RU2566120C1

RU2566120C1 - Aluminium electrolyser busbar

Info

Publication number: RU2566120C1
Application number: RU2014130848/02A
Authority: RU
Inventors: Виталий Валерьевич Пингин; Алексей Сергеевич Жердев; Ярослав Александрович Третьяков; Максим Евгеньевич Казанцев; Евгений Юрьевич Радионов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2015-10-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: aluminium electrolyser busbar contains the anode buses connected to anodes by means of anode risers, the cathodic buses, the compensation loop, the simulate-supply loop consisting of the loop bus for simulation of a magnetic field of the neighbouring row of electrolysers and the bus of the loop for compensation of impact of magnetic field of the neighbouring row of electrolysers. The loop bus for imitation of magnetic field of the neighbouring row of electrolysers is located along electrolyser inner side with a possibility of supply of current load of the loop bus for simulation of larger or smaller load, than for the loop bus for compensation. For regulation of amount of the supplied current load, on the loop bus for compensation of impact of magnetic field of the inverse row and/or on the loop bus for simulation of magnetic field of the inverse row of electrolysers the additional resistance assembly is provisioned. Buses of the simulate-supply loop are current-supplying and are fastened to the anode risers or to the cathodic buses of the electrolyser first in the row.

EFFECT: possibility to simulate the neighbouring row of electrolysers with work for different currents, to stabilise magnetic field from experimental baths on the electrolysers operated with the smaller current than for experimental ones, and also to perform additional current supply of experimental electrolysers.

2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к электролитическому получению алюминия в электролизерах, размещенных в корпусе продольно в два ряда и соединенных друг с другом в последовательную цепь.The invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals, in particular to the electrolytic production of aluminum in electrolyzers placed in a housing longitudinally in two rows and connected to each other in a series circuit.

Известна ошиновка, содержащая установленные вдоль продольных сторон электролизера катодные шины с катодными стержнями, подключенные к анодным шинам следующего в ряду электролизера стояками, и поперечные соединительные шины в торцах анодной ошиновки следующего электролизера. Вблизи электролизера расположены две шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда оптимизации поперечного магнитного поля. Одна шина расположена в непосредственной близости от катодных шин вдоль продольной стороны электролизера, противоположной от соседнего ряда электролизеров, причем ток в этой шине направлен в сторону, противоположную току серии. Другая шина расположена под днищем электролизера параллельно продольной оси, ток в этой шине направлен в сторону направления тока серии. При этом часть шины для компенсации, установленной вдоль продольной стороны, расположена на высоте расплава. Обе шины контура компенсации электрически изолированы от ошиновки электролизера. Контур компенсации подключен к отдельной системе электрического питания (патент RU №2164557, опубл. 27.03.2001 г., МПК C25C 3/16).Known busbar comprising cathode buses installed along the longitudinal sides of the cell with cathode rods connected to the anode bushes of the next riser in a row of risers, and transverse connecting busbars at the ends of the anode busbar of the next cell. Near the electrolyzer there are two circuit buses to compensate for the influence of the magnetic field of the adjacent row of optimization of the transverse magnetic field. One bus is located in the immediate vicinity of the cathode buses along the longitudinal side of the electrolyzer, opposite from the adjacent row of electrolyzers, and the current in this bus is directed in the direction opposite to the series current. Another bus is located under the bottom of the cell parallel to the longitudinal axis, the current in this bus is directed towards the direction of the series current. Moreover, part of the compensation tire installed along the longitudinal side is located at the height of the melt. Both buses of the compensation loop are electrically isolated from the busbar of the cell. The compensation circuit is connected to a separate electric power supply system (patent RU No. 2164557, publ. March 27, 2001, IPC C25C 3/16).

В качестве прототипа выбрано средство компенсации магнитного поля соседнего ряда электролизеров по патенту US 4169034, МПК C25C 3/13, опубл. 25.09.1979 г. Суть изобретения заключается в том, что для компенсации вертикальной компоненты магнитного поля на продольно расположенных в рядах электролизерах, содержащих анодную ошиновку, соединенную с анодами посредством анодных штырей, и катодную ошиновку из катодных стержней с гибкими пакетами, используются дополнительные шины, размещенные в цепи коррекции магнитного поля вдоль внешней и/или внутренней стороны электролизера, с возможностью регулировки токовой нагрузки по шинам. Шины компенсации подключены к отдельной системе электрического питания.As a prototype, a means of compensating the magnetic field of an adjacent row of electrolyzers according to the patent US 4169034, IPC C25C 3/13, publ. 09/25/1979 the essence of the invention lies in the fact that additional buses are used to compensate for the vertical component of the magnetic field on electrolytic cells longitudinally arranged in rows containing an anode busbar connected to the anodes via anode pins and a cathode busbar made of cathode rods with flexible bags, placed in the magnetic field correction circuit along the external and / or internal side of the cell, with the possibility of adjusting the current load on the buses. Compensation buses are connected to a separate power supply system.

Недостатками аналога и прототипа являются:The disadvantages of the analogue and prototype are:

1. Большие потери токовой нагрузки, т.к. ток, подаваемый на шины контура для компенсации негативного влияния магнитного поля (вертикальной компоненты (Bz)) от соседнего ряда, не участвует в процессе электролиза.1. Large losses of current load, because the current supplied to the circuit buses to compensate for the negative influence of the magnetic field (vertical component (Bz)) from the neighboring row does not participate in the electrolysis process.

2. Конструкция компенсационного контура позволяет решить на группе ванн задачу, связанную с негативным влиянием обратного ряда электролизеров, однако, в случае работы электролизеров в ряду на разной силе тока, не позволяет создать магнитное поле таким же, каким оно было бы на ваннах, если бы оба ряда были бы нагружены одинаково.2. The design of the compensation circuit allows us to solve the problem on the group of bathtubs related to the negative influence of the reverse row of electrolyzers, however, if the electrolyzers work in a row at different amperage, it does not allow creating a magnetic field the same as it would be on the baths, if both rows would be loaded equally.

Задачей предлагаемого изобретения является создание ошиновки, имитирующей соседний ряд электролизеров с различной силой тока, для проведения испытаний ванн, расположенных в соседнем (обратном) ряду и эксплуатируемых на повышенную силу тока.The objective of the invention is the creation of a busbar that simulates the adjacent row of electrolyzers with different amperage for testing baths located in the adjacent (reverse) row and operated at increased amperage.

Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является обеспечение дополнительной подпитки током электролизера и стабилизация работы соседнего ряда электролизеров.The technical result when using the claimed invention is to provide additional recharge current of the electrolyzer and the stabilization of the neighboring row of electrolyzers.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в ошиновке алюминиевого электролизера, содержащей анодные шины, соединенные с анодами посредством анодных стояков, катодные шины, компенсационный контур, содержится имитационно-подпиточный контур, состоящий из шины контура для имитации магнитного поля соседнего ряда электролизеров и шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда электролизеров, при этом шина контура для имитации магнитного поля соседнего ряда электролизеров расположена вдоль внутренней стороны электролизера с возможностью подачи токовой нагрузки на шину контура для имитации большей или меньшей, чем на шину контура для компенсации, а для регулирования количества подаваемой токовой нагрузки, на шине контура для компенсации влияния магнитного поля обратного ряда и/или на шине контура для имитации магнитного поля обратного ряда электролизеров расположен узел дополнительного сопротивления, при этом обе шины имитационно-подпиточного контура являются токоподводящими и крепятся к анодным стоякам или к катодным шинам первого в ряду электролизера.The achievement of the technical result is ensured by the fact that the busbar of an aluminum electrolyzer containing anode buses connected to the anodes by means of anode risers, cathode buses, a compensation circuit contains a simulation-make-up circuit consisting of a circuit bus to simulate the magnetic field of an adjacent row of electrolyzers and a circuit bus for compensation for the influence of the magnetic field of the adjacent row of electrolyzers, while the circuit bus for simulating the magnetic field of the adjacent row of electrolyzers is located along the inner the electrolyzer side with the possibility of applying a current load to the circuit bus to simulate more or less than to the circuit bus to compensate, and to regulate the amount of current load supplied, on the circuit bus to compensate for the influence of the magnetic field of the reverse row and / or on the circuit bus to simulate an additional resistance node is located in the magnetic field of the reverse row of electrolyzers, while both buses of the simulation-make-up circuit are current-carrying and are attached to the anode risers or to the cathode buses th row in the cell.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой ошиновки.In FIG. 1 shows a diagram of a proposed bus.

Ошиновка электролизера включает в себя имитационно-подпиточный контур электролизера, состоящий из кремниево-преобразовательной подстанции подпитки (КПП-подпитки) 1, к которой крепятся токоподводящие шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда электролизеров и оптимизации поперечного магнитного поля 2 и токоподводящие шины контура для имитации соседнего ряда электролизеров с различной силой тока 3, а так же токоотводящие шины контура 4, 5. Токоподводящие шины имитационно-подпиточного контура 2, 3 крепятся к анодным стоякам, либо к катодным шинам крайнего электролизера в группе ванн, эксплуатируемых на повышенной силе тока, при помощи соединительных шин 6. По крайней мере, на одной токоподводящей шине контура расположен узел дополнительного сопротивления 7, представляющий собой уложенную витками алюминиевую шину 7а, 7б (фиг. 2).The busbar of the electrolyzer includes a simulation-make-up circuit of the electrolyzer, consisting of a silicon-converter feed substation (KPP-make-up) 1, to which current-supplying busbars of the circuit are attached to compensate for the influence of the magnetic field of the adjacent row of electrolysis cells and optimization of the transverse magnetic field 2 and current-supplying busbars of the circuit for simulations of the adjacent row of electrolyzers with different current strengths 3, as well as current-carrying busbars of circuit 4, 5. Current-carrying busbars of the simulation-make-up circuit 2, 3 are attached to the anode m risers, or to the cathode buses of the extreme electrolyser in the group of bathtubs operated at increased amperage using connecting buses 6. At least one current-supplying bus of the circuit has an additional resistance unit 7, which is an aluminum bus 7a, 7b laid in turns ( Fig. 2).

Ошиновка работает следующим образом:The bus operates as follows:

Ток от КПП-подпитки 1 подается на токоподводящие шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда электролизеров и оптимизации поперечного магнитного поля 2, расположенные вдоль внешней стороны группы электролизеров, и на токоподводящие шины для имитации соседнего ряда электролизеров с различной силой тока 3, расположенные вдоль внутренней стороны группы электролизеров. По крайней мере, на одной из токоподводящих шин имитационно-подпиточного контура, для регулирования подаваемой нагрузки расположен узел дополнительного сопротивления 7. Узел дополнительного сопротивления 7 в расшунтированном состоянии 7а позволяет подавать минимальное количество тока на токоподводящую шину, и наоборот, максимальное количество тока - в зашунтированном состоянии 7б, т.е. с помощью узла дополнительного сопротивления можно управлять количеством подаваемой нагрузки на токоподводящие шины имитационно-подпиточного контура. Токоподводящая шина контура для компенсации 2, расположенная с внешней стороны, компенсирует магнитное поле от обратного ряда электролизеров, а токоподводящая шина контура для имитации 3, расположенная с внутренней стороны электролизеров имитирует соседний ряд электролизеров 8 различной силой тока. Токоподводящие шины имитационно-подпиточного контура 2, 3, проходя вдоль группы электролизеров 9 с внутренней и внешней сторон, крепятся к анодным стоякам, либо к катодным шинам крайнего электролизера группы при помощи соединительных шин 6. Таким образом, ток, участвуя в процессе электролиза, проходит через всю группу электролизеров 9, выходит через катодные шины первого электролизера и поступает по токоотводящим шинам 4, 5 обратно на КПП-подпитки 1.The current from the PPC-feed 1 is supplied to the current-carrying busbars of the circuit to compensate for the influence of the magnetic field of the neighboring row of electrolyzers and optimization of the transverse magnetic field 2 located along the outer side of the group of electrolyzers, and to the current-carrying busbars to simulate the neighboring row of electrolyzers with different current strengths 3, located along the inside of a group of electrolyzers. At least on one of the current-supply busbars of the simulation-make-up circuit, an additional resistance unit 7 is located to regulate the supplied load. The additional resistance unit 7 in the disconnected state 7a allows the minimum amount of current to be supplied to the current-carrying bus, and vice versa, the maximum amount of current in the shunted state 7b, i.e. Using the additional resistance node, you can control the amount of applied load on the current-carrying buses of the simulation-make-up circuit. The current-carrying circuit bus for compensation 2, located on the outside, compensates the magnetic field from the reverse row of electrolyzers, and the current-carrying bus bar of the circuit for simulation 3, located on the inside of the cells simulates the adjacent row of electrolysers 8 with different current strengths. The current-carrying buses of the simulation-make-up circuit 2, 3, passing along the group of electrolytic cells 9 from the inside and the outside, are attached to the anode risers, or to the cathode buses of the last electrolyzer of the group using connecting buses 6. Thus, the current participating in the electrolysis process passes through the entire group of electrolyzers 9, it goes through the cathode buses of the first electrolyzer and enters through the collector buses 4, 5 back to the checkpoint feed 1.

В качестве пояснительного примера:As an illustrative example:

В случае если испытания группы электролизеров 9 (фиг. 1) проводятся на более высокой силе тока, чем группе ванн 8, то для имитации магнитного поля (вертикальной компоненты (Bz)) от соседнего ряда на группе 9 и для стабилизации магнитного поля (вертикальной компоненты (Bz)) на группе ванн 8, на шину контура для имитации 3 подается более высокая нагрузка, чем на шину контура для компенсации 2, при этом узел дополнительного сопротивления 7 находится в расшунтированном состоянии. При повышении нагрузки на группе ванн 9, количество подаваемого тока на шину контура для имитации 3 увеличивается, а на шину контура для компенсации 2 уменьшается и, наоборот, при снижении нагрузки на группе ванн 9, количество подаваемого тока на шину контура для имитации 3 уменьшается, при этом узел дополнительного сопротивления находится в зашунтированном состоянии.If the tests of the group of electrolyzers 9 (Fig. 1) are carried out at a higher current strength than the group of baths 8, then to simulate a magnetic field (vertical component (Bz)) from an adjacent row in group 9 and to stabilize the magnetic field (vertical component (Bz)) on the group of baths 8, a higher load is applied to the circuit bus for simulation 3 than to the circuit bus for compensation 2, while the additional resistance unit 7 is in the unloaded state. When the load on the group of baths 9 increases, the amount of current supplied to the circuit bus for simulation 3 increases, and on the circuit bus for compensation 2 decreases and, conversely, when the load on the group of baths 9 decreases, the amount of current supplied to the circuit bus for simulation 3 decreases, while the additional resistance node is in a shunted state.

Использование данного изобретения позволяет имитировать соседний ряд электролизеров с работой на различную силу тока, стабилизировать магнитное поле от опытных ванн на электролизерах, эксплуатируемых на меньшую силу тока, чем опытные, а также осуществлять дополнительную подпитку током опытных электролизеров.Using this invention, it is possible to simulate an adjacent row of electrolyzers with different current strengths, to stabilize the magnetic field from the experimental baths on electrolyzers operated at a lower current intensity than the experimental ones, as well as to carry out additional current supply to the experimental electrolyzers.

Claims

The busbar of an aluminum electrolyzer in a row of electrolyzers arranged longitudinally in two rows, containing anode busbars connected to the anodes by means of anode risers, cathode busbars, a compensation circuit, characterized in that it contains an imitation-make-up circuit consisting of a circuit bus to simulate the adjacent magnetic field a number of electrolyzers and a circuit bus to compensate for the influence of the magnetic field of an adjacent row of electrolyzers, while the circuit bus to simulate the magnetic field of an adjacent row of electrolyzers and along the inner side of the electrolyzer with the possibility of applying a current load to the circuit bus to simulate more or less than to the circuit bus to compensate, and to control the amount of current load supplied, on the circuit bus to compensate for the influence of the magnetic field of the reverse row and / or on the circuit bus To simulate the magnetic field of the reverse row of electrolyzers, an additional resistance unit is located, while both buses of the simulation-make-up circuit are current-carrying and are attached to the anode risers or to todnym tires in the first row of the cell.