NO164849B - Apparatur for fremstilling av aluminium ved stroemstyrker over 250 000 a. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en apparatur for fremstilling av aluminium ved elektrolyse i tanker med meget høye strøm-styrkenivåer på utover 250 000 A, spesielt fra 270 000 til 320 000 A, og med meget lave energiforbruk, i det vesentlige lavere enn 13 000 kWh/tonn aluminium.

En brennelektrolysetank omfatter en rektangulær beholder hvis bunn som utgjør katoden er tildannet av karbonblokker som er festet til metallbjelker som er parallelle med den korte side av tanken. Katoden er elektrisk forbundet med en eller flere negative ledere, kalt "kollektorer". Festet til beholderen er en superstruktur bestående av horisontale tverravstivere som er parallelle med den lange side av tanken og hvorfra karbon-anoder er hengt opp. Beholderen inneholder et elektrolysebad som i det vesentlige består av aluminiumoksyd oppløst i kryolitt. Anodene mates med elektrisk strøm ved hjelp av en eller flere positive mateledere, kalt "stiger". Under virkning av strømmen brytes aluminiumoksyd ned til aluminium som avsettes på katoden og oksygen som kombineres med karbon fra anodene. En del av badet størkner i kontakt med side-veggene i beholderen og danner således en elektrisk og termisk isolerende konfigurasjon. Der tankene er anbragt på tvers, det vil si med den lange side loddrett på den generelle strømbevegelsesretning i tankrekken kalles endene av bjelkene oppstrøms- og nedstrøms, avhengig av hvorvidt de kommer fra oppstrøms- eller nedstrømssiden av tanken i forhold til strømbevegelsesretningen som tas som referanse.

Tankene er forbundet i serie der de katodiske kollektorer i en oppstrømstank er forbundet med de anodiske stigere i den derpå følgende nedstrømstank.

Serien av tanker dannes av et like talls separate linjer, en som fører strømmen bort fra understasjonen og den andre som bringer den tilbake. Linjen som er nærmest den tank som betraktes kalles nabolinjen. Det spiller en viktig rolle ut fra synspunktet fra tanken som betraktes på grunn av at det magnetiske felt som skapes påvirker de magnetiske felt i tanken som betraktes.

Elektrolysetanker som konstrueres idag arbeider generelt med strømstyrker på mellom 150 000 og 250 000 A. Fagmannen er klar over at en økning i den nominelle styrke resulterer både i potensiell gevinst med henblikk på kapitalinveste-ringer og med henblikk på produksjonsomkostninger. Dette skyldes økningen i tankens produksjon pr. dag som er så proporsjonal den nominelle strømstyrke og:, som, for en konstant total produksjon, reduserer ant'al.1 ett eliek;tiro'ly&e-serier som må installeres,, ©gt nivå av<" kraftforbruket for driftsutstyret.,: og. forbedre pr'oduMf.vi;teten f br" d e-t te".-

Den første begrensning, médi frenbVL'ikk på en økning av stør-relsen: av el<;>ektro>liysetank'enJ skyldes de tekniske vanskeligheter med. å øke styrken på strømmen som passerer gjennom tanken uten å påvirke utbyttene for denne.

Strømmen av elektrisk strøm i matelederne og i de ledende deler i tanken danner magnetfelter som gir bevegelser i det flytende metall og deformasjon av metall-elektrolysebad-grenseflaten. Disse .metallbevegelser som omrører elektro-lysebadet under anodene der de er relativt vesentlige, kan kortslutte denne bølge i badet ved kontakt mellom flytende metall og anodene.

Elektrolyseutbyttet faller vesentlig og kraftforbruksnivået stiger. Disse problemer forsterkes ved økningen av ampertal-let i tankene da magnetfeltene da er meget sterkere, og sensitiviteten for bad-metalloverflaten til større magnetiske effekter.

En av de vanskeligste forstyrrelser å overvinne er en auto-ustabilitet i sjiktet av flytende metall. Dette er et selvunderstøttet fenomen som resulterer i en posisjon som er variabel med henblikk på tid for grenseflaten mellom bad og flytende aluminium. Avstanden mellom bunnen av anodene og toppoverflaten av sjiktet av flytende aluminium er varlerbar og den elektriske motstand i badet varierer med tiden under hver anode.

Den enhet som utgjøres av hver anode og badvolumet som er forbundet med denne er elektrisk forbundet i parallell mellom ekvipotensielle punkter tildannet på den ene side av tverr-avstiveren og på den annen side av det flytende metall, og strømstyrken gjennom hver anode kan også variere med henblikk på tiden.

Dette induserer variasjoner i strømstyrken i hver av lederne som fører strøm fra den foregående tank og overskuddet eller manglene på strøm som finnes på anoden som betraktes fordeles i henhold til elektriske fordelingslover som fagmannen kjenner. Disse induserte variasjoner i styrke modifiserer på den ene side de magnetiske feltkart for tanken som betraktes og danner på den annen side nødvendigvis tvungne horisontale kompensasjonsstrømmer i metall i den foregående tank som bringes ut av balanse. Nærvær eller fravær av ekvipotensielle punkter, antallet og plasseringen av disse gjør det mulig å modifisere disse elektriske forstyrrelser. Det blir så mulig at de posisjoneres på en slik måte at oppstrømstanken er elektrisk i det vesentlige ufølsom overfor forstyrrelser i tanken som betraktes, og variasjoner i magnetfelter som induseres ved reperkusjon av de anodiske modifikasjoner i fordelingen, på fordelingen som mellom stigerne, spiller en gunstig rolle med henblikk på å dempe de oppståtte forstyrrelser .

Strømmen av elektrisk strøm i matelederne og i elektrolyse-badet gir et magnetisk felt i sjiktet av flytende bad og sjiktet av flytende aluminium. Nærværet av elektrisk strøm i badet og i metallet og som et hvilket som helst punkt karakteriseres ved en strømdensitetsvekt J, resulterer i nærvær av elektromagnetiske volumkrefter i badet og i metallet. Slike krefter som kalles Laplace-kref ten, uttrykkes 1 vektorform ved formelen:

der B* er vektoren for magnetfeltet på beregnlngspunktet.

En variasjon i posisjonen av bad-metalloverflaten'endrer verdiene for «f i bølgen og i den fjernere del av flytende metall.

Laplace-kreftene kan derfor variere og kan dempe, eller for-sterke grenseflatedeformeringen. Hvis det inntrer en forsterkningsvirkning opptrer ustabilitet, understøttet av roterende bevegelser som generaliseres eller lokaliseres i det flytende metall. Avhengig av omstendighetene er ustabili-tetsfenomenets varighet lang, opptil 30 til 60 sekunder, eller kort, mindre enn 5 sekunder.

Ustabilitetsperioden er lang når bevegelsen i metallet påvirker hele den katodiske overflate eller leilighetsvis opptrer i to symmetriske rotasjonsbevegelser som påvirker hver av de to halvparter av tanken som befinner seg på de respektive sider av tankens tverrakse.

Dette inntrer spesielt hvis de vertikale komponenter i magnetfeltene forblir med samme fortegn over hver halvpart av tanken. Slike bevegelser kan minimaliseres ved å gjøre den integrerte verdi av det vertikale magnetfelt over hele av den betraktede tankhalvpart til 0. Med henhold til ustabiliteter av "hurtig" type er metallbevegelsene lokalisert til under visse anoder. De startes vanligvis av en irregularitet i fordelingen av strøm i anodemontasjen, som et resultat av arbeid utført på tankene: Endring av en slitt anode for å erstatte denne med en ny, en anode som anordnes for nær det flytende metall, kjøring av tankene, eller partielle polarisering av anodesystemet på grunn av mangel på aluminiumoksyd i badet.

Det kan i en første tilnærmelse si at strømlinjene i badet er vertikale. På grunn av de meget vesentlige forskjeller i resistiviteten mellom badet og metallet er strømningslinjene krummet i det flytende aluminium hvis de skal komme til punkter på katoden som ikke befinner seg i vertikal innretning med utgangspunktet fra anoden.

Når det gjelder en anode som bærer mere strøm enn gjennom-snittet av anodene, vil strømmen ha en tendens til å spre seg i det flytende metall. Strømningslinjene er sentrifugale i denne situasjon. Når det gjelder en anode som bærer mindre strøm enn anodenes gjennomsnitt er strømningslinjene sentri-petale. I begge disse tilfeller vil strømdensiteten variere i tykkelsen av metallsjiktet.

Den dynamiske virkning av Laplace-kreftene kan uttrykkes, i metallet, ved nærværet av en ikke-null hvirveltilstand i angjeldende område.

Uttrykt i symboler kan det hele skrives som følger:

der A er komponentvektoren:

Den vertikale komponent Rz for rotasjonsvektoren tilsvarer drivvirkningen for rotasjonen i metallsjiktet i det horisontale plan. Denne kan skrives i utvidet form som:

På aksen for sentrifugal- eller sentripetalstrømmene har man:

Når verdiene for Bz er lave over hele volumet av flytende metall har man:

Derfor kan Rz avrundes til:

som varierer når Jz utvikles med tiden som er generelt lav i forhold til år Bz er forskjellig fra null, uttrykket

A Jz er representativt for sensitivi-

teten for overflaten av metall mot variasjon i anodestyrker, H er høyden av sjiktet av smeltet aluminium og A Jz er variasjonen i Jz som induserer bevegelser i metallet.

Fagmannen søker å påvirke disse tre komponenter for å stabilisere driften av elektrolysetankene.

Man øker metallhøyden, rnen det resulterer i en mere vesentlig mengde aluminium som bindes opp i hver tank. I tillegg gir dette grunn til visse vanskeligheter i den oppadgående bevegelse i elektrolyse tanken for uoppløst aluminiumoksyd som vil avsettes på katoden og således øker faren for "til-kaking".

Man posisjonerer sine strømmateledere i posisjoner slik at det vertikale felt på ethvert punkt i beholderen er svakt.

Man reduserer variasjonene i strømstyrke i anodene ved å raffinere driftsmetodene, ved automatisk eller manuell styring av strømstyrkene, anode for anode, eller ved å regulere posisjonen av anodene med overdreven høy eller overdreven lav strømstyrke, med henblikk på de nominelle verdier.

Med henblikk på tanker med et nivå for strømstyrken på over 250 000 A, resulterer dette i en mangfoldiggjøring av antall stigere og en motorisering av anodene individuelt eller i grupper på to. Dette er det som skjer i tankene som er gjenstand for søkerens FR A-2 505 368. Uten dette faller kvaliteten av utbyttet og de innsparinger man tok sikte på på grunn av den økede størrelse på grunn av dårlig fremstll-lingspris for fremstilt aluminium.

Imidlertid stiger utgiftene for en tank sterkt da individuell motorisering av anoder betyr en meget høy kapitalinvestering sammenlignet med superstrukturer med totalmotori-sering som er den tekniske konstruksjon som vanligvis benyttes ved strømstyrke opptil 200 000 til 250 000 A.

Kurven med henblikk på kapitalinvestering, avhengig av driftsstyrke, viser så et vendepunkt, noe som betyr at det er like attraktivt ut fra et økonomisk synspunkt å gå fra 200 000 til 300 000 A.

Konstruksjonen av tanker uten individuell motorisering over 250 000 til 270 000 A involverer valg av opprinnelige posisjoner for lederne, sikring av vertikale magnetfelt som er lavere på ethvert punkt enn 1,5 x 10 tesla (15 Gauss), på tross av de ytterligere virkninger som tilveiebringes av de andre linjer av tanker og de andre serier. De går også gjennom en maksimal demping av de cykliske variasjoner i strømstyrkene som kan inntre i en anode, og det er nødvendig å unngå forstyrrelser som spres til resten av tanken eller til oppstrømstanken.

Elektrolysetanker som er i stand til å arbeide ved høye strømstyrker og der magnetiske forstyrrelser er minimali-sert, er tidligere beskrevet.

I US-PS 3 415 724 oppnås magnetisk avbalansering ved å anbringe de forbindende ledere utenfor vertikalplanet som går gjennom de korte sider av tanken og ved å avgrense en del av strømmen (mindre enn halvparten) i to skinner som passerer under husets sentrale del.

FR-PS 2 324 761 og 2 427 760 (tilsvarende US-PS 4 049 528 og 4 200 760) i foreliggende søkers navn beskriver elektrolysetanker som arbeider ved strømstyrker på 175 000 til).180 000 A med eksepsjonelle ydelsesnivåer med henblikk på stabilitet og energieffektivitet. De vertikale komponenter for magnetfeltet har en verdi null for hver halv-part av tanken da de er like og med motsatt fortegn over oppstrømsf jerdedelen og-, nedtrøms-fjerdedelen. Hvis Imidlertid disse arrangementer ersegnet for strømstyrker under 20 000 A kan en ekstrapolering av disse

uten forsiktighetsforholdsregler, til tanker som benytter en strømstyrke på over 20 000 A i sin tur gi grunn til det ovenfor angitte utstabilitetsfenomen med henblikk på overflaten av flytende metall, og kan gjøre det nødvendig å øke anode- metallavstanden, med samtidig medfølgende tap av anodedensitet, det vil si tap med henblikk på produksjon og forbrukt energi, noe som igjen oppveier den forventede gevinst.

FR-A-2 469 475 foreslår å trekke av katodestrømmen gjennom vertikale utløpsdeler som passerer gjennom bunnen • av huset, idet i det minste en del av forbindelseslederne er anordnet under bunnen av huset.

I FR-A-2 416 276 blir en del av strømmen ført til den følgende tank i serien ved ledere som er anordnet utenfor vertikalplanet som passerer gjennom kortsidene 1 i tanken. To forbindende ledere passerer under tanken og danner, med henblikk på aksen til tanken, en vinkel som ikke spesifikt er angitt men som synes å være i størrelsesorden 20° (se patentets fig. 2).

Hva angår individuell motorisering av anodene eller grupper av anoder, skal det henvises til US-PS 4 210 513 som tilveie-bringer en kontrollaksel for hver anodelinje og et antall fjernstyrte clutchanordninger som efter ønske aktiviseres for å tilveiebringe oppadrettet eller nedadrettet bevegelse for hver anode eller anodegruppe.

I FR-PS 2 517 704 er det beskrevet et system for nøyaktig kontroll av anodeplan ved individuell motorisering av hver gruppe av to anoder, i en tank omfattende til sammen 4 0 anoder i to uavhengige linjer, hver på 20 anoder. Som forklart ovenfor involverer den konstruksjon som er sterk tilfreds-stillende ut fra et teknisk synspunkt, et relativt høyt nivå av ytterligere kapitalinvestering, men i ren permanent og nøyaktig balanse for strømmen som passerer gjennom hver anodegruppe.

Foreliggende oppfinnelse angår en apparatur for fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminium-oksyd oppløst i smeltet kryolitt ved bruk av Hall-Heroult-prosessen, ved en strømstyrke på over 250 000 A og spesielt mellom 270 000 og 320 000 A, med et energiforbruksnivå på mindre enn 12 600 kWh pr. tonn aluminium som fremstilles, idet apparaturen omfatter et antall innrettede rettlinjede tanker hvis kortsider kalles "hoder", anbragt på tvers med henblikk på innretnings-aksen og elektrisk forbundet i serie, som en enkelt linje eller som et antall parallelle linjer.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en apparatur for fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumoksyd oppløst i smeltet kryolitt ved bruk av Hall-Heroult-prosessen, med en strømstyrke mellom 270 000 og 320 000 A, med et energiforbruksnivå på mindre enn 12 600 kWh/tonn fremstilt aluminium, omfattende et antall i rekke anordnede rektangulære tanker hvis korte sider kalles "hoder", anordnet på tvers med henblikk på deres innretnings-akse og elektrisk forbundet i serie som en enkel linje eller et antall parallelle linjer, hvorved hver tank omfatter et stålhus utforet med isolerende materiale og understøttende en katode dannet av et antall ved siden av hverandre anordnede karbonholdige blokker i hvilke det er festet raetallkatode-lederskinner forbundet med et antall oppstrøms og nedstrøms katodekollektorer, et antall anoder av på forhånd brent karbonholdig pasta i hvilke det er festet metall-anode-staver, anodelederskinner som kan beveges oppover og nedover og til hvilke anodestavene er festet, og elektriske forbindelsesanordninger mellom oppstrøms- og nedstrømskatodekollek-torene henholdsvis i en tank på den ene side og ledersiden i den følgende tank i serien på den annen side, hvori anodelederskinnen i hver tank er forbundet med den foregående tank på fem punkter via fem i lik avstand anordnede stigere anbragt på oppstrømssiden, og denne apparatur karakteriseres ved at: forbindelsen mellom hver stiger og anodelederskinnen skjer

ved fleksible elektriske ledere,

den sentrale stiger som er anbragt på seriens akse, de to mellomliggende stigere og de to laterale stigere, gjennom hvilke i det vesentlige like strømmengder passerer, er forbundet med seks oppstrømskatodekollektorer, to sentrale kollektorer, to mellomliggende kollektorer og to laterale kollektorer og tre nedstrømskatodekollektorer, en sentral

kollektor og to lajerale kollektorer,

nedstrømskatodekollektorene er forbundet med hverandre via ekvipotensiale forbindelser tildannet ved fleksible

ledere, og

den sentrale oppstrømskatode kollektor også er forbundet sammen via en ekvipotensial forbindelse tildannet av fleksible ledere.

Figurene 1 og 2 viser den måte på hvilken oppfinnelsen gjen-nomføres. Fig. 2 er identisk med fig. 1 men for klarhets skyld viser den kun verdien for strømstyrkene i kA som går gjennom hver leder, i en serie som arbeider ved en verdi på 280 kA.

I den følgende beskrivelse vil lederne kun angis ved enkle henvisningstall (3 til 16) når det henvises til alle ledere av samme type, og ved det samme henvisningstall fulgt av en bokstav når det henvises til forskjellige grener av hver leder av samme type.

Den generelle konstruksjon av elektrolysetanker for fremstilling av aluminium er velkjent for fagmannen, fig. 1 og 2 angir kun elementene som er nødvendig for å forstå oppfinnelsen, det vil si i realiteten de elektriske ledere, sett ovenfra.

Hver tank omfatter et stålhus 1 som er utforet med et isolerende materiale, som bærer en katode dannet av et antall ved siden av hverandre anordnede karbonholdige blokker i hvilke det er festet metallkatodeskinner 2 som er forbundet med et antall katodekollektorer, hvorved oppstrømskollek-torene angis ved henvisningstallet 3 og nedstrømskollek-torene ved henvisningstallet 4, et antall anoder av på forhånd brent karbonholdig pasta hvori metallanodestavene er festet, anodelederskinner 5 som kan beveges oppover eller nedover og til hvilke anodestammene er festet, og elektriske forbindelseslinjer 7 og 8 mellom oppstrøms- og nedstrøms katodekollektorer 3 og 4 i en tank på den ene side, og anodelederskinnen 5 i den følgende tank i serien på den annen side. I henhold til oppfinnelsen er anodelederskinnen 5 i hver tank forbundet med den foregående tank på 5 punkter 6A, 6B, 6C og 6D og 6E ved fem stiger 7A, 7B, 7C, 7D og 7E i lik avstand fra hverandre, anbragt på oppstrømssiden 0, hvorved forbindelsen mellom en stiger 7 og en anodelederskinne 5 skjer ved en fleksibel elektrisk leder 8A, 8B, 8C, 8D og 8E: en sentralstiger 7C anbragt i seriens akse, to mellomliggende stiger 7B og 7D og to laterale stigere 7A og 7E, gjennom hvilke det passerer vesentlige like strømstyrker og som er forbundet med seks oppstrøms katodekollektorer, to sentrale kollektorer 3A og 3B, to mellomliggende kollektorer 3C og 3D og to laterale kollektorer 3F og 3E, og med tre nedstrøms-katodekollektorer, nemlig en sentral kollektor 4A og to laterale kollektorer 4B og 4C.

Videre er:

den sentrale stiger 7C i hver tank forbundet med ned- strømssentralkollektoren 4A i den foregående tank;

hver mellomliggende stiger 7B og 7D delt i to.

En del er forbundet med den laterale nedstrømskatodekollektor fra den foregående tank 4B og 4C, mens den andre del er forbundet med oppstrømskatodekollektorene 3A og 3B;

hver laterale stiger 7A og 7E er forbundet med opp-strømskatode kollektorene 3C, 3E og 3D, 3F ved laterale

ledere 16A og 16B;

den elektriske forbindelse mellom oppstrømskatodekollek-toren 3 og de mellomliggende og laterale stigere 7A, 7B, 7D og 7E skjer ved fem forbindende ledere anordnet som

følger:

to forbindende ledere 16A og 16B som passerer rundt tank hodene og som hver fører 35% av oppstrømsstrømmen,

to forbindende ledere 9A og 9B som passerer symmetrisk under tanken i det vesentlige i vertikal innretning med katodeblokken som ligger nærmest tankhodet. Lederen 9B som befinner seg nærmest den nærmeste nabolinje fører 15% av oppstrømsstrømmen mens den andre leder 9A kun fører 10% av

oppstrømsstrømmen;

en mellomliggende forbindende 9C som passerer under tanken og som er anordnet i det vesentlige halvveis mellom aksen i serien og tankhodet, på den motsatte side av den

nærmeste nabolinje. Lederen bærer 5% av oppstrømsstrømmen; de to forbindende ledere 9B og 16B som er anordnet på

siden av den nærmeste nabolinje har en ekvipotensiell plassering antydet ved 10 med henblikk på bunnen av den laterale stiger i den følgende tank. Strømmen gjenfordeles så mellom den laterale stiger 7E og den ved siden av liggende mellomstiger 7D for i det vesentlige å tilveiebringe likhet med henblikk på strømstyrke mellom stigerne;

de tre forbindende ledere 16A, 9A og 9C som er anordnet på

motsatt side av den nærmest liggende nabolinje har to ekvipotensielle lokasjoner 11A og 11B ved bunnen av den laterale stiger i den følgende tank og mellom denne stiger 7A og den ved siden av liggende mellomliggende stiger 7B. Strømmen gjenfordeles så mellom de to stigere for å tilveiebringe likhet med henblikk på strømstyrke mellom

stigerne;

nedstrømskatodekollektorene 4A, 4B og 4C er forbundet med hverandre ved hjelp av ekvipotensialanordnlnger 12A og 12B bestående av fleksible elektriske ledere tildannet av "folielaminater", det vil si en stabel av tynne alumi-niumsplater som er sveiset i de to ender;

de sentrale oppstrømskatodekollektorer 3A og 3B er forbundet med hverandre ved ekvipotensielle anordninger 13 av

samme type; og

hver stiger mater den bevegelige anodiske lederskinne på

et punkt rundt hvilket åtte anoder symmetrisk er anordnet.

For til slutt å forhindre elektrolytt fra å trenge inn i sub-katoderommet kan hver tank mellom katodeblokkene og den ildfaste og isolere utforing i huset være utstyrt med et sjikt for å gi beskyttelse mot impregnering av fluorholdige og natriumholdige stoffer, bestående av et materiale valgt blant minst ett av de følgende: sllisium-aluminiumholdlge stoffer, sandsten, kjemisk meget resistent vulkansk lava, silisiumkarbid, elektrosmeltet aluminiumoksyd, stål og sills iumd i oksyd.

Dette konstruksjonsprinsipp er prøvet 1 praksis i en forsøks-serie som arbeidet ved en strømstyrke på 280 000 A ved 3,95 til 4 V.

Ved siden av den bemerkelsesverdige stabilitetsgrad for tanken, som var åpenbar ved fraværet av enhver oscillerende bevegelse i sjiktet av flytende aluminium, ble det funnet spesielt lave verdier med henblikk på den vertikale komponent Bz i magnetfeltet. De maksimale verdier er lokalisert i tankhodene og forble under 1,5 x 10 tesla tilsvarende 15 Gauss; over 80% av det katodiske areal, er feltet lavere enn

-4

5 x 10 tilsvarende 5 Gauss.

Nivået for energiforbruket over en tre måneders periode var

12 530 kWh/tonn produsert aluminium.

Sammenlignet med den kjente teknikk og mere spesielt sammenlignet med det mønster avledere som utgjør gjenstanden for søkerens FR-A-2 505 368, oppnås følgende fordeler ifølge oppfinnelsen: 1. Individuell motorisering av anodene (i grupper på to) er eliminert, noe som gir en vesentlig reduksjon av omkost-ningene, uten derved å måtte ta med på kjøpet manglene på grunn av mangel på balanse med henblikk på strømmen mellom

ved siden av hverandre liggende anoder.

2. Den vertikale komponent Bz for magnetfeltet er sterkt _3

redusert og er mindre enn 1,5 x 10 tesla tilsvarende 15

Gauss på alle punkter i tanken.

3. Anordningen avekvipotensielle forbindelser 12A, 12B og 13 mellom katodekollektorene gjør det også mulig: a) å sørge for strømbalanse slik som mellom de forskjellige seksjoner av kollektorene og å spre fluktueringer i strømmen i en anode over hele kretser for derved å , gjøre dem i det vesentlige umerkelige; b) i henhold til dette å unngå en forstyrrelse som opptrer i en gitt tank som har tilbakevirkning på oppstrøms-tanken; og c) å redusere antallet kortslutningsblokker som må installeres for å koble ut en skadet tank som må stanses for

reparasjon eller erstatning.

I lys av kombinasjonen av de ovenfor antydede fordeler er det nu mulig å bygge og å drive elektrolysetanker som er i det vesentlige mindre vanskelig å drive enn de ifølge den kjente teknikk med samme energi, innen området 270 000 til 320 000 A, med sammenlignbare tekniske resultater (driftstid og energiforbruksnivå) og med en meget høy grad av stabilitet.

Claims (4)

1. Apparatur for fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumoksyd oppløst i smeltet kryolitt ved bruk av Hall-Heroult-prosessen, med en strømstyrke mellom 270 000 og 320 000 A, med et energiforbruksnivå på mindre enn 12 600 kWh/tonn fremstilt aluminium, omfattende et antall i rekke anordnede rektangulære tanker hvis korte sider kalles "hoder", anordnet på tvers med henblikk på deres innretnings-akse og elektrisk forbundet i serie som en enkel linje eller et antall parallelle linjer, hvorved hver tank omfatter et stålhus utforet med isolerende materiale og understøttende en katode dannet av et antall ved siden av hverandre anordnede karbonholdige blokker 1 hvilke det er festet metallkatode-lederskinner (2) forbundet med et antall oppstrøms (3) og nedstrøms (4) katodekollektorer, et antall anoder av på forhånd brent karbonholdig pasta i hvilke det er festet metal1-anodestaver, anodelederskinner (5) som kan beveges oppover og nedover og til hvilke anodestavene er festet, og elektriske forbindelsesanordninger (16) mellom oppstrøms- og nedstrømskatodekollektorene (3) henholdsvis (4) i en tank på den ene side og ledersiden (5) i den følgende tank i serien på den annen side, hvori anodelederskinnen (5) i hver tank er forbundet med den foregående tank på fem punkter (6A, 6B, 6C, 6D og 6E) via fem i lik avstand anordnede stigere anbragt på oppstrømssiden (8), karakterisert ved at: forbindelsen mellom hver stiger (7) og anodelederskinnen (5) skjer ved fleksible elektriske ledere (8), den sentrale stiger (7C) som er anbragt på seriens akse, de to mellomliggende stigere (7B og 7D) og de to laterale stigere (7A og 7E), gjennom hvilke i det vesentlige like strømmengder passerer, er forbundet med seks oppstrøms-katodekollektorer (3), to sentrale kollektorer (3A, 3B), to mellomliggende kollektorer (3C, 3D) og to laterale kollektorer (3E, 3F) og tre nedstrømskatodekollektorer (4), en sentral kollektor (4A) og to laterale kollektorer (4B, 4C), nedstrømskatodekollektorene (4A, 4B og 4C) er forbundet med hverandre via ekvipotensiale forbindelser tildannet ved fleksible ledere, og den sentrale oppstrømskatode kollektor (3A og 3B) også er forbundet sammen via en ekvipotensial forbindelse tildannet av fleksible ledere.

2. Apparatur ifølge krav 1, karakterisert ved at: den sentrale stiger (7C) i hver tank er forbundet med den nedstrøms beliggende sentrale katodekollektor (4A) i den foregående tank, hver mellomliggende stiger (7B) er delt i to der en del er forbundet med den laterale nedstrømsbeliggende katode kollektor (4B) i den foregående tank mens den andre del er forbundet med de oppstrøms beliggende katodekollektorer (3A, 3C og 3E), og hver laterale stiger (7A, 7E) er forbundet med oppstrøms- katodekol lektorer (3A, 3C, 3E og 3B, 3D, 3F) via laterale ledere (16A, 16B).

3. Apparatur ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at: den elektriske forbindelse mellom oppstrømskatodekollek- torene og de mellomliggende og laterale stigere skjer ved fem forbindende ledere anordnet som følger: to forbindelseskonduktorer (16A, 16B) som passerer rundt tankhode og som hver leder 35$ av oppstrøms-strømmen, toforbindende ledere (9A, 9B) som passerer symmetrisk under tanken i det vesentlige i vertikal innretning med katodeblokken som ligger nærmest tankhodet idet lederen (9B) som er anordnet nærmest den nærmeste nabolinje fører 15% av oppstrømsstrømmen mens den andre leder (9A) fører kun 10% av denne, en mellomliggende forbindelsesleder (9C) som passerer under tanken og er anordnet i det vesentlige halvveis mellom serieaksen og tankhodet på den side som ligger overfor den nærmeste naboledning hvorved denne leder fører 5% av oppstrømsstrømmen; de to forbindelsesledere (9B, 16B) anordnet på siden av den nærmeste nabolinje har en ekvipotensial forbindelse (10) på bunnen av den laterale stiger av den følgende tank hvorved strømmen gjenfordeles mellom den laterale stiger (7E) og den ved siden av hverandre liggende mellomliggende stiger (7D) for i det vesentlige å gi likhet i strøm-styrken mellom stigerne, og de tre forbindelsesledere (16A, 9A og 9C) anordnet på den side som ligger overfor den nærmestliggende nabolinje har to ekvipotensiale forbindelser (11A, 11B) anordnet ved bunnen av den laterale stiger i den følgende tank og mellom nevnte stiger (7A) og den ved siden av liggende mellomliggende stiger (7B), hvorved strømmen gjenfordeles mellom de to stigere for å gi likhet i strømstyrke mellom stigerne.

4 . Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at hver stiger (8A, 8B, 8C, 8D og 8E) mater de bevegelige lederskinner (5) på et punkt (6A, 6B, 6C, 6D og 6F) rundt hvilket åtte anoder symmetrisk er anordnet med henblikk på vertikalplanet mellom stigeren.