RU2288976C1 - Module-type bus arrangement of aluminum producing electrolyzers - Google Patents

Module-type bus arrangement of aluminum producing electrolyzers Download PDF

Info

Publication number
RU2288976C1
RU2288976C1 RU2005113680/02A RU2005113680A RU2288976C1 RU 2288976 C1 RU2288976 C1 RU 2288976C1 RU 2005113680/02 A RU2005113680/02 A RU 2005113680/02A RU 2005113680 A RU2005113680 A RU 2005113680A RU 2288976 C1 RU2288976 C1 RU 2288976C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
electrolyzer
anode
buses
bus
Prior art date
Application number
RU2005113680/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Владимирович Платонов (RU)
Виталий Владимирович Платонов
Виталий Валерьевич Пингин (RU)
Виталий Валерьевич Пингин
Виктор Христь нович Манн (RU)
Виктор Христьянович Манн
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр"
Priority to RU2005113680/02A priority Critical patent/RU2288976C1/en
Priority to CA002607479A priority patent/CA2607479A1/en
Priority to PCT/IB2006/002577 priority patent/WO2007004075A2/en
Priority to CNA2006800150483A priority patent/CN101248218A/en
Priority to AU2006264501A priority patent/AU2006264501A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288976C1 publication Critical patent/RU2288976C1/en
Priority to US11/981,983 priority patent/US20080078674A1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/16—Electric current supply devices, e.g. bus bars

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: production of aluminum by electrolysis of molten cryolite salts in electrolyzers at two-row cross arrangement.
SUBSTANCE: electrolyzer bus arrangement includes anode buses connected with anodes by means of anode rods, cathode buses made from cathode rods with flexible stacks projecting on both sides of electrolyzer cathode casing, sectional cathode buses on input and output sides of electrolyzer cathode casing, connecting buses, joint for connection of cathode buses with anode buses in adjacent electrolyzer row made in form of bus modules, sectional cathode buses; anode risers are combined in bus modules: at least one anode riser in each module on input and output sides of electrolyzer; anode risers on input side are connected with cathode rods both on input and output sides of previous electrolyzer; anode risers on output side are connected with cathode rods on output side of previous electrolyzer. Each bus module makes it possible to pass 10-100% of current of series, preferably 18-30%. Anode risers on input side make it possible to distribute 1/2-3/4 of module current and anode risers on output side make it possible to pass 1/2-1/4 of module current; they are located symmetrically relative to short planer axle of electrolyzer. Connecting buses pass under electrolyzer bottom; all connecting buses of extreme modules or part of them embrace end faces of electrolyzer and are located at level of molten metal. Number of cathode rods on half closer to adjacent row on input side exceeds that on opposite half.
EFFECT: increased productivity of electrolyzer due to increased current intensity; reduced mass of buses; low operational expenses.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к производству алюминия методом электролиза расплавленных криолитовых солей в электролизерах при поперечном расположении их в корпусе электролиза.The invention relates to the production of aluminum by electrolysis of molten cryolite salts in electrolyzers with a transverse arrangement in the electrolysis casing.

Известна ошиновка алюминиевого электролизера при поперечном расположении в корпусе, содержащая сборные шины с катодными спусками, установленными вдоль входной и выходной продольных сторон электролизера, анодные стояки, установленные на входной стороне, через которые протекают одинаковые токи, анодная ошиновка соединена с предыдущим электролизером посредством стояков, при этом крайние стояки соединены с крайними сборными катодными шинами входной стороны электролизера пакетами шин, расположенными вдоль торцевых сторон, и со сборными катодными шинами выходной стороны электролизера, а средние стояки соединены со средними сборными шинами входной стороны пакетами шин, размещенными симметрично под катодными блоками, наиболее близко расположенными к торцам электролизера, и со сборными катодными шинами выходной стороны электролизера, шина, проходящая под днищем и расположенная ближе к соседнему ряду электролизеров, переносит 15% тока входной стороны, тогда как другая переносит 10% тока входной стороны, под днищем электролизера установлена промежуточная шина, которая проходит на середине расстояния между осью серии и торцом электролизера, со стороны, противоположной соседнему ряду электролизеров, по шине проходит 5% тока входной стороны (Патент Франции №2552782, Мкл. С 25 С 3/08, 1985).Known busbar aluminum cell with a transverse arrangement in the housing, containing busbars with cathodic slopes installed along the input and output longitudinal sides of the cell, anode risers installed on the input side through which the same currents flow, the anode busbar is connected to the previous electrolyzer through risers, when the extreme risers are connected to the extreme precast cathodic buses of the input side of the electrolyzer by bus packets located along the end faces, and to the precast cathodic buses of the output side of the electrolyzer, and the middle risers are connected to the middle busbars of the input side by bus packets placed symmetrically under the cathode blocks closest to the ends of the electrolyzer, and with the cathode busbars of the output side of the cell, a bus passing under the bottom and located closer to to the adjacent row of electrolyzers, it transfers 15% of the current of the input side, while the other carries 10% of the current of the input side, an intermediate bus is installed under the bottom of the cell, which passes sits in the middle of the distance between the axis of the series and the end of the cell, from the side opposite to the adjacent row of cells, 5% of the input side current passes through the bus (French Patent No. 2552782, Mcl. C 25 C 3/08, 1985).

Недостатком ошиновки является ограничение возможности ее использования для электролизеров большой мощности, более чем 350 кА. Принцип работы ошиновки основан на компенсации вертикальной компоненты магнитного поля в торцах ванны с помощью пакетов шин, огибающих торцы. Вертикальное поле в торцах рабочей зоны электролизеров, в основном, создается горизонтальными участками анодных стояков, перемычками между анодными шинами и катодными шинами, проходящими под днищем ванны. Для компенсации вертикального поля в торцах до оптимальной величины не более 15-20 гаусс требуется почти весь ток с входной стороны электролизера пропустить по шинам, огибающим торцы ванны. В результате чего шины от блюмсов до анодной ошиновки последующего электролизера с входной стороны намного длиннее шин от блюмсов с выходной стороны. Для обеспечения равномерного распределения тока по блюмсам входной и выходной сторон, чтобы снизить величину горизонтальных токов в расплаве, должно соблюдаться равенство сопротивлений ветвей ошиновки от блюмсов с входной и выходной сторон до анодной ошиновки последующего электролизера.The disadvantage of the busbar is the limitation of the possibility of its use for electrolyzers of high power, more than 350 kA. The principle of operation of the busbar is based on the compensation of the vertical component of the magnetic field at the ends of the bath with the help of tire packets enveloping the ends. The vertical field at the ends of the working area of the electrolytic cells is mainly created by horizontal sections of the anode risers, jumpers between the anode tires and the cathode buses passing under the bottom of the bath. To compensate for the vertical field at the ends to the optimum value of no more than 15–20 gauss, it is required to pass almost the entire current from the input side of the electrolytic cell along the buses enveloping the ends of the bath. As a result, the tires from blooms to the anode busbar of the subsequent electrolyzer from the input side are much longer than the tires from blooms from the output side. To ensure uniform distribution of current over the blooms of the input and output sides, in order to reduce the horizontal currents in the melt, the resistance of the busbar branches from the blooms from the input and output sides to the anode busbar of the subsequent cell must be equal.

Figure 00000002
Figure 00000002

илиor

Figure 00000003
Figure 00000003

Так как Lвход>Lвых, то и Sвход>Sвых. Since L input > L o , then S input > S o.

Площадь сечения алюминиевых шин от блюмсов с выходной стороны лимитируется плотностью тока в них и не должна превышать 0,75 А/мм2. Сечение шин от блюмсов с входной стороны находится из выражения (2).The cross-sectional area of aluminum tires from blooms from the output side is limited by the current density in them and should not exceed 0.75 A / mm 2 . The section of tires from blooms from the input side is found from expression (2).

Из чего следует, что, чем больше проектная сила тока электролизера, тем больше разница в длинах ветвей ошиновки с входной и выходной стороны, тем больше площадь сечения шин с входной стороны, тем тяжелее ошиновка, тем большее межосевое расстояние требуется между электролизерами для установки между ними массивных шин входной стороны. В силу перечисленных причин электролизер с ошиновкой по указанному принципу становится неконкурентоспособным при силе тока более 350 кА из-за увеличения веса ошиновки и межосевого расстояния.From which it follows that the larger the design current of the electrolytic cell, the greater the difference in the lengths of the busbar branches from the input and output sides, the larger the busbar cross-sectional area from the input side, the heavier the busbar, the greater the interaxal distance between electrolyzers for installation between them massive busbar input side. For the above reasons, an electrolyzer with a busbar according to this principle becomes uncompetitive with a current strength of more than 350 kA due to an increase in busbar weight and center distance.

Наиболее близкой по достигаемому эффекту к предлагаемому решению является ошиновка электролизеров для получения алюминия с двухрядным поперечным расположением их в ряду, содержащая анодную ошиновку, соединенную с анодами посредством анодных штанг, катодную ошиновку из катодных стержней с гибкими пакетами, выступающими по обе стороны катодного кожуха электролизера с днищем, сборные катодные шины на входной и выходной сторонах катодного кожуха электролизера, соединительные шины, шунтирующий элемент, соединение катодной и анодной ошиновки и шины цепи коррекции магнитного поля, расположенные параллельно поперечной оси электролизера у торцов катодного кожуха. Соединение катодной ошиновки с анодной ошиновкой следующего в ряду электролизера выполнено в виде шинных модулей, состоящих из двух полустояков, один из полустояков жестко соединен со сборной катодной шиной на выходной стороне, которая соединена с четырьмя гибкими пакетами, а другой полустояк соединен шинами, размещенными под днищем катодного кожуха, и связан со сборными катодными пакетами на входной стороне, соединенными с двумя гибкими пакетами каждый, причем соединительные шины расположены под днищем катодного кожуха параллельно поперечной оси электролизера и одна другой. Подача тока в цепь коррекции осуществляется в направлении, совпадающем с направлением тока в серии. Ток в цепи коррекции магнитного поля предпочтительно составляет 20-80% от тока серии (Патент SU 1595345, Мкл. С 25 С 3/16, 1986). Эта ошиновка выбрана за прототип.The closest effect to the proposed solution is the busbar of electrolytic cells for producing aluminum with double row transverse arrangement in a row, containing the anode busbar connected to the anodes via anode rods, the cathode busbar from the cathode rods with flexible bags protruding on both sides of the cathode casing of the cell with bottom, prefabricated cathode busbars on the input and output sides of the cathode casing of the electrolyzer, connecting busbars, shunt element, connection of the cathode and anode busbars lugs and tires of the magnetic field correction circuit located parallel to the transverse axis of the cell at the ends of the cathode casing. The connection of the cathode bus with the anode bus of the next in the row electrolyzer is made in the form of bus modules consisting of two half-racks, one of the half-racks is rigidly connected to the cathode bus assembly on the output side, which is connected to four flexible packages, and the other half-rack is connected by buses located under the bottom cathode casing, and is connected with prefabricated cathode packages on the input side, connected to two flexible packages each, and the connecting busbars are located under the bottom of the cathode casing parallel to peppermint axis of the cell and to one another. The current is supplied to the correction circuit in the direction coinciding with the direction of the current in the series. The current in the magnetic field correction circuit is preferably 20-80% of the series current (Patent SU 1595345, Ml. C 25 C 3/16, 1986). This bus is selected for the prototype.

Недостатком ошиновки является то, что в ней используется независимая линия коррекции магнитного поля, состоящая из двух проводников, проходящих вдоль обоих торцов электролизеров в цепи по направлению тока серии. Ток коррекции составляет 20-80% от тока серии. Например, при токе серии 500 кА ток коррекции может достигать 400 кА. Дополнительный вес ошиновки от шин коррекции составляет около 14 т на один электролизер. В любом случае, применение цепи коррекции ведет к увеличению веса ошиновки, росту расхода электроэнергии из-за падения напряжения в цепи коррекции, увеличению затрат на производственные площади, которые занимает цепь коррекции. Например, при силе тока коррекции в 400 кА шины коррекции могут состоять из 16-ти шин сечением 650х70 мм, тогда ширина пакета шин составит около 2-х метров.The disadvantage of the bus is that it uses an independent magnetic field correction line consisting of two conductors running along both ends of the electrolyzers in the circuit in the direction of the series current. The correction current is 20-80% of the series current. For example, with a series current of 500 kA, the correction current can reach 400 kA. The additional weight of the busbar from the correction buses is about 14 tons per electrolyzer. In any case, the use of the correction circuit leads to an increase in the weight of the bus, an increase in the energy consumption due to a voltage drop in the correction circuit, and an increase in the cost of the production space occupied by the correction circuit. For example, with a correction current of 400 kA, correction buses can consist of 16 buses with a cross section of 650x70 mm, then the width of the tire packet will be about 2 meters.

Задача изобретения - увеличение единичной производительности электролизера за счет повышения силы тока, уменьшение веса ошиновки и снижение эксплуатационных затрат.The objective of the invention is to increase the unit productivity of the cell by increasing the current strength, reducing the weight of the busbar and reducing operating costs.

Технический результат заключается в снижении удельного расхода электроэнергии за счет исключения цепи коррекции и оптимизации магнитного поля электролизера путем уменьшения вредных магнитогидродинамических эффектов в расплаве.The technical result is to reduce the specific energy consumption by eliminating the correction circuit and optimizing the magnetic field of the electrolyzer by reducing harmful magnetohydrodynamic effects in the melt.

Другим техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности расположения электролизеров наиболее близко друг к другу, что позволяет снизить удельные эксплуатационные затраты на помещения корпусов электролиза при сохранении свободного доступа для обслуживания и ремонта электролизеров.Another technical result of the invention is the provision of the possibility of arranging the electrolyzers closest to each other, which allows to reduce the specific operating costs for the premises of the electrolysis cells while maintaining free access for maintenance and repair of electrolyzers.

Поставленная задача достигается тем, что в ошиновке электролизера для получения алюминия при двухрядном, поперечном расположении в серии, содержащей анодную ошиновку, соединенную с анодами посредством анодных штанг, катодную ошиновку из катодных стержней с гибкими пакетами, выступающими по обе стороны катодного кожуха электролизера, сборные катодные шины на входной и выходной сторонах катодного кожуха электролизера, соединительные шины, соединение катодной ошиновки с анодной ошиновкой соседнего в ряду электролизера, выполненное в виде шинных модулей, согласно заявляемому, сборные катодные шины, соединительные шины, анодные стояки объединены в отдельные шинные модули; по крайней мере, по одному анодному стояку в каждом модуле расположено на входной и выходной сторонах электролизера; при этом анодные стояки на входной стороне соединены с катодными стержнями, как с входной, так и с выходной стороны предыдущего электролизера, а анодные стояки на выходной стороне соединены с катодными стержнями с выходной стороны предыдущего электролизера.This object is achieved in that in the busbar of the electrolytic cell for producing aluminum with a double row, transverse arrangement in a series containing the anodic busbar connected to the anodes by means of anode rods, the cathode busbar of cathode rods with flexible bags protruding on both sides of the cathode casing of the electrolyzer, prefabricated cathodic tires on the input and output sides of the cathode casing of the electrolyzer, connecting buses, the connection of the cathode bus with the anode bus of a neighboring cell in the row, made in bus modules, according to the claimed, prefabricated cathode buses, connecting buses, anode risers are combined into separate bus modules; at least one anode riser in each module is located on the input and output sides of the cell; while the anode risers on the input side are connected to the cathode rods, both from the input and output sides of the previous cell, and the anode risers on the output side are connected to the cathode rods from the output side of the previous cell.

Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные на решение поставленной задачи.The invention is complemented by private distinctive features aimed at solving the problem.

Каждый шинный модуль выполнен с возможностью пропускания 10-100% тока серии, предпочтительно - 18-30%.Each bus module is configured to transmit 10-100% of the series current, preferably 18-30%.

Анодные стояки на входной стороне выполнены с возможностью распределения 1/2-3/4 тока модуля, а анодные стояки на выходной стороне - 1/2-1/4 тока модуля.Anode risers on the input side are configured to distribute 1 / 2-3 / 4 of the module current, and anode risers on the output side are 1 / 2-1 / 4 of the module current.

Анодные стояки расположены симметрично относительно короткой, планарной оси электролизера.Anode risers are located symmetrically relative to the short, planar axis of the cell.

Соединительные шины проходят под днищем электролизера, при этом все или часть соединительных шин крайних модулей огибают торцы электролизера и расположены, по крайней мере, на уровне расплавленного металла.The connecting busbars pass under the bottom of the electrolyzer, with all or part of the connecting busbars of the end modules round the ends of the electrolyzer and are located at least at the level of the molten metal.

К соединительным шинам на половине электролизера, ближней к соседнему ряду, подключено большее количество катодных стержней с входной стороны, чем к соединительным шинам на противоположной половине.A larger number of cathode rods are connected to the connecting buses on the half of the cell closest to the adjacent row than the connecting buses on the opposite half.

Модульный принцип конструирования позволяет создавать ошиновку для электролизеров на силу тока 500 кА и более с относительно небольшим весом. Оптимизация магнитного поля основана на следующем принципе. Когда вертикальная составляющая магнитного поля (Bz), действующая на слой расплавленного металла, имеет один и тот же знак направления (плюс или минус) на обширном участке электролизера, особенно вдоль продольной его оси, в расплаве могут возникать когерентные и возрастающие колебания поверхности расплавленного металла из-за накопления продольного момента вдоль электролизера. Поэтому оптимизация поля в настоящем изобретении достигается за счет создания частой перемены знака по составляющей Bz, по крайней мере, вдоль продольных сторон электролизера, при этом перемена знака является антисимметричной относительно планарных осей электролизера.The modular design principle allows you to create a busbar for electrolyzers with a current strength of 500 kA or more with a relatively low weight. Magnetic field optimization is based on the following principle. When the vertical component of the magnetic field (Bz) acting on the layer of molten metal has the same direction sign (plus or minus) in a large section of the cell, especially along its longitudinal axis, coherent and increasing oscillations of the surface of the molten metal from the melt can occur -for the accumulation of the longitudinal moment along the cell. Therefore, field optimization in the present invention is achieved by creating a frequent sign change in the Bz component, at least along the longitudinal sides of the cell, while the sign change is antisymmetric with respect to the planar axes of the cell.

Предлагаемое решение иллюстрируется графическим материалом.The proposed solution is illustrated by graphic material.

На фиг.1 представлена схема ошиновки электролизера в плане, на фиг.2 эта же ошиновка показана в разрезе. На фиг.3 показано вертикальное магнитное поле в электролизере с ошиновкой по заявке на изобретение.Figure 1 presents a diagram of the busbar of the electrolyzer in plan, figure 2 the same busbar is shown in section. Figure 3 shows the vertical magnetic field in the electrolytic cell with busbar according to the application for the invention.

Представленная в примере ошиновка состоит из 4-х шинных модулей. Ошиновка может состоять из любого количества шинных модулей в зависимости от проектной мощности электролизера. Ошиновка включает в себя анодную ошиновку 1 с анодами 2 и анодными штангами 3, катодную ошиновку из катодных стержней 4 с гибкими пакетами 5, шинные модули А, Б, В и Г. В состав каждого модуля входят сборные катодные шины на входной стороне 6 и на выходной стороне 7 катодного кожуха 8, соединительные шины 9, анодные стояки на входной стороне 10 и на выходной стороне 11, которые расположены симметрично короткой, планарной оси электролизера. Соединительные шины 9 расположены под днищем катодного кожуха 8. Часть соединительных шин крайних шинных модулей А и Г огибают торцы электролизера примерно на уровне расплавленного металла в электролизере. Анодные стояки входной стороны 10 подключены к катодным стержням 4 как входной, так и выходной стороны предыдущего электролизера. Анодные стояки выходной стороны 11 подключены к катодным стержням 4 выходной стороны предыдущего электролизера. На фиг.1 и 2 показан пример ошиновки, когда к стоякам на входной стороне подключено около 2/3 блюмсов шинного модуля, а к стоякам на выходной стороне - около 1/3 блюмсов шинного модуля.The bus shown in the example consists of 4 bus modules. The busbar may consist of any number of bus modules, depending on the design capacity of the electrolyzer. The bus includes anode bus 1 with anodes 2 and anode rods 3, a cathode bus of cathode rods 4 with flexible bags 5, bus modules A, B, C and G. Each module includes cathode busbars on the input side 6 and the output side 7 of the cathode casing 8, the connecting bus 9, the anode risers on the input side 10 and on the output side 11, which are located symmetrically short, planar axis of the cell. The connecting buses 9 are located under the bottom of the cathode casing 8. A part of the connecting buses of the outermost bus modules A and D bend around the ends of the electrolyzer approximately at the level of the molten metal in the electrolyzer. The anode risers of the input side 10 are connected to the cathode rods 4 of both the input and output sides of the previous cell. The anode risers of the output side 11 are connected to the cathode rods 4 of the output side of the previous cell. Figures 1 and 2 show a bus example when about 2/3 of the bus module blooms are connected to the risers on the input side and about 1/3 of the bus module blooms to the risers on the output side.

Ошиновка работает следующим образом. Посредством гибких пакетов 5 ток с катодных стержней 4 передается в сборные катодные шины 6 и 7 и по соединительным шинам 9 через анодные стояки 10 и 11 передается в анодную ошиновку 1, затем в анодные штанги 3 и аноды 2 последующего в серии электролизера. Горизонтальные участки анодных стояков входной стороны 10, соединительные шины 9, проходящие под днищем катодного кожуха 8, катодные стержни 4 с гибкими пакетами выходной стороны создают в расплаве электролизера вертикальное (Bz) магнитное поле, направленное вверх в левой (по ходу тока в серии) половине ванны и направленное вниз в правой половине ванны. Горизонтальные участки анодных стояков выходной стороны 11, соединительные шины 9 крайних модулей А и Г, катодные стержни 4 с гибкими пакетами входной стороны создают в расплаве электролизера вертикальное (Bz) магнитное поле, противоположное по направлению от проводников, указанных выше, а именно направленное вниз в левой половине ванны и направленное вверх в правой половине ванны. Взаимная компенсация поля по Bz от 2-х групп проводников обеспечивает его оптимальное значение по величине не более 15-25 гаусс. Наличие анодных стояков на выходной стороне электролизера исключает необходимость установки независимых линий для коррекции магнитного поля, как это предусмотрено в ошиновке-прототипе.The bus operates as follows. By means of flexible packages 5, the current from the cathode rods 4 is transmitted to the cathode busbars 6 and 7 and through the connecting buses 9 through the anode risers 10 and 11 is transmitted to the anode busbar 1, then to the anode rods 3 and anodes 2 of the subsequent in the cell series. The horizontal sections of the anode risers of the input side 10, the connecting busbars 9, passing under the bottom of the cathode casing 8, the cathode rods 4 with flexible packages of the output side create a vertical (Bz) magnetic field in the electrolytic cell, directed upward in the left (in the direction of the current in the series) half bathtubs and pointing down in the right half of the bathtub. The horizontal sections of the anode risers of the output side 11, the connecting busbars 9 of the end modules A and D, the cathode rods 4 with flexible packages of the input side create a vertical (Bz) magnetic field in the electrolytic cell, which is opposite in direction from the conductors indicated above, namely, directed downward to left half of the bath and pointing up in the right half of the bath. Mutual compensation of the field according to Bz from 2 groups of conductors ensures its optimal value of no more than 15-25 gauss. The presence of anode risers on the output side of the cell eliminates the need to install independent lines for the correction of the magnetic field, as provided for in the prototype bus.

Каждый горизонтальный участок анодных стояков входной стороны 10 и выходной стороны 11 создает в расплаве (по ходу тока в стояке) справа от себя поле по Bz, направленное вниз, слева от себя поле, направленное вверх, что обеспечивает частую перемену знака по направлению вертикального поля вдоль продольных сторон электролизера. Так как анодные стояки на противоположных сторонах расположены напротив или почти напротив друг друга, перемена знака по Bz вдоль продольных сторон электролизера является антисимметричной относительно планарных осей электролизера. Распределение тока в анодных стояках модуля подбирается таким образом, что максимальная величина вертикального магнитного поля в расплаве не превышает 15-25 гаусс. Распределение тока через анодные стояки на входной стороне 1/2-3/4 тока модуля, а через стояки на выходной стороне - 1/2-1/4 тока модуля обеспечивает относительное равенство объемных, поперечных, электромагнитных сил в металле, что способствует образованию симметричного перекоса поверхности металла, симметричной настыли и гарнисажа в рабочей зоне, что положительно скажется на МГД-устойчивости расплава. Относительно небольшое межосевое расстояние и вес ошиновки обеспечиваются за счет передачи тока с предыдущего на последующий электролизер по кратчайшему пути, а также за счет относительного равенства длин ветвей ошиновки с входной и выходной стороны, что позволяет задавать в них предельно допустимую плотность тока и минимальное сечение.Each horizontal section of the anode risers of the input side 10 and output side 11 creates a field in the melt (along the current in the riser) along the Bz field, directed downward, upward field to the left, which provides frequent sign reversal along the vertical field along longitudinal sides of the cell. Since the anode risers on opposite sides are opposite or almost opposite each other, the change of sign along Bz along the longitudinal sides of the cell is antisymmetric with respect to the planar axes of the cell. The current distribution in the anode risers of the module is selected in such a way that the maximum value of the vertical magnetic field in the melt does not exceed 15-25 gauss. The distribution of current through the anode risers on the input side 1 / 2-3 / 4 of the current of the module, and through the risers on the output side - 1 / 2-1 / 4 of the current of the module provides relative equality of volumetric, transverse, electromagnetic forces in the metal, which contributes to the formation of a symmetrical distortion of the metal surface, symmetrical nastily and skull in the working area, which will positively affect the MHD stability of the melt. Relatively small axle spacing and busbar weight are ensured by transferring current from the previous to the next electrolyzer via the shortest path, as well as by the relative equality of the busbar branch lengths from the input and output sides, which makes it possible to set the maximum permissible current density and minimum cross section in them.

Как видно на фиг.3, модульная ошиновка по заявке создает в расплаве 9 перемен знака по Bz на входной стороне и 11 перемен знака на выходной стороне. Поле по этой компоненте антисимметрично относительно планарных осей электролизера и не превышает 25 гаусс.As can be seen in figure 3, the modular busbar on the application creates in the melt 9 sign changes along Bz on the input side and 11 sign changes on the output side. The field along this component is antisymmetric with respect to the planar axes of the electrolyzer and does not exceed 25 gauss.

Применение предложенной конструкции ошиновки позволяет увеличить единичную производительность электролизера за счет повышения силы тока до 500 кА и более, при выходе по току 93-95% и удельном расходе электроэнергии 12300-13500 кВт·ч/т.Application of the proposed busbar design allows to increase the unit cell productivity by increasing the current strength to 500 kA and more, with a current output of 93-95% and a specific power consumption of 12300-13500 kWh / t.

Claims (6)

1. Ошиновка электролизера для получения алюминия при двухрядном, поперечном расположении электролизеров в серии, содержащая анодную ошиновку, соединенную с анодами посредством анодных штанг, катодную ошиновку из катодных стержней с гибкими пакетами, выступающими по обе стороны катодного кожуха электролизера, сборные катодные шины на входной и выходной сторонах катодного кожуха электролизера, соединительные шины, соединение катодной ошиновки с анодной ошиновкой соседнего в ряду электролизера, выполненное в виде шинных модулей, отличающаяся тем, что сборные катодные шины, соединительные шины, анодные стояки объединены в отдельные шинные модули, по крайней мере, по одному анодному стояку в каждом модуле расположено на входной и выходной сторонах электролизера, при этом анодные стояки на входной стороне соединены с катодными стержнями с входной и выходной стороны предыдущего электролизера, а анодные стояки на выходной стороне соединены с катодными стержнями с выходной стороны предыдущего электролизера.1. The electrolytic cell busbar for producing aluminum with a double-row, transverse arrangement of electrolytic cells in a series, comprising an anodic busbar connected to the anodes by means of anode rods, a cathodic busbar made of cathode rods with flexible packets protruding on both sides of the cathode casing of the cell, cathodic busbars on the input and output sides of the cathode casing of the electrolyzer, connecting buses, the connection of the cathode bus with the anode bus of an adjacent cell in the row, made in the form of bus modules, characterized in that the cathode busbars, connecting busbars, anode risers are combined into separate bus modules, at least one anode riser in each module is located on the input and output sides of the electrolyzer, while the anode risers on the input side are connected to the cathode rods with the input and output sides of the previous cell, and the anode risers on the output side are connected to the cathode rods on the output side of the previous cell. 2. Ошиновка по п.1, отличающаяся тем, что каждый шинный модуль выполнен с возможностью пропускания 10-100% тока серии, предпочтительно 18-30%.2. The busbar according to claim 1, characterized in that each bus module is configured to transmit 10-100% of the series current, preferably 18-30%. 3. Ошиновка по п.1, отличающаяся тем, что анодные стояки на входной стороне выполнены с возможностью распределения 1/2-3/4 тока модуля, а анодные стояки на выходной стороне - 1/2-1/4 тока модуля.3. The busbar according to claim 1, characterized in that the anode risers on the input side are configured to distribute 1 / 2-3 / 4 of the module current, and the anode risers on the output side are 1 / 2-1 / 4 of the module current. 4. Ошиновка по п.1, отличающаяся тем, что анодные стояки расположены симметрично относительно короткой планарной оси электролизера.4. The busbar according to claim 1, characterized in that the anode risers are located symmetrically relative to the short planar axis of the cell. 5. Ошиновка по 1, отличающаяся тем, что соединительные шины проходят под днищем электролизера, при этом все или часть соединительных шин крайних модулей огибают торцы электролизера и расположены, по крайней мере, на уровне расплавленного металла.5. Busbar according to claim 1, characterized in that the connecting busbars extend under the bottom of the electrolyzer, while all or part of the connecting busbars of the outermost modules surround the ends of the electrolyzer and are located at least at the level of the molten metal. 6. Ошиновка по п.1, отличающаяся тем, что к соединительным шинам на половине электролизера, ближней к соседнему ряду, подключено большее количество катодных стержней с входной стороны, чем к соединительным шинам на противоположной половине.6. The busbar according to claim 1, characterized in that a larger number of cathode rods are connected to the connecting buses on the half of the cell closest to the neighboring row than to the connecting buses on the opposite half.
RU2005113680/02A 2005-05-04 2005-05-04 Module-type bus arrangement of aluminum producing electrolyzers RU2288976C1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005113680/02A RU2288976C1 (en) 2005-05-04 2005-05-04 Module-type bus arrangement of aluminum producing electrolyzers
CA002607479A CA2607479A1 (en) 2005-05-04 2006-05-02 Module busbar arrangement for powerful aluminum electrolytic cells
PCT/IB2006/002577 WO2007004075A2 (en) 2005-05-04 2006-05-02 Module busbar arrangement for powerful aluminum electrolytic cells
CNA2006800150483A CN101248218A (en) 2005-05-04 2006-05-02 Module busbar arrangement for powerful aluminum electrolytic cells
AU2006264501A AU2006264501A1 (en) 2005-05-04 2006-05-02 Module busbar arrangement for powerful aluminum electrolytic cells
US11/981,983 US20080078674A1 (en) 2005-05-04 2007-10-31 Module busbar arrangement for powerful aluminum electrolytic cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005113680/02A RU2288976C1 (en) 2005-05-04 2005-05-04 Module-type bus arrangement of aluminum producing electrolyzers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2288976C1 true RU2288976C1 (en) 2006-12-10

Family

ID=37496854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005113680/02A RU2288976C1 (en) 2005-05-04 2005-05-04 Module-type bus arrangement of aluminum producing electrolyzers

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080078674A1 (en)
CN (1) CN101248218A (en)
AU (1) AU2006264501A1 (en)
CA (1) CA2607479A1 (en)
RU (1) RU2288976C1 (en)
WO (1) WO2007004075A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481420C2 (en) * 2008-01-21 2013-05-10 Алкан Интернэшнл Лимитед Device and method of short-circuiting one or more electrolysis cells in assembly of electrolysis cells for producing aluminium
RU2566106C2 (en) * 2010-09-17 2015-10-20 Рио Тинто Алкан Интернэшнл Лимитед Device for electric connection between two serial electrolytic cells of set of electrolytic cells for production of aluminium
RU2678624C1 (en) * 2017-12-29 2019-01-30 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Modular busbar for series of aluminum electrolysis cells

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI121472B (en) * 2008-06-05 2010-11-30 Outotec Oyj Method for Arranging Electrodes in the Electrolysis Process, Electrolysis System and Method Use, and / or System Use
CN101838826A (en) * 2010-05-20 2010-09-22 河南中孚实业股份有限公司 Configuration method and configuration system of busbars on periphery of aluminum electrolysis cell with vertical electricity outlet
CN102703930A (en) * 2012-05-22 2012-10-03 中国铝业股份有限公司 Uninterrupted open-stop slot device for two-end power feeding inner-inclined short circuit hole electrolytic cell
CN102703931B (en) * 2012-05-23 2014-11-05 中国铝业股份有限公司 Method for stopping and starting two-end electrifying inwards-inclined short circuit port electrolytic cell in uninterruptible power manner
BR112014033044A2 (en) * 2012-07-17 2018-04-17 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu Obedinennaya Kompaniya Rusal Inzhenerno Tekh Tsentr connection bar arrangement for aluminum electrolysers with a longitudinal position.
CN104250835B (en) * 2013-06-28 2017-09-01 贵阳铝镁设计研究院有限公司 A kind of method that electrit electrolysis groove profile not power failure operation short-circuit busbar is entered at two ends
FR3009564A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-13 Rio Tinto Alcan Int Ltd ALUMINUM COMPRISING AN ELECTRIC COMPENSATION CIRCUIT
AU2014305612B2 (en) * 2013-08-09 2017-12-21 Rio Tinto Alcan International Limited Electrolytic cell intended for the production of aluminium and electrolytic smelter comprising this cell
RU2582421C1 (en) * 2014-12-29 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Cover of electrolyser for aluminium production
FR3032460B1 (en) * 2015-02-09 2017-01-27 Rio Tinto Alcan Int Ltd ELECTROLYSIS TANK
FR3032459B1 (en) * 2015-02-09 2019-08-23 Rio Tinto Alcan International Limited ALUMINERY AND METHOD FOR COMPENSATING A MAGNETIC FIELD CREATED BY CIRCULATION OF THE ELECTROLYSIS CURRENT OF THIS ALUMINUM

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847782A (en) * 1969-03-24 1974-11-12 Magyar Aluminium Busbar system for electrolysis cells
FR2456792A1 (en) * 1979-02-14 1980-12-12 Pechiney Aluminium PROCESS FOR SYMETRIZATION OF THE VERTICAL MAGNETIC FIELD IN IGNATED ELECTROLYSIS TANKS PLACED THROUGH
CH648605A5 (en) * 1980-06-23 1985-03-29 Alusuisse RAIL ARRANGEMENT OF AN ELECTROLYSIS CELL.
DE3482272D1 (en) * 1984-12-28 1990-06-21 Alcan Int Ltd RAIL ARRANGEMENT FOR ELECTROLYSIS CELLS FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM.
FR2583068B1 (en) * 1985-06-05 1987-09-11 Pechiney Aluminium ELECTRICAL CONNECTION CIRCUIT OF SERIES OF ELECTROLYSIS TANKS FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM AT VERY HIGH INTENSITY

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481420C2 (en) * 2008-01-21 2013-05-10 Алкан Интернэшнл Лимитед Device and method of short-circuiting one or more electrolysis cells in assembly of electrolysis cells for producing aluminium
RU2566106C2 (en) * 2010-09-17 2015-10-20 Рио Тинто Алкан Интернэшнл Лимитед Device for electric connection between two serial electrolytic cells of set of electrolytic cells for production of aluminium
RU2678624C1 (en) * 2017-12-29 2019-01-30 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Modular busbar for series of aluminum electrolysis cells
WO2019132737A1 (en) 2017-12-29 2019-07-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Объединенная Компания Русал Инженерно -Технологический Центр" Modular busbar for series of aluminium electrolyzers

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006264501A1 (en) 2007-01-11
US20080078674A1 (en) 2008-04-03
CN101248218A (en) 2008-08-20
WO2007004075A3 (en) 2007-04-12
WO2007004075A2 (en) 2007-01-11
CA2607479A1 (en) 2007-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2288976C1 (en) Module-type bus arrangement of aluminum producing electrolyzers
AU2005285702B2 (en) A method for electrical connection and magnetic compensation of aluminium reduction cells, and a system for same
RU2316619C1 (en) Apparatus for compensating magnetic field induced by adjacent row of connected in series high-power aluminum cells
US3775281A (en) Plant for production of aluminum by electrolysis
CN105452536A (en) Aluminium smelter comprising a compensating electric circuit
US3728243A (en) Electrolytic cell for the production of aluminum
RU2328556C2 (en) Lead of aluminium electrolytic cells with longitudinal arrangement
RU2548352C2 (en) Bus arrangement of lengthways located aluminium electrolysers
RU2339742C2 (en) Bus arrangement of lengthway located aluminum electrolysers
RU2328555C2 (en) Lead for aluminium electrolytic cell of higher power
RU2164557C2 (en) Busbars system of aluminium cell
RU2505626C1 (en) Bus arrangement of electrolysis cell for producing aluminium
RU2643005C1 (en) Wheels for aluminium electrolysers of large capacity
RU2244045C2 (en) Busbars for aluminum cells with increased power
EP2150639B1 (en) Electrolysis cells connected in series and a method for operation of same
RU2282681C1 (en) Bus arrangement for aluminum electrolyzers
CN110392750B (en) Modular busbar system for aluminium electrolysis cell series
RU2237752C1 (en) Compensating unit
RU2169797C1 (en) Rus arrangement of aluminum electrolyzer
RU2168564C2 (en) Compensation device
RU2132888C1 (en) Bus arrangement of aluminum electrolyzer
RU2179202C2 (en) Bus arrangement of electrolyzer for production of aluminum
RU2004630C1 (en) Buses of electrolyzers for production of aluminium and two-row arrangement of them in body
RU2255148C1 (en) Busbars of high-power aluminum cells
RU2162901C2 (en) Bus arrangement of electrolyzer producing aluminum

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20131024