NO162975B

NO162975B - PROCEDURE FOR SETTING ELECTRODES IN ELECTROLYCLE CELLS.

Info

Publication number: NO162975B
Application number: NO875479A
Authority: NO
Inventors: Odd Skaar; Kurt Nilsson
Original assignee: Norsk Hydro As
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1987-12-30
Publication date: 1989-12-04
Also published as: EP0324266A1; NO875479L; NO875479D0; EP0324266B1; AU615975B2; AU2760688A; DE3875099T2; DE3875099D1; BR8806985A; CA1336701C; NO162975C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for setting av elektroder i elektrolyseceller, spesielt setting av karbonholdige anoder i celler for fremstilling av aluminium ved smelteelektrolyse ifølge Hall-Heroultprosessen, som angitt i ingressen til foreliggende søknadskrav 1. The present invention relates to a method for setting electrodes in electrolysis cells, in particular setting carbon-containing anodes in cells for the production of aluminum by melt electrolysis according to the Hall-Heroult process, as stated in the preamble to the present application requirement 1.

Aluminium fremstilles i det vesentlige ved elektrolyse av aluminiumoksyd oppløst i et kryolittholdig bad. Elektrolyse-ovnene som tillater dette, består av en karbonkatode anbragt i en stålbeholder som innvendig er isolert med ildfaste, iso-lerende produkter. Over karbonkatoden er det anordnet en kar-bonanode eller et antall karbonanoder som er nedsenket i det kryolittholdige bad og som gradvis oksyderes av oksygen som stammer fra dekomponeringen av aluminiumoksyd. Aluminum is essentially produced by electrolysis of aluminum oxide dissolved in a bath containing cryolite. The electrolysis furnaces that allow this consist of a carbon cathode placed in a steel container that is internally insulated with refractory, insulating products. Above the carbon cathode is arranged a carbon anode or a number of carbon anodes which are immersed in the cryolite-containing bath and which are gradually oxidized by oxygen originating from the decomposition of aluminum oxide.

Strøm føres gjennom cellene fra topp til bunn. Kryolitten holdes i flytende tilstand ved hjelp av Joule-effekten ved en temperatur nær størkningstemperaturen. De vanlige tempera-turer for drift av disse celler er mellom 930 og 980°C. Det aluminium som fremstilles, er derfor flytende og avsettes ved gravitet på den tette katode. Aluminium som fremstilles, eller en del av det fremstilte aluminium, blir regelmessig suget av ved hjelp av en støpeøse og dekantert til smelte-ovner . Current is passed through the cells from top to bottom. The cryolite is kept in a liquid state by means of the Joule effect at a temperature close to the solidification temperature. The usual temperatures for operating these cells are between 930 and 980°C. The aluminum that is produced is therefore liquid and is deposited by gravity on the dense cathode. Aluminum that is produced, or part of the aluminum produced, is regularly sucked off using a ladle and decanted into melting furnaces.

Karbonanodene henger i såkalte anodehengere som igjen er festet med klemmer til en anodebjelke for elektrisk og mekanisk tilkobling. Etter hvert som karbonanodene forbrukes og metall tappes fra cellen (metallet utgjør den egentlige katode) blir anodebjelken senket for å bibeholde en mest mulig konstant avstand mellom katoden og karbonanodene. 1 en elektrolysecelle av vanlig størrelse finnes ca. 20 karbonanoder, og siden disse anodene forbrukes gradvis, må en anode skiftes etter ca. 20 - 24 døgns funksjonstid. Hver celle får dermed omtrent ett anodeskift hver dag. The carbon anodes hang in so-called anode hangers which in turn are attached with clamps to an anode beam for electrical and mechanical connection. As the carbon anodes are consumed and metal is drained from the cell (the metal constitutes the actual cathode), the anode beam is lowered to maintain as constant a distance as possible between the cathode and the carbon anodes. 1 an electrolysis cell of normal size can be found approx. 20 carbon anodes, and since these anodes are consumed gradually, an anode must be replaced after approx. 20 - 24 day working time. Each cell thus receives approximately one anode change each day.

Etter den konvensjonelle settemetode, settes anodene slik at nivået for undersiden av disse blir beliggende i samme avstand fra katoden som den gamle anoden som tas ut. Selve ut-skiftingen kan skje på flere måter. Det mest vanlige er å avsette et krittmerke på anodestangen for den gamle (brukte) anoden som refererer seg til et referansepunkt på anodebjelken, vanligvis undersiden av anodebjelken. Den brukte anoden tas ut og settes på gulvet ved siden av den nye anoden. Ett nytt merke settes av på anodestangen for den nye anoden, i samme høydenivå som krittmerket på den brukte anoden, og den nye anoden settes deretter inn i cellen med krittmerket refe-rerende til referansepunktet på anodebjelken. According to the conventional setting method, the anodes are set so that the level of the underside of these is located at the same distance from the cathode as the old anode that is removed. The replacement itself can take place in several ways. The most common is to leave a chalk mark on the anode rod for the old (used) anode which refers to a reference point on the anode beam, usually the underside of the anode beam. The used anode is taken out and placed on the floor next to the new anode. A new mark is placed on the anode rod for the new anode, at the same height level as the chalk mark on the used anode, and the new anode is then inserted into the cell with the chalk mark referring to the reference point on the anode beam.

Den her beskrevne manuelle måte å skifte anodene på er imidlertid utsatt for flere kilder til feil og unøyaktigheter som skyldes krittmerkenes tykkelse, parallaksefeil når målene (krittmerkene) skal overføres fra den brukte til den nye anoden, ujevnheter i underlaget hvor anodene står, o.s.v. However, the manual way of changing the anodes described here is subject to several sources of errors and inaccuracies due to the thickness of the chalk marks, parallax errors when the measurements (chalk marks) are to be transferred from the used to the new anode, unevenness in the substrate where the anodes stand, etc.

Feilene og unøyaktighetene fører til at anodene ikke blir plassert i det ønskede nivå cellene, noe som igjen fører til uønskede driftsforstyrrelser (ujevnt strømopptak, anodeslipp etc.) og derav følgende driftstap. The errors and inaccuracies lead to the anodes not being placed in the cells at the desired level, which in turn leads to unwanted operational disruptions (uneven current uptake, anode drop etc.) and consequent operational losses.

En mekanisk innretning som også bygger på den konvensjonelle settemetode er vist i GB patentsøknad nr. 2.018.291. Innretningen omfatter en kran eller løfteanordning som er innrettet til å løfte ut brukte anoder og sette inn nye anoder i cellene. Settepunktet bestemmes utfra mekaniske målinger, d.v.s. at "netto transporthøyde" (løftehøyden 4- nedbøyning av kranen) for den brukte anode som tas ut skal tilsvare "netto transporthøyde" for den nye anode som settes inn. A mechanical device which is also based on the conventional setting method is shown in GB patent application no. 2,018,291. The device comprises a crane or lifting device which is designed to lift out used anodes and insert new anodes into the cells. The set point is determined based on mechanical measurements, i.e. that the "net transport height" (the lifting height 4- deflection of the crane) for the used anode that is removed must correspond to the "net transport height" for the new anode that is inserted.

Selv om man med denne mekaniske innretning har luket bort en del av de subjektive målefeil, er innretningen belemret med objektive målefeil som har innvirkning på settepunktet for anodene. Innretningen er forøvrig kostbar å fremstille og derav dyr å anvende. Although this mechanical device has weeded out some of the subjective measurement errors, the device is burdened with objective measurement errors that have an impact on the set point for the anodes. The device is also expensive to manufacture and therefore expensive to use.

Som nevnt i det foranstående vil feilsetting av anodene føre til driftstap som følge av driftsforstyrrelser under elektro-lyseprosessen. En ytterligere ulempe med den konvensjonelle settemetode som har sammenheng med feilsetting av anodene, og som er felles for de to forannevnte måter å skifte anode på, er øket anodeforbruk, jfr. senere avsnitt. As mentioned above, incorrect setting of the anodes will lead to operational losses as a result of operational disturbances during the electrolysis process. A further disadvantage of the conventional setting method, which is related to incorrect setting of the anodes, and which is common to the two aforementioned ways of changing the anode, is increased anode consumption, cf. later section.

Med foranliggende oppfinnelse tas sikte på å fremskaffe en fremgangsmåte for setting av anodene i elektrolyseceller hvor overnevnte ulemper unngås, d.v.s. hvor: - det oppnås jevnere strømopptak, med derav redusert fare for anodeslipp og nødvendige etterjusteringer, - kontrollnivået heves fordi en fjerner en systematisk kilde til variasjon i strømopptaket, With the above invention, the aim is to provide a method for setting the anodes in electrolysis cells where the above-mentioned disadvantages are avoided, i.e. where: - a more even current intake is achieved, with a consequent reduced risk of anode slippage and necessary readjustments, - the level of control is raised because a systematic source of variation in the current intake is removed,

det oppnås øket sjanse for å avdekke problem som er knyttet til anode-skifte rutinen, slik som ar.odekull-rester, pigg, slam etc. som blir liggende under anoden, there is an increased chance of uncovering problems linked to the anode-changing routine, such as ar.ode coal residues, spikes, sludge etc. that remain under the anode,

anodeforbruket reduseres fordi anodestandtiden i prinsippet styres etter den minste kritiske butts (anode-rest), anode consumption is reduced because the anode lifetime is in principle controlled according to the smallest critical butt (anode residue),

det er mulig å øke dimensjonene/størrelsen på elektro-lysecellene uten å måtte ta i bruk individuell anode-regulering. it is possible to increase the dimensions/size of the electrolysis cells without having to use individual anode regulation.

Oppfinnelsen er karakterisert ved de trekk som fremgår av det etterfølgende krav 1. The invention is characterized by the features that appear in the subsequent claim 1.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er omtalt i de uselv-stendige kravene 2 - 3 • Advantageous embodiments of the invention are described in the non-independent claims 2 - 3 •

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av eksempel og under henvisning til de vedheftede tegninger hvor: Fig. 1 viser et forenklet oppriss av en elektrolysecelle hvor den konvensjonelle settemetode for anodene er benyttet. Fig. 2 viser et forenklet oppriss av en elektrolysecelle hvor settemetoden i henhold til foreliggende oppfinnelse er benyttet, og Fig. 3 viser skjematisk horisontalposisjonene til n anoder i The invention will now be described in more detail by way of example and with reference to the attached drawings where: Fig. 1 shows a simplified elevation of an electrolysis cell where the conventional setting method for the anodes is used. Fig. 2 shows a simplified plan of an electrolysis cell where the setting method according to the present invention is used, and Fig. 3 schematically shows the horizontal positions of n anodes in

en elektrolysecelle. an electrolysis cell.

Som angitt innledningsvis og som skissert i fig. 1 og 2, består en Hall-Heroult elektrolysecelle 1 for fremstilling av aluminium i prinsippet av en katode 2 og en eller flere over katoden anordnet karbonanoder 3. Katoden som rommer det kryolittholdige bad, er laget av karbonblokker 4 som er anbrakt i en innvendig isolert stålbeholder. Karbonblokkene er forbundet med et elektrisk strømuttak ved hjelp av stålstaver som strekker seg gjennom hele katoden (ikke vist). As indicated at the outset and as outlined in fig. 1 and 2, a Hall-Heroult electrolytic cell 1 for the production of aluminum consists in principle of a cathode 2 and one or more carbon anodes 3 arranged above the cathode. The cathode, which houses the cryolite-containing bath, is made of carbon blocks 4 which are placed in an internally insulated steel container. The carbon blocks are connected to an electrical outlet by means of steel rods that extend through the entire cathode (not shown).

Karbonanodene er støpt eller på annen måte festet til anodehengere 8 som i sin tur er forbundet med en anodebjelke 7 ved hjelp av festeinnretninger (ikke vist). Anodebjelken tilføres strøm via fleksibler 10 og er hev- og senkbar i et reguleringsområde 12 ved hjelp av jekker 11. The carbon anodes are cast or otherwise attached to anode hangers 8 which in turn are connected to an anode beam 7 by means of attachment devices (not shown). The anode beam is supplied with power via flexibles 10 and can be raised and lowered in a regulation area 12 by means of jacks 11.

Strøm føres som det vil fremgå av ovenstående fra topp til bunn i cellene. På undersiden av karbonanodene spaltes alu-miniumoksydet som er oppløst i badet 13 under dannelse av oksygen og aluminium metall. Aluminiumet avsettes ved gravitet på katoden, mens oksygenet umiddelbart reagerer med karbonet i anoden til gassformig karbondioksyd. For å holde konstant avstand til katoden blir derfor anodene senket. Dette skjer ved å senke den strømførende anodebjelken ved hjelp av nevnte jekker 11. Når anodebjelken med karbonanodene er kommet til sin laveste stilling, må anodebjelken heises opp - såkalt "kryssheising" - mens anodehengerne er midler-tidig mekanisk fastgjort til en hjelpebjelke som kalles krysserigg. As will be seen from the above, current is carried from top to bottom in the cells. On the underside of the carbon anodes, the aluminum oxide that is dissolved in the bath 13 splits to form oxygen and aluminum metal. The aluminum is deposited by gravity on the cathode, while the oxygen immediately reacts with the carbon in the anode to form gaseous carbon dioxide. To keep a constant distance to the cathode, the anodes are therefore lowered. This happens by lowering the current-carrying anode beam with the help of said jacks 11. When the anode beam with the carbon anodes has reached its lowest position, the anode beam must be raised - so-called "cross hoisting" - while the anode hangers are temporarily mechanically attached to an auxiliary beam called a cross rig .

Som tidligere nevnt finnes vanligvis ca. 20 karbonanoder i en elektrolysecelle, og siden anodene forbrukes gradvis, må en anode skiftes etter ca. 20 - 24 dagers funksjonstid. Hver celle får dermed omtrent ett anodeskift hver dag. As previously mentioned, there are usually approx. 20 carbon anodes in an electrolysis cell, and since the anodes are consumed gradually, an anode must be replaced after approx. 20 - 24 days of operation. Each cell thus receives approximately one anode change each day.

I fig. 1 er anodene satte i henhold til den konvensjonelle settemetode. Siden denne settemetode er nærmere gjort rede for innledningsvis, skal det her bare kort nevnes hvilke ulemper den medfører. In fig. 1, the anodes are set according to the conventional setting method. Since this setting method is explained in more detail at the beginning, the disadvantages it entails will only be briefly mentioned here.

Hovedprinsippet med den konvensjonelle settemetode består i at de nye anodene ved anodeskiftet skal settes inn i samme nivå h over katoden som den brukte anode hadde. Det viser seg imidlertid i praksis at det ved anodeskiftingen oppstår flere feil (feilmålinger etc.) som forer til et relativt stort avvik i settehøyde for de nye anodene. Disse sette-awik fører til øket anodeforbruk samtidig som det fører til driftsforstyrrelser som følge av at de nye kull enten trekker for mye eller for lite strøm. The main principle of the conventional setting method is that the new anodes at the anode change must be inserted at the same level h above the cathode as the used anode had. However, it turns out in practice that several errors occur during the anode replacement (incorrect measurements etc.) which lead to a relatively large deviation in the set height for the new anodes. These set-awik lead to increased anode consumption at the same time as it leads to operational disruptions as a result of the new coals either drawing too much or too little current.

Sammenhengen er som følger: Settes anodene for lavt (liten interpolaravstand mellom anoden og katoden), trekker de for mye strøm og anodeforbruket øker. Derimot, settes anodene for høyt (stor interpolaravstand), reduseres strømforbruket og anodeforbruket minsker. The connection is as follows: If the anodes are set too low (small interpolar distance between the anode and the cathode), they draw too much current and the anode consumption increases. On the other hand, if the anodes are set too high (large interpolar distance), the power consumption is reduced and the anode consumption decreases.

I fig. 2 er det vist en tilsvarende elektrolysecelle for fremstilling av aluminium som skissert i fig. 1, men hvor anodene er satt i henhold til foreliggende oppfinnelse. Metoden går ut på følgende: Ved fremstillingen av nye anoder, d.v.s. ved montering av anodekullene til anodehengerne, på-føres én, eller fordelaktig to, referansestrek 16, 17 på anodestengene 9. Referansestrekene kan være i form av en fjernbar maling e.l. og avsettes i en bestemt avstand fra bunnen av anodekullene som er lik for alle anodene. Det lages videre en skala 18 hvor avstanden mellom hver delstrek 19 tilsvarer forventet anodeforbruk pr. tidsenhet. Dette anodeforbruk er avhengig av flere faktorer så som kullkvalitet og strømtetthet. In fig. 2 shows a corresponding electrolysis cell for the production of aluminum as outlined in fig. 1, but where the anodes are set according to the present invention. The method is based on the following: When producing new anodes, i.e. when fitting the anode carbons to the anode hangers, one, or advantageously two, reference lines 16, 17 are applied to the anode bars 9. The reference lines can be in the form of a removable paint or the like. and is deposited at a certain distance from the bottom of the anode coals which is the same for all anodes. A scale 18 is also created where the distance between each partial line 19 corresponds to the expected anode consumption per unit of time. This anode consumption depends on several factors such as coal quality and current density.

Skalaene 18 avsettes deretter på anodebjelken, en for hver anode i cellene, i en avstand fra metalloverflaten 15 (grenseflaten mellom bad og metall) som er lik for hver av anodene. Skalaene kan være avtegnet på f.eks. papir som klebes på anodebjelkene, eller være påtegnet (malt) direkte på anodebjelkene. The scales 18 are then deposited on the anode beam, one for each anode in the cells, at a distance from the metal surface 15 (the interface between bath and metal) which is the same for each of the anodes. The scales can be drawn on e.g. paper that is stuck to the anode beams, or be signed (painted) directly on the anode beams.

Delstrekene 19 på skalaene er forsynt med tallverdier 1, 2, 3 o.s.v. i stigende orden nedenfra og opp (ikke vist). Lengden på skalaene er avhengig av lengden på reguleringsområdet 12 for anodebjelken og hvor stor del av anodene som maksimalt kan forbrukes. Herav følger at skalaene må være lenger enn summen av lengden på reguleringsområdet for bjelken og lengden av det maksimale anodeforbruk for anodene. The sub-lines 19 on the scales are provided with numerical values 1, 2, 3, etc. in ascending order from bottom to top (not shown). The length of the scales depends on the length of the regulation area 12 for the anode beam and how large a portion of the anodes can be maximally consumed. It follows that the scales must be longer than the sum of the length of the regulation area for the beam and the length of the maximum anode consumption for the anodes.

Ved testing/utprøving av settemetoden i henhold til foreliggende oppfinnelse, ble det funnet at skalaen måtte være ca. 80 cm lang. Videre ble det beregnet et anodeforbruk på 1,6 cm/ døgn. Skalaen ble således funnet å måtte inneholde ca. 50 delstrek. Istedenfor å benytte én referansestrek på anodestengene og en skala på 80 cm, ble det imidlertid funnet mer hensiktsmessig å benytte to referansestrek 16, 17 med ca. 40 cm avstand på anodestengene 9 for å kunne halvere lengden på skalaene (25 delstrek, 40 cm). Det nedre referansestrek på anodestengene kommer derved i det vesentlige til anvendelse når nye anoder settes inn, mens den øvre delestrek i det vesentlige kommer til anvendelse når det foretas kryssing av anodebjelken. When testing/trialling the setting method according to the present invention, it was found that the scale had to be approx. 80 cm long. An anode consumption of 1.6 cm/day was also calculated. The scale was thus found to have to contain approx. 50 sub-dash. Instead of using one reference line on the anode rods and a scale of 80 cm, however, it was found more appropriate to use two reference lines 16, 17 with approx. 40 cm distance on the anode bars 9 to be able to halve the length of the scales (25 partial lines, 40 cm). The lower reference line on the anode bars is thus essentially used when new anodes are inserted, while the upper dividing line is essentially used when the anode beam is crossed.

Som nevnt i det ovenstående plasseres skalaene 18 i en avstand fra metall-/bad-grenseflaten som er lik for hver av anodene. As mentioned in the above, the scales 18 are placed at a distance from the metal/bath interface which is the same for each of the anodes.

Om man således trekker strek langs anodebjelken som berører den øvre 21, eller nedre 22 ende av skalaene, vil disse ha en form som i det vesentlige samsvarer med den underliggende metall-/bad-grenseflate. If you thus draw a line along the anode beam that touches the upper 21 or lower 22 end of the scales, these will have a shape that essentially corresponds to the underlying metal/bath interface.

Ved anodeskifte, settes de nye anodene etter forventet sette-høyde, d.v.s. at referansepunktet 16 eller 17 på anodestengene 9 settes i samsvar med det aktuelle delstrek (settepunkt) 19 på den tilhørende skala 18 på anodebjelken. Beregningen av settepunkt skjer normalt ved at regnemaskinen legger til ett delstrek (1,6 cm) for hver dag. Ved avvik, f.eks. ved økende s.trømopptak for hver dag, vil maskinen kunne avgjøre at strømopptaket må reduseres og gi melding om setting av ett settepunkt (delstrek) høyere enn normalt. Resultatene blir presentert ved en daglig setteliste som kull-skifteoperatørene nytter. When changing anodes, the new anodes are set according to the expected setting height, i.e. that the reference point 16 or 17 on the anode bars 9 is set in accordance with the relevant partial line (setting point) 19 on the associated scale 18 on the anode beam. The calculation of the set point is normally done by the calculator adding one partial line (1.6 cm) for each day. In case of deviation, e.g. if the current consumption increases for each day, the machine will be able to determine that the current consumption must be reduced and give a message about the setting of one set point (part line) higher than normal. The results are presented in a daily set list that the coal shift operators use.

Med den her beskrevne settemetode oppnås en vesentlig mer nøyaktig setting av anodene, med derav følgende redusert anodeforbruk, ved at flere kilder til feil er luket bort. Videre oppnås en vesentlig bedre strømfordeling i cellene med ytterligere reduksjon i anodeforbruk ved at avstanden mellom hver enkelt anode i cellene og den underliggende metall-/badgrenseflate er anordnet lik. With the setting method described here, a significantly more accurate setting of the anodes is achieved, with consequent reduced anode consumption, as several sources of error are weeded out. Furthermore, a significantly better current distribution in the cells is achieved with a further reduction in anode consumption by the fact that the distance between each individual anode in the cells and the underlying metal/bath interface is arranged equal.

Når det gjelder metalloverflaten, kan denne beregnes ved hjelp av statiske metoder basert på målinger eller teoretisk ved hjelp av magnetohydrodymaniske modeller. I det etterføl-gende skal nærmere beskrives en fordelaktig fremgangsmåte for beregning av metalloverflaten ved målinger. As for the metal surface, this can be calculated using static methods based on measurements or theoretically using magnetohydrodymanic models. In what follows, an advantageous method for calculating the metal surface during measurements will be described in more detail.

De forannevnte skalaer 18 avsettes på anodebjelken i en elektrolysecelle i samme horisontalplan, og anodene settes etter samme delstrek, d.v.s. slik at undersiden av anodene er beliggende i samme horisontalplan. The aforementioned scales 18 are deposited on the anode beam in an electrolysis cell in the same horizontal plane, and the anodes are placed along the same partial line, i.e. so that the underside of the anodes are located in the same horizontal plane.

Det utarbeides et statistisk materiale i form av målt strøm-opptak, for anoder med 24 timers standtid, I. Dette gjøres for hver anodeposisjon i horisontalplanet. Fig. 3 viser skjematisk horisontalposisjonene til n anoder i en elektrolysecelle. A statistical material is prepared in the form of measured current uptake, for anodes with a 24-hour standing time, I. This is done for each anode position in the horizontal plane. Fig. 3 schematically shows the horizontal positions of n anodes in an electrolysis cell.

Uj kan f.eks. representere aritmetisk middel av m enkeltmålinger av strømopptak I, og man får at eller mer generelt: Uj can e.g. represent the arithmetic mean of m individual measurements of current absorption I, and one gets that or more generally:

der E(I) er forventningsverdien for strømopptaket I og p(I) er sannsynlighetstetthetsfordelingen for I. where E(I) is the expected value for the current intake I and p(I) is the probability density distribution for I.

Med et rimelig statistisk grunnlag, d.v.s. mer enn 100 målinger for hver av de n anodene, kan man si at man kjenner strømopptaksfordelingen for cellen. With a reasonable statistical basis, i.e. more than 100 measurements for each of the n anodes, one can say that one knows the current absorption distribution for the cell.

For å kunne beregne bad-/metallgrenseflatehøyden under hver anode, må man finne sammenhengen mellom avstanden fra anodeundersiden til bad-/metallgrenseflaten, d, og det angjeldende strø.aopptak 1. In order to be able to calculate the bath/metal boundary surface height under each anode, one must find the relationship between the distance from the underside of the anode to the bath/metal boundary surface, d, and the relevant litter intake 1.

Dette blir gjort ved at man studerer hvor stort utslag man får i strømopptak når anodene blir satt i unormal høyde, Z. Det normale er at anoden som blir satt i tidspunktet k blir satt 1,6 cm (en delstrek) høyere enn anoden satt i tidspunktet k-1 (forutsatt at tidsdifferansen er 24 timer). Forventningsverdien til differansen mellom strømopptaket for anodene satt i tidspunktet k og k-1 er null: This is done by studying how large an effect you get in current absorption when the anodes are placed at an abnormal height, Z. The normal thing is that the anode that is placed at time k is placed 1.6 cm (a partial line) higher than the anode placed in the time k-1 (provided that the time difference is 24 hours). The expected value of the difference between the current uptake for the anodes set at time k and k-1 is zero:

Dette under forutsetning av at anodeforbruket er som stipu-lert (1,6 cm/døgn). This is on the condition that the anode consumption is as stipulated (1.6 cm/day).

Ved å sette anoden "unormalt", d.v.s. ikke 1,6 cm høyere enn forrige anode, men f.eks. 0 cm eller 2 x 1,6 cm høyere (såkalte stopp- eller hoppkorrektive tiltak) vil forventningsverdien bli ulik null: ^1 er her responsen av en perturbasjon ^Z som er + eller -f-1,6 cm i forhold til det "normale". Det forekommer således et forhåndstall mellom strømopptak og posisjonering av anoden i forhold til bad-/metallgrenseflaten: By setting the anode "abnormally", i.e. not 1.6 cm higher than the previous anode, but e.g. 0 cm or 2 x 1.6 cm higher (so-called stop or jump corrective measures), the expected value will be non-zero: ^1 is here the response of a perturbation ^Z which is + or -f-1.6 cm in relation to that " normal". There is thus a preliminary figure between current uptake and positioning of the anode in relation to the bath/metal interface:

Ved å samle et statistisk grunnlag ved mange korrektive tiltak (hopp/stopp), kan man finne en estimator for forventningsverdien for }l/}Z, f.eks. aritmetisk middel, som er forventningsriktig når/hvis ^I/<)z er normalfordelt. By collecting a statistical basis for many corrective measures (skip/stop), one can find an estimator for the expected value for }l/}Z, e.g. arithmetic mean, which is expected when/if ^I/<)z is normally distributed.

Med estimatoren ^I/^Z kan man nå gå tilbake til den tidligere nevnte strømopptaksfordelingem, og utbøyningen eller krumningen av bad-/metallgrenseflaten relatert til den midlere metallhøyde vil kunne beregnes i samsvar med ligningen: With the estimator ^I/^Z, one can now return to the previously mentioned current absorption distributionm, and the deflection or curvature of the bath/metal interface related to the average metal height will be able to be calculated in accordance with the equation:

der DZj er utbøyningen under anodeposisjon j, juj er forventet strømopptak i anodeposisjon j og u er midlere strømopptak for alle anodeposisjonene, n. where DZj is the deflection under anode position j, juj is the expected current consumption in anode position j and u is the average current consumption for all anode positions, n.

Claims

1. Method for setting electrodes in electrolysis cells, in particular setting carbon-containing anodes (3) in cells (1) for the production of aluminum according to the Hall-Heroult process, where the cell's cathode (2) contains a bath (13) of aluminum oxide dissolved in molten cryolite and where the aluminum metal that is formed is collected on the cathode base, characterized by that each of the anodes during manufacture is provided with a reference point (16 or 17), e.g. paint line on the anode rod, which defines a certain distance from the anode base, that the anodes are set according to a scale (18) where each sub-line (19) indicates the expected anode consumption per unit of time, whereby the reference point (16, 17) on the individual anode must correspond to the partial line on the associated scale that corresponds to the expected set height, and that the interface (15) between the bath and the metal is determined using statistical methods based on measurements or by theoretical calculations based on magnetohydrodynamic models, that the scale for each anode is fixed, e.g. on the cell's anode beams (7), at a predetermined and equal distance (d) from the interface (15) between the bath and the metal on the cathode base.

2. Method according to claim 1, where the anode beam moves in a regulation area (12) in a vertical direction from an upper point to a lower point where the beam is crossed, characterized in that the anode rod is provided with two reference points, an upper (17) and a lower reference point (16), whereby the lower reference point essentially comes into use when crossing the anode beam.

3. Method according to claims 1 and 2 for calculating the bath/metal interface using statistical methods based on measurements, characterized in that a) the scales (18) are deposited on the anode beam in an electrolysis cell in the same horizontal plane, and that the anodes are placed along the same partial line , i.e. so that the underside of the anodes are located in the same horizontal plane b) statistical material is prepared in the form of measured current consumption per anode position in the horizontal plane, e.g. arithmetic mean of m individual measurements, according to the formula where E(I) is the expected value for the current uptake I and p(I) is the probability density distribution for I, c) the relationship between the distance from the anode underside to the bath/metal interface, d, and the relevant current uptake I is then found by placing the anodes, " abnormal", i.e. that the expected value becomes non-zero, where bl is the response of a perturbation bz which is a fraction higher or lower than normal, so that a ratio appears between current absorption and positioning of the anodes in relation to the bath/metal interface, bl/ c>Z, and that d) the deflection or the curvature of the bath/metal interface related to the mean metal height is calculated in accordance with the equation: ✓x where DZj is the deflection under anode position j, ji^ is the expected current consumption in anode position j, p is the mean current consumption for all the anode positions, n, and (dl/dZ) is the estimator for the expected value for dl/c-Z.