NO862219L - Krets for elektrisk forbindelse mellom rekker av elektrolyseceller. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en krets for elektrisk forbindelse mellom cellene av en rekke ment for fremstilling av aluminium ved elektrolyse ved Hall-Heroult-prosessen. Oppfinnelsen anvendes på rekker av celler anordnet på tvers av aksen til rekken som arbeider ved en strømstyrke utover 250.000 A og som eventuelt når fra 300 til 600 kA, uten at disse verdier utgjør en grense for oppfinnelsens anvendelsesområde.

For god forståelse av oppfinnelsen skal det først påpekes at elektrolyseceller for fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumoksyd oppløst i smeltet kryolitt ved Hall-Heroult-prosessen består av en isolert parallellepipedisk metallbeholder der bunnen utgjør katoden tildannet ved karbonholdige blokker hvori det er innbakt noen metallstaver som rager ut mot det ytre av beholderen på oppstrøms- og nedstrømssiden i forhold til retningen av strømmen, og som danner katodeutløp på hvilke det er festet ledere som samler strømmen fra en celle og transporterer den mot anodesystemet til den derpå følgende celle. Dette anodesystem omfatter minst en og vanligvis to horisontale såkalte "anoderamme"-ledestaver som bæres av minst en stiv horisontal metallisk bjelke som er høyjusterbar. De karbonholdige anoder som anordnes i to parallelle linjer bæres av ledende elementer som er forbundet på løsbar måte med hver anoderamme.

Cellene er anordnet i rekker langs en eller flere linjer og de er arrangert i lengderetning eller nu tildags, vanligvis på tvers, avhengig av hvorvidt deres lange side eller deres korte side er parallell med linjens akse. Cellene er forbundet elektrisk i serier, endene av seriene er forbundet med de positive og negative uttak fra en elektrisk rektifiser-ings- og kontrollstasjon. I hver rekke av celler er antallet linjer fortrinnsvis et liketall for å minimalisere lengdene av lederne.

Den elektriske strøm som beveger seg i de forskjellige ledende elementer: anoder, elektrolytt, flytende metall, katoder, forbindelsesledere, skaper betydelige magnetiske felt. Disse felt induserer i elektrolysebadet og det flytende metall i digelen, såkalte Laplace-krefter som, ved deformering av den øvre overflate av det smeltede metall og de bevegelser som forårsakes av det, er skadelige for cellens perfekte drift. Konstruksjonen av cellen og dennes forbindelsesledere er slik at virkningen av de magnetiske felt som dannes i de forskjellige deler av cellen og forbind-

elseslederne kompenserer hverandre.

Slike celler, tilveiebragt for en strømstyrke på 280 kA, er blant annet beskrevet i FR-A 2 505 368.

For å redusere investeringsomkostningene og å redusere driftsomkostning-ene er det kjent at det er en tendens til å øke størrelsen på produk-sjonsenhetene, for å oppnå en økning i strømmen gjennom cellen. Strøm-styrkeområdet for den nye cellegenerasjon som nylig var under 300.000 A, utvikler seg nå mot verdier ut over 300.000 A.

Ved disse strømstyrker antar de magnetiske virkninger slike amplityder at hvis spesielle forholdsregler ikke taes for å redusere virkningene derav, vil utbyttet i elektrolysecellene sterkt reduseres og i sluttanalysen vil all normal drift bli umulig.

De følgende forstyrrelser er åpenbare på grunn av flere virkninger:

- deformering av sjiktet av flytende aluminium som dannes på den relativt lite fuktbare karbonholdige katode som forårsaker risikobeveg-elser for dette sjikt med på den ene side en total ujevnhet som i visse tilfeller kan innta en verdi over avstanden mellom anode og metall, og på den andre side, en symmetrisk dome-formet deformering; - eksistensen av permanente bevegelser i badet av smeltet kryolitt og av flytende aluminium der figurasjonen kan være mer eller mindre gunstig for perfekt drift av elektrolysen; - eksistensen av periodiske bevegelser på bad- metallgrenseflaten og som er skadelige for elektrolyseutbyttet (instabilitet) og i enkelte tilfeller kan gå så langt at flytende metall kastes ut av cellen.

Videre har den mulige asymmetri i forhold til lengdeaksen i cellen for sirkulasjonen av metallet, følgende mangler: - da den mekaniske erosjon på grunn av flytende aluminium på den størknede kryolitt direkte henger sammen med sirkulasjonshastigheten for metallet, vil asymmetri i disse sirkulasjonshastigheter forårsake forskjellig erosjon på de to sider av cellen; - den termiske utbytting mellom metall og den smeltede kryolitt henger direkte sammen med metallets sirkulasjonshastighet; asymmetri for disse sirkulasjonshastigheter vil forårsake forskjellig termisk utbytting med de to lengere sider i cellen og vil resultere i en differanse i formen fra side til side, noe som er uønsket for drift av cellene.

For å overvinne de magnetiske forstyrrelser er det mulig enten å virke på de horisontale strømmer som sirkulerer i sjiktet av aluminium eller på det magnetiske felt. I det foreliggende tilfelle vil man benytte seg av den andre mulighet.

På grunn av økningen av dimensjonene av elektrolysecellen som ledsager økningen i strømstyrken gjennom hver celle, blir det mer og mer vanskelig å oppnå verdier for magnetiske felt som tillater at sjiktet av metall holdes på varig måte i stabil posisjon. For å oppnå denne stabilitet må de vertikale komponenter Bz for de magnetiske felt forbli under 10"^ Tesla i kvadratisk middel. Videre må for å stabilisere sirkuleringen av badet og for å redusere metallhastighetene, den horisontale komponent Bx være antisymmetrisk i forhold til cellens tverrakse eller lilleakse og By må i gjennomsnitt være antisymmetrisk til lengdeaksen i cellen eller den store akse.

De vertikale felt kan reduseres til akseptable verdier ved å bruke lederkonstruksjoner inspirert av celler med svakere intensitet. Dette oppnås ved å flerdoble antallet stigere oppstrømscellen og ved å anbringe dem i det vesentlige konstante avstander men ved å gjøre de horisontale komponenter By asymmetriske.

Som en sammenligning, mens kun 50 til 75% av strømmen gjennom oppstrømsstigerne i cellene har en intenssitet på ca. 180 kA, må den totale strøm nødvendigvis låne disse ledere for celler på ca. 400 kA som er lengere og danner markert asymmetriske horisontale felt. Det er en strømterskel ut over hvilken denne asymmetri i sterk grad belaster de tekniske resultater ved å danne intens sirkulering i badet og i den flytende aluminium, noe som destabiliserer elektrolysen.

For å gjøre feltene symmetriske igjen, kunne man tenke på å anbringe en stiger nedstrøms cellen. For imidlertid å unngå å forstyrre de vertikale komponenter i feltene bør forbindelsen til denne stiger skje langs en godt valgt vei ved bruk av undersiden av beholderen og i det vesentlige parallell med lengdeaksen i beholderen fra hodet mot sentrum av cellen i det minste over en del av veien.

Foreliggende oppfinnelse angår spesielt en lederkonfigurasjon som kan anvendes på celler med tverranordnede forbrente anoder og med en strømstyrke som er over 250 kA og som kan gå fra 300 til 600 A. Denne konfigurasjon tillater at man kan oppnå magnestiske feltverdier der den vertikale komponent er mindre enn 10-^ Tesla overalt og der de horisontale komponenter nærmer seg de tidligere bestemte betingelser med antisymmetri. Fig. 1 viser skjematisk for to suksessive halvceller (som er symmetriske rundt den lille akse 1 i cellen og som faller sammen med linjens akse) og arrangementet av de forbindende ledere. Denne figur er et planriss redusert til de vesentlige elementer. Figuren angår celler med en strømstyrke i størrelsesorden 480 kA. Fig. 2 tilsvarer fig. 1 men for celler med en strømstyrke på ca. 360 kA. Fig. 3 viser fordelingen av strømmen i lederne for en 480 kA celle ifølge oppfinnelsen.

For tydelighetens skyld i figuren er katodeuttakene i fig. 1 representert ved fortykkede linjer og, i fig. 1-3, representeres de forskjellige forbindelsesleder ved enkle linjer mens veiene i stiplede linjer antyder at lederen ligger under nivået for bunnen av beholderen 2.

Omrisset av beholderen er antydet med 2, oppstrømskatodeuttakene er i sin helhet angitt med 3, nedstrømskatodeuttakene i sin helhet med 4, posisjonen for bæreskaftene for anodene med 5, de to elementer i anoderammen 6 og de ekvipotensiale ledere som forbinder disse med 7.

I den følgende beskrivelse skal hver leder angis ved et henvisningstall og den symmetriske leder i forhold til den fellesakse 1 i linjen og cellen med samme referansetall fulgt av bokstaven S (for å angi symmetri).

Andre definisjoner er som følger:

- "hodestiger" angir to stigere som mater anoderammen i dennes to ender på kortsiden av cellen, vanligvis kalt cellens "hoder", - "aksialstiger" angir stigeren som befinner seg i det vesentlige langs den korte akse 1 i cellen og som også er linjens akse. Den kan bestå av to halvstigere som er anordnet ved siden av hverandre eller kombinert i en enkelt leder; - "sentralstigere" angir to stigere som befinner seg på hver side av den aksiale stiger hvis den eksisterer, eller, hvis ikke, på hver side (og generelt sagt symmetrisk) av den lille akse 1; og

"mellomstigere" angir en eller flere stigere anordnet mellom hodestigerne og sentralstigerne.

I henhold til oppfinnelsen blir anoderammen til cellen i rekke n+1 i hver linje matet med strøm samtidig via et antall oppstrømsstigere som er i det vesentlige ekvidistante og symmetriske rundt et vertikalplan inneholdende den lille akse i cellen, og med minst to nedstrømsstigere som er i det vesentlige symmetrisk rundt det samme vertikalplan, idet ned-strømsstigerne mates av ledere som er forbundet med nedstrømskatode-uttakene i cellen i rekke n, der i det minste en del av disse forbindelsesledere passerer under cellen i rekke n+1 langs en vei som er i det vesentlige parallell med cellens store akse, idet retningen for strømmen i disse deler av lederne er fra hodene mot den lille akse.

Avhengig av intensiteten for den totale elektrolysestrøm som mater rekkene kan f.eks. antallet oppstrømstigere være 5 for 360 kA celler, 7 for 420 kA celler og 9 for 480 kA celler mens antallet nedstrømsstigere er lik 2 i disse forskjellige tilfeller, dette er imidlertid kun eksempler som ikke skal begrense oppfinnelsen til de angitte verdier (spesielt kan antallet oppstrømsstigere være et liketall eller oddtall).

Det skal også påpekes at, i lys av de mekaniske krav for konstruksjonen av celler av denne størrelse, uttrykket "ekvidistant" ikke skal tolkes i strengt geometrisk forstand, men det betyr at stigerne er anordnet i regelmessige intervaller i det frie rom mellom konstruksjonen som dannes av anodene og deres systemer for understøtting og låsing av anoderammen for ikke å hindre fjerning av brukte anoder og deres erstatning med nye anoder. Det samme gjelder angivelsen "symmetri" som således må tolkes med de samme reservasjoner.

For å gjennomføre oppfinnelsen med en 480 kA celle som vist i fig. log 3, er 9 oppstrømsstigere tilveiebragt og anordnet som følger: En hodestiger 10 (og den symmetriske stiger 10S på den andre halvpart av cellen), to mellomstigere 11 og 12 og de symmetriske stigere 11S, 12S i den andre cellehalvpart, og en sentralstiger 13 og den symmetriske stiger 13S i den andre halvdel av cellen, samt en aksialstiger 14, 14S bestående av to halvstigere som er anordnet ved siden av hverandre eller sogar kombinert og anordnet langs den felles akse 1 til cellen og rekken.

De to nedstrømsstigere er stigeren 15 og den symmetriske stiger 15S i den annen cellehalvpart.

Hodestigerne 10 og 10S mates fra oppstrømskatodekollektorer via en leder 16, 16S som går rundt det ytre av hodet 17 i cellen, dvs. enden av metallbeholderen 2. Mellomstigerne 11, 12, 11S, 12S mates fra oppstrøms-katodekollektorer, begge via en leder 18, 18S som også går rundt hodet 7 i cellen og av en leder eller en gruppe ledere 19, 19S som går under hodet 17 i cellen og av en leder eller en gruppe ledere 20, 20S som går under metallbeholderen 2. Sentralstigerne 13, 13S og aksialstigerne 14, 14S mates kun fra sentrale nedstrømskatodekollektorer slik som 21, 22 og 23 - 21S, 22S, 23S. Til slutt mates nedstrømsstigerne 15, 15S av den langsgående leder 24 som går under store aksis cellen n+1 fra nedstrøms-katodekollektorer som, befinner seg på siden av hodet, ved hjelp av forbindelsesledere 27, 28, 27S, 28S som går under hodet i cellen n+1 og så forenes med den langsgående leder 24, 24S.

Forbindelsene for katodekollektorene og de forskjellige katodeuttak (16 oppstrømsuttaket 13A til 13P og 16 nedstrøms uttak 4A til 4P) skjer på følgende måte:

Oppstrøms

- katodeuttakene 3A og 3B er forbundet med kollektoren 29 som i seg selv er forbundet med stavene 20 under cellen, - katodeuttakene 3C, 3D, 3E, 3F er forbundet med kollektoren 30 som i sin tur er forbundet med en av stavene 18 rundt hodet 17 av cellen; - katodeuttakene 3G, 3H, 31 og 3J er forbundet med kollektoren 31 forbundet med den andre stav 18 som går rundt hodet 17 i cellen; katodeuttakene 3P og 3Q er forbundet med kollektoren 32 forbundet med kollektoren 32 forbundet med staven som passerer under hodet 17 i cellen; - katodeuttakene 3P og 3Q er forbundet med kollektoren 33 som er forbundet med staven 16 rundt hodet 17 til cellen.

Nedstrøms

Katodeuttakene 4A, 4B, 4C, 4D er forbundet med kollektorene 21 som mater aksialhalstigeren 14;

- katodeuttakene 4E, 4F, 4G, 4H er forbundet med kollektoren 22 som mater sentralstigeren 13; - katodeuttakene 41, 4F, 4G, 4H er forbundet med kollektoren 23 som også mater sentralstigeren 13; - katodeuttakene 4M, 4N er forbundet med kollektoren 25 som via staven 27 forbinder den langsgående leder 24 anordnet under cellen n+1 og som mater nedstrømsstigeren 15; - katodeuttakene 4P, 4Q er forbundet med kollektoren 26 som også forenes med lederen 24 og nedstrømsstigeren 15 via staven 28.

For å oppnå en fordeling og en verdi for komponentene i det magnetiske felt tilsvarende den satte oppgave, må fordelingen avb strømmen i disse forksjellige ledere ligge innen følgende grenser, uttrykt som en %-andel av den totale strøm J gjennom hver celle hvor verdier for J over ca. 400 kA.

- I hver hodestiger 10 og 10S: 1 til 6% av J.

- I hver mellomstiger 11, 12, US, 12S: 8 til 15% av J.

- I hver sentral- og aksialstiger 13, 14+14S og 13S: 9 til 16% av J.

- I hver nedstrømsstiger 15, 15S: 3 til 9% av J.

Når det gjelder forbindelsesledningene:

- i lederne 16+18 og 16S+18S rundt hvert hode: 10 til 20% av J;

- i hver av lederne 19 og 19S under hodene: 3 til 10% av J.

- I hver av lederne 20 og 20S under beholderen: 0,5 til 6,5% av J.

- I hver av de langsgående ledere 24, 24S: 3 til 9% av J.

Når det gjelder en 360 kA celle som vist i fig. 2 gjelder de samme prinsipper og de samme konstruksjonskarakteristika tilpasses med enkelte forenklinger forbundet med den laveste intensitet. Det er nå 5 opp-strømsstigere som fordeles som en 60 kA mellomstiger og den ikke viste symmetriske stiger 11S, en sentral 60 kA stiger 13 og den ikke viste symmetriske stiger 13S samt en aksialstiger bestående av 2 halvstigere på 30 kA som er anordnet ved siden av hverandre eller sogar kombinert 14 og den ikke viste symmetriske stiger 14S. Når det gjelder en 40 kA celle er således to hodestigere og to mellomstigere utelatt.

En nedstrøms 30 kA stiger 15 og den ikke viste symmetriske stiger 15S gjenfinnes. I hver halvcelle blir: - mellomstigeren 11 matet fra oppstrømskatodekollektorene 34, 35 i den foregående celle i rekke n via en leder 36 som går rundt cellehodet; - sentralstigeren 13 fra nedstrømskatodekollektorene 37 og 38; - aksialhalvstigeren 14 fra nedstrømskatodekollektoren 39; og til slutt nedstrømsstigeren 15 fra oppstrømskatodekollektoren 40 via en leder 41 som går under hodet i cellen n og så under oppstrømshjørnet av cellen n+1 og forenes med en langsgående leder 24 anordnet under beholderen og en andel av hvilken i det vesentlige er parallell med cellens lange akse.

For å oppnå en fordeling og en verdi for komponentene for det magnetiske felt tilsvarende den stilte oppgave, bør fordelingen av strømmen i disse forskjellige ledere ligge innen følgende grenser, uttrykt som en %-andel av den totale strøm J gjennom her celle. For verdier på J mellom 300 og 400 kA. og for 5 oppstrømsstigere og 2 nedstrømsstigere gjelder:

- i hver mellomstiger 11, 11S: 12 til 22% av J:

- i hver sentyralstiger 13, 13S: 12 til 22% av J;

- i hver aksial halvstiger 14, 14S: 6 til 12% av J; og

- i hver nedstrømsstiger 15, 15S: 6 til 12% av J.

Fordelingen av katodeuttakene mellom de forskjellige opp st røm s katode - kollektorer 34, 35, 40 og nedstrømskollektorer 37, 38, 39 (og de symmetriske kollektorer) er vist klart i fig. 2 og krever ingen spesiell kom-mentar.

Det skal også påpekes at den langsgående leder 24 som mater nedstrøms-stigeren sammen med lengdeaksen av cellen kan danne en vinkel a (veien 24A i finstriplet strek) uten noen vesentlig virkning på dne vertikale komponent Bz for magnetfelt i området bad/metallgrenseflaten. Intervallet kan bedømmes til mindre enn 1.10"^ Tesla for a=30°. Det samme gjelder den "trinnvise" vei (24B i prikk-strek-linje), noe som etterlater en hvis margin for manøvrering under monteringen som en funksjon av det rom som er nødvendig under cellebeholderen.

Når rekker av elektrolyseceller er arrangert i en eller flere parallelle linjer er det generelt vesentlig for å oppnå maksimal stabilitet og et Faraday-utbytte som kompenserer for det parasittiske magnetiske felt som induseres på en slik linje på grunn av strømmen som sirkulerer i den ved siden av liggende linje. Denne kompensasjon kan bevirkes i kombina-sjon med foreliggende oppfinnelse ved en av de prosesser som er beskrevet i FR-PS 2 333 060 (=US 4 072 597) i henhold til hvilket assymetri dannes i forhold til aksen i serien i arrangementet av katodekollektorer, i FR-PS 2 425 482 (= US 4 169 034) i henhold til hvilken et antagonistmagnetfelt som er i det vesentlige lik men med motsatt fortegn til feltet som induseres av den ved siden av liggende linje, dannes ved hodet av cellen nærmest den ved siden av liggende linje, ved å danne en sløyfe med en forgrenet leder under hodet på cellen, eller i FR-PS 2 425 482 (= US 4 169 034) i henhold til hvilket en leder som traverseres av en strøm som har intensitet og retning vlagt slik at den kompenserer for parasittfeltet som induseres av nabolinjen eller linjene, arrangeres langs hver linje og på kun en side eller på begge sider. I foreliggende tilfelle kan kompensering oppnås ved å arrangere oppstrømskatodekollektorene og/eller nedstrømskatodekollektorene og/eller forbindelseslederne under cellen i et asymmetrisk mønster i forhold til rekkens akse, eller igjen ved å forbinde minst en katodekollektor som befinner seg på en side av cellen med et antall katodestaver forskjellige fra antallet staver hvortil den tilsvarende kollektor er tilorndet på den andre side av cellen, er forbundet for å kompensere for magnetfeltet som induseres av en eller flere cellelinjer anordnet parallelt med den angjeldende linje og kort avstand fra denne.

Foreliggende oppfinnelse er benyttet på en liten eksperimentrekke av celler som arbeidet ved 480 kA, hver celle var utstyrt med to linjer av 32 forbrente anoder og var over hver lange side (oppstrøms og nedstrøms) utstyrt med 32 katodeutløp som trakk av 7,5 kA. Fordelingen av strøm-men var som følger for hele cellen:

De følgende verdier for det magnetiske felt ble målt på hver celle i området for sjiktet av tall:

Bz maksimal funnet verdi: 2,10"^ Tesla

Bz kvadratisk middel: 5,10"^ Tesla

By middel over lengdeaksen: 5,3,10"^ Tesla

By maksimum: 140,10"^ Tesla

Disse celler har vist bemerkelsesverdig stabilitet i forsøksdrift og har produsert aluminium med et Faraday-utbytte på mellom 94 og 95%. Dette utbytte kunne ikke vært oppnådd eller en gang vært tilnærmet ved dagens benyttede kretskonstruksjoner.

Claims (9)

1. Krets for elektrisk forbindelse mellom to suksessive celler i en rekke som kan omfatte en eller flere linjer ment for fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumoksyd oppløst i smeltet kryolitt ved Hall-Heroult-prosessen ved en strømstyrke over 250.000 A og opp mot 300 til 600 kA, der hver celle består av en isolert parallellepipedisk metallbeholder hvis lange akse er loddrett på aksen i rekken og den korte akse er parallell med aksen i rekken, der de to ender av beholderen er kjent som dens "hoder", hvorved beholderen bærer en katode tildannet ved sammenstilling av karbonholdige blokker der det er innpakket metallstaver hvis ender rager ut fra beholderen på de to lange oppstrøms- og nedstrømssider (i forhold til strømmens retning i linjen) hvorved hver celle også omfatter et anodesystem tildannet av minst en horisontal stiv bjelke som understøtter minst en horisontal ledende stav, kjent som anoderamme, på hvilken skaftene for understøttelse av anodene er festet hvorved kretsen for forbindelse mellom to suksessive celler er bestående av katodekollektorer som er forbundet på den ene side med katodeutløpet fra cellen i rekken n og på den annen side til forbindende ledere som via stigere forbinder anoderammen i cellen i rekken n+1 i linjen, karakterisert ved at anoderammen (6) i cellen i rekke n+1 i hver linje mates med strøm samtidig via et antall oppstrømsstigere (11, 12, 13) som er i det vesentlige ekvidistante og symmetriske i forhold til vertikalplanet inneholdende den lille akse 1 i cellen og minst to nedstrømsstigere (15, 15S) som i det vesetnlige er symmetriske med det smame vertikalplan, hvorved disse nedstrømsstigere (15, 15S) mates av ledere forbundet med nedstrømskatodeutløp (4) i cellen i rekken n, minst en del (24) av disse forbindende ledere passerer under cellen i rekke n+1 langs en vei i det vesentlige parallell med cellens store akse, hvorved retningen for strømmen i disse deler (24) av lederne passerer fra hodene (17) mot den lille akse (1) i cellen.

2. Krets ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter minst fem oppstrømsstigere og minst to nedstrømsstigere.

3. Krets ifølge krav 1, karakterisert ved . at den omfatter ni oppstrømsstigere og to nedstrømsstigere som mates fra katodeutløpene i den foregående celle på følgende måte: - hodestigerne (10, 10S) er forbundet med oppstrømskatodekollektorene (3) via en leder (16, 16S) som passerer til det ytre av hvert hode (17) i cellen; - mellomstigerne (11, 11S, 12, 12S) mates i det minste delvis fra oppstrømskatodekollektorene (29, 29S, 30, 30S, 31, 31S, 32, 32S) via en leder (18, 18S) som går rundt hvert hode (17) i cellen med minst en leder (19, 19S) som passerer under hvert hode (17) og minst en leder (20, 20S) som passerer under metallbeholderen (2); - sentralstigerne (13, 13S, 14, 14S) er forbundet henholdsvis med nedstrømssentrale katodekollektorer (21, 22, 23 og 21S, 22S, 23S); - og nedstrømsstigerne (15, 15S) er forbundet henholdsvis med nedstrøms-katodekollektorene (25, 26 og 25S, 26S) som befinner seg på siden av hod ene (17) i det forbindelsesleder (27, 28, 27S, 28S) passerer under hodet av cellen n+1 og forenes med en leder (24.24S) anordnet under beholderen i det vesentlige loddrett på cellens lengste akse.

4. Krets ifølge krav 3, karakterisert ved at katodekollektorene i hver celle er forbundet med katodeutløp (3,4) på følgende måte: - oppstrømskatodeutløpene (3A og 3B) er forbundet med kollektoren (29) som i sin tur er forbundet med staven (20) som passerer under cellen, - oppstrømskatodeutløpene (3C, 3D, 3E, 3F) forbindes med kollektoren (30) som i seg selv er forbundet med en av stavene (18) som passerer rundt hodet (17) av cellen; - oppstrømskatodeutløpene (3G, 3H, 31, 3J) er forbundet med kollektoren (31) som er forbundet med den andre stav (18) som passerer rundt hodet (17) til cellen; - oppstrømskatodeutløpene (3K, 3L, 3M, 3N) er forbundet med kollektoren (32) som er forbundet med staven (19) som passerer under hodet (17) av cellen; - opp strøms katodeutløp et (3P,3Q) er forbundet med kollektoren (33) som i sin tur er forbundet med staven (16) som passerer rundt hodet (17) av cellen; - nedstrømskatodeutløpene (4A, 4B, 4C, 4D) er forbundet med kollektoren (21) som mater aksialhalvstigeren (14); - nedstrømskatodeutløpene (4E, 4F, 4G, 4H) er forbundet med kollektoren (22) som mater stigeren (13); - katodeutløpene (41, 4J, 4K, 4L) er forbundet med kollektoren (23) som også mater stigeren (13); - nedstrømskatodeutløpene (4M, 4N) er forbundet med kollektoren (25) som via staven (27) forenes med den langsgående leder (24) anordnet under cellen n+1 og som mater nedstrømsstigeren (15); og - katodeuttakene (4R, 4Q) er forbundet med kollektoren (26) som via staven (28) også forenes med lederen (24) og nedstrømsstigeren (15).

5. Krets ifølge krav 2, karakterisert ved at den, hvis cellen arbeider ved 300 til 400 kA, den totale strøm J gjennom cellen fordeles på følgende måte: - i hver mellomstiger (11, 11S): 12 til 22% av J, - i hver sentralstiger (13, 13S): 12 til 22% av J, - i hver aksialhalvstiger (14, 14S) 6 til 12% av J, - i hver nedstrømsstiger (15, 15S): 6 til 12% av J.

6. Krets ifølge krav 3, karakterisert ved at, i det tilfelle cellen arbeider ved en strømstyrke på over 400 kA, den totale elektrolysestrøm J gjennom cellen fordeles på følgende måte: - i hver hodestiger (10, 10S): 1 til 6% av J, - i hver mellomstiger (11, 11S, 12, 12S): 8 til 15% av J; - i hver sentralstiger (13, 13S, 14, 14S): 9 til 16% av J; - i hver nedstrømsstiger (15, 15S): 3 til 9% av J.

7. Krets ifølge krav 3, karakterisert ved at andelen av strøm gjennom dé forbindende ledere er fiksert på følgende måte: - i lederne (16, 16S, 18, 18S) rundt hodene: fra 10 til 20% av J; - i hver av lederne (19, 19S) som passerer under hodene: fra 3 til 10% av J; - i hver av lederne (20 og 20S) som passerer under beholderen: 0,5 til 6% av J; - i hver langsgående leder (24, 24S): fra 3 til 9% av J.

8. Krets ifølge et hvilet som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at oppstrømskatodekollektorene og/eller nedstrøms-katodekollektorene og/eller de forbindende ledere som passerer under cellen er asymmetriske rundt rekkens akse for å kompensere det magnetiske felt som induseres av en eller flere linjer av celler som anordnes parallelt med den første og i kort avstand fra denne.

9. Krets ifølge krav 8, karakterisert ved at asymmetrien oppnåes ved å forbinde minst en katodekollektor anordnet på en side av cellen med et antall katodestaver forskjellige fra antallet staver hvortil den tilsvarende kollektor på den andre side av cellen er forbundet.