedsaken er beheftet med tilsvarende mangler og ulemper som nettopp nevnt.

Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å oppnå full kompensasjon uten nevneverdige ekstra omkostninger av noe slag, hverken når det gjelder anlegg og utstyr eller produksjon og drift.

I likhet med de nå konvensjonelle utførelser, er foreliggende oppfinnelse i prinsippet basert på en i størst mulig grad symmetrisk oppbygning av strømtilførsels-utstyret i hver ovnsrekke. Denne utvikling mot helt symmetriske systemer skyldes i hovedsaken kravet om å holde de forskjellige magnet-feltvektorer og strømkomponenter under kontroll. Oppfinnelsen utnytter spesielt den modifikasjon ved moderne smelte-elektrolytiske anlegg som består i at strømtilførselen til hver ovns anoder fra katoden på den foregående ovn i rekken, for hoveddelens vedkommende føres inn på ovnens pluss-side, mens en annen og mindre del av strømtilførselen føres til ovnens minus-side. Som det er velkjent for en fagmann på om^å^|t, er denne utførelse funnet fordelaktig for å unngå uønskede/strømmer i ovnens lengde-retning.

Et vesentlig bidrag til den ønskede magnetfelt-kompensasjon blir ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at den annen og mindre del av strømtilførselen i sin helhet er lagt langs den side av hver ovn i den ene rekke som vender mot den annen ovnsrekke.

Denne løsning står forsåvidt i strid med den ovenfor om-talte prinsipielle symmetri som tilstrebes i alle konvensjonelle ovnsanlegg, hvor denne annen og mindre del av strømtilførselen som går til minus-siden av hver ovn, i likhet med hoveddelen av strømmen, føres fullstendig symmetrisk med en halvdel på hver side av ovnsrekken.

Det vil innsees at den usymmetriske fremføring av den særskilte annen del av strømmen langs hver ovnsrekke, vil ha en magnetisk virkning på ovnsrekken som er motsatt av den annen og tilstøtende naborekkes magnetiske påvirkning. På grunnlag av den andel av strømmen som føres særskilt frem til hver ovns minus-side, vil det vanligvis for en fagmann ikke by på van-skelige problemer å dimensjonere og plasere de nødvendige ledere for den nevnte annen del av strømtilførselen ved hjelp av kjente beregnings- og målemetoder. Det blir således f.eks. oppnådd tilnærmet fullstendig kompensasjon hvis en tredjedel av den totale strømstyrke føres langs den side av ovnsrekken som vender mot naborekken, og avstanden mellom naborekkene er tre ganger så stor som avstanden fra ovnenes senterlinje til den skinne eller de ledere som besørger den annen del av strømtilførselen til minus-siden av ovnene. Det forutsettes i dette eksempel at skinnen eller lederne ligger i samme plan som katodemetall-reserven i ovnene.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen som viser et eksempel på et ovnsarran-gement med en anordning ifølge oppfinnelsen.

På tegningen er det vist et arrangement med to ovnsrekker 1 og 2 hvor den ene ovnsrekke 1 gjennomflytes av en strøm I som totalt sett går fra høyre mot venstre på tegningen, mens den annen ovnsrekke gjennomflytes av den samme strøm I

i retning fra venstre mot høyre på tegningen. Med plusstegn og minustegn er det for hver av ovnene i ovsnrekken 1 angitt hva som er vedkommende ovns pluss-side henholdsvis minus-side, hvilket sees å være i overensstemmelse med den angitte strøm-retning.

Av de på tegningen viste ovner, er det valgt å betrakte ovnen 11 i ovnsrekken 1 og strømtilførselen til denne fra den foregående ovn 12 i samme rekke. Hoveddelen av strømmen fra en ovn til den følgende er representert ved de symmetriske strømmer Ia og Ib som føres av de respektive skinner eller ledere A og B til pluss-siden av den etterfølgende ovn (ovnen 11 på tegningen), og leveres til langsgående anodeskinner E

og F som på i og for seg kjent måte løper i ovnens lengde-retning over anodene med tilkobling til hver av disse. De overliggende anodeskinner E og F er også ført ut på minus-siden av ovnen hvor de gjennom særskilte skinner eller ledere C påtrykkes en annen og mindre del Ic av den totale strøm I.

I motsetning til hovédskinnene A og B er skinnen eller lederne

C i sin helhet anbragt usymmetrisk på den ene side av ovnsrekken 1, dvs. på den side av denne rekke som vender mot den annen rekke eller naborekken 2.

Betraktes videre spesielt ovnen 11,vil det sees at strøm-uttaket fra katoden på konvensjonell måte skjer i sideveis retning ved hjelp av et antall uttak AA på den ene side forbundet med skinnen A og et antall uttak BB samt CC på den annen ovns-side forbundet-henholdsvis med skinnen B og skinnen C. Den andel av strømmen som føres til minus-siden av den efterfølgende ovn, bestemmes av hvor stort antall katodeuttak CC av det totale antall katodeuttak som kobles til skinnen C. Valget av dette antall skjer under hensyntagen til faktorer og forhold som er kjent fra den konvensjonelle teknikk.

Det vil være klart for en fagmann at tegningen bare

rent skjematisk anskueliggjør de vesentlige trekk ved denne oppfinnelse, idet nærmere detaljer ved ovnsarrangementet og strømføringen ikke er vist. Det vil videre være klart at tegnemåten av de forskjellige ledere på tegningen ikke gir et korrekt og nøyaktig uttrykk for anbringelsen av de tilsvarende skinner og ledere i et praktisk anlegg, men bare viser den prinsipielle side ved oppfinnelsen. Den rent praktiske utførelse vil kunne følge vanlig konstruksjonspraksis under hensyntagen til de mange faktorer og forhold som er av betydning i for-bindelse med slike anlegg,og de store strømmer og kraftige felter som der forekommer. Vanligvis er det bare de ytterste ovnsrekker som trenger kompensasjon, under forutsetning av like ovner, like avstander mellom rekkene og lik strømstyrke. Det kan tenkes ulikheter her, og da vil kompensasjon også på mellom-rekker være aktuelt.

Claims (1)

1. Anordning for kompensering av skadelig magnetisk påvirkning på en ovnsrekke (1) fra en annen (2) i anlegg for smelte-elektrolytisk fremstilling av metall, f.eks. aluminium, hvor strømtilførselen (I) til hver ovns (11) anoder fra katoden på den foregående ovn (12) i rekken, for hoveddelens (Ia + Ib) vedkommende føres inn på ovnens pluss-side mens en annen og mindre del (Ic) av strømtilførselen (I) føres til ovnens minus-side, karakterisert ved at den annen del (Ic) av strømtilførselen i sin helhet er lagt langs den side av hver ovn i den ene rekke (1) som vender mot den annen ovnsrekke (2).