RU2009275C1 - Aluminium electrolyzer busbar - Google Patents
Aluminium electrolyzer busbar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2009275C1 RU2009275C1 SU5056528A RU2009275C1 RU 2009275 C1 RU2009275 C1 RU 2009275C1 SU 5056528 A SU5056528 A SU 5056528A RU 2009275 C1 RU2009275 C1 RU 2009275C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- busbars
- input side
- electrolyzer
- current
- risers
- Prior art date
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
Description
Изобретение относится к производству алюминия методом электролиза расплавленных криолитовых солей, преимущественно в электролизерах с поперечным расположением в корпусе электролиза. The invention relates to the production of aluminum by electrolysis of molten cryolite salts, mainly in electrolyzers with a transverse arrangement in the electrolysis body.
Известна ошиновка алюминиевого электролизера при поперечном расположении в корпусе, содержащая сборные шины с катодными спусками, установленными вдоль входной и выходной продольных сторон электролизера, стояки, расположенные с входной стороны и соединенные со сборными шинами пакетами шин, размещенными вдоль торцовых сторон и под днищем электролизера, частично параллельно его осям. Данная ошиновка не обеспечивает во всем объеме расплава электролизера вертикальную составляющую магнитного поля меньше 15х10-4 Т (15 Гс). Для электролизеров мощностью 250-320 кА это является причиной возникновения в расплаве различных магнитогидродинамических (МГД) явлений, неблагоприятно влияющих на их работу.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, risers located on the input side and connected to the busbar by tire packets placed along the end sides and under the bottom of the cell, partially parallel to its axes. This busbar does not provide the vertical component of the magnetic field of less than 15x10 -4 T (15 G) in the entire volume of the electrolytic melt. For electrolyzers with a power of 250-320 kA, this is the reason for the appearance of various magnetohydrodynamic (MHD) phenomena in the melt that adversely affect their operation.
Наиболее близкой к изобретению является ошиновка алюминиевого электролизера при поперечном расположении в корпусе, содержащая сборные шины с катодными спусками, установленными вдоль входной и выходной продольных сторон электролизера, в которой анодная ошиновка соединена с предыдущим электролизером посредством равноотстоящих стояков, расположенных на его входной стороне, через которые протекают одинаковые токи таким образом, что каждый стояк питает анодную ошиновку в точке, вокруг которой симметрично расположено одинаковое количество анодов, при этом крайние стойки соединены с крайними сборными шинами входной стороны электролизера пакетами шин, расположенными вдоль торцовых сторон, каждый из которых передает 35% тока входной стороны, и со сборными 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, каждый из которых передает 15% тока входной стороны, и со сборными шинами выходной стороны электролизера. Closest to the invention is a busbar of an aluminum electrolyzer with a transverse arrangement in the housing, containing busbars with cathode slopes installed along the inlet and outlet longitudinal sides of the cell, in which the anode busbar is connected to the previous cell by means of equally spaced risers located on its input side, through which identical currents flow in such a way that each riser feeds the anode busbar at a point around which the same quantity is symmetrically located of the anodes, while the extreme racks are connected to the extreme busbars of the input side of the electrolyzer with bus packs located along the end sides, each of which transmits 35% of the current of the input side, and to the busbars of the output side of the electrolyzer, and the middle risers are connected to the middle busbars of the input sides with bus packs placed symmetrically under the cathode blocks closest to the ends of the cell, each of which transmits 15% of the current of the input side, and with busbars of the output side of the ele trolizera.
Одним из условий создания сбалансированного поля объемных электромагнитных сил в расплаве электролизера и соответственно малых скоростей его циркуляции является требование симметрии вертикальной составляющей Вz относительно осей электролизера с изменением знака направления при переходе через продольную и поперечную оси.One of the conditions for creating a balanced field of volume electromagnetic forces in the melt of the electrolyzer and, accordingly, low speeds of its circulation is the requirement of symmetry of the vertical component B z relative to the axis of the electrolyzer with a change in direction when passing through the longitudinal and transverse axes.
Недостатком известной ошиновки является то, что она не обеспечивает изменение знака направления вертикальной составляющей поля при переходе через поперечную оси Y, а только при переходе через продольную ось Х - (при поперечном расположении электролизеров в корпусе). Указанный недостаток обусловливает двухконтурную картину циркуляции расплава в электролизере с относительно повышенными скоростями вращения, что неблагоприятно отражается на выходе по току. A disadvantage of the known busbar is that it does not provide a change in the direction sign of the vertical component of the field when passing through the transverse axis Y, but only when passing through the longitudinal axis X - (with the transverse arrangement of electrolyzers in the housing). This drawback causes a double-circuit picture of the circulation of the melt in the electrolyzer with relatively high rotation speeds, which adversely affects the current output.
Цель изобретения - повышение выхода по току за счет снижения воздействия магнитного поля на катодный алюминий. The purpose of the invention is to increase the current efficiency by reducing the effect of a magnetic field on the cathode aluminum.
Указанная цель достигается тем, что пакеты катодных шин, проходящие под днищем на входной стороне приближены к торцам электролизера, а на выходной стороне - к ее середине. This goal is achieved by the fact that the packages of cathode buses passing under the bottom on the input side are close to the ends of the cell, and on the output side to its middle.
На фиг. 1 представлена схема ошиновки электролизера; на фиг. 2 - расположение проводников в пространстве при условии равного распределения тока по стоякам; на фиг. 3 - ситуация, когда ток под днищем электролизера сразу передан от торцов входной стороны к средним анодным стоякам выходной стороны; на фиг. 4-6 - результаты расчетов по наиболее ответственным за гидродинамику составляющим; на фиг. 7 - взаимодействие токов с вертикальной составляющей магнитного поля в ошиновке-прототипе; на фиг. 8 - четырехконтурная схема циркуляции расплава в предлагаемом техническом решении. In FIG. 1 shows a busbar diagram of an electrolyzer; in FIG. 2 - the location of the conductors in space under the condition of equal distribution of current among the risers; in FIG. 3 - a situation where the current under the bottom of the cell is immediately transferred from the ends of the input side to the middle anode risers of the output side; in FIG. 4-6 - calculation results for the most responsible components for hydrodynamics; in FIG. 7 - the interaction of currents with the vertical component of the magnetic field in the bus prototype; in FIG. 8 is a four-circuit diagram of the circulation of the melt in the proposed technical solution.
Ошиновка включает в себя анодные стояки 1, расположенные вдоль продольной выходной стороны электролизера, сборные шины 2 и 3 с катодными спусками (2 - средние с входной стороны, 3 - крайние с входной стороны), сборные шины 4-6 выходной стороны, пакеты катодных шин 7, расположенные под днищем электролизера, и пакеты 8, размещенные вдоль торцов электролизера. Крайние стояки 1 соединены с крайними сборными шинами 3 входной стороны пакетами шин 8 и со сборными шинами выходной стороны. Средние стояки 1 подключены к средним сборным шинам 2 входной стороны пакетами шин 7 и к сборным шинами 5 и 6 выходной стороны. Стояки 1 подключены к анодным шинам 9 последующего электролизера в точках 10. The bus includes anode risers 1 located along the longitudinal output side of the electrolyzer,
Ошиновка работает следующим образом. The bus operates as follows.
Посредством катодных спусков ток передается на сборные катодные шины 2-6 и по пакетам шин 7 и 8 поступает в стояки 1 следующего в серии поперечного электролизера. При этом по пакетам 7 передается 15% , а по пакетам 8 - 35% тока входной стороны. Через анодные стояки 1 проходит равное количество тока. Каждый стояк 1 питает анодную шину 9 в точке 10, вокруг которой симметрично расположено одинаковое количество анодов. By means of cathodic slopes, current is transmitted to precast cathode buses 2-6 and, via
Распределение тока в анодных шинах 9 играет существенную роль в формировании магнитного поля в расплаве электролизера по вертикальной Вz, а особенно по продольной Вх составляющим (при поперечном расположении электролизеров в корпусе). Одинаковое количество тока в анодных стояках, симметричное расположение равного количества анодов вокруг точки 10 обеспечивает минимально возможные в этих условиях токи в анодной шине 9, которым соответствуют небольшие величины Вх и Вz составляющих в расплаве, вызываемые этими токами, симметрию этих составляющих относительно осей электролизера.The current distribution in the
Как видно из фиг. 1 в сборных катодных шинах 2 и 3 на входной стороне ток направлен от середины электролизера к его торцам. На выходной стороне электролизера ток в сборных шинах 4 и 5, а также в участке пакетов шин 8 направлен в противоположную сторону, т. е. от торцов электролизера к его середине. В связи с последовательным расположением электролизеров сборные шины 2 и 3 входной стороны каждого электролизера находятся в непосредственной близости от сборных шин 4 и 5 и участков пакетов шин 8 выходной стороны предыдущего электролизера. Как известно, вокруг параллельных проводников, в которых ток направлен в противоположные стороны, магнитные поля взаимно компенсируются. Поэтому указанное расположение шин 2, 3, 4, 5 и 8 обеспечивает невысокие величины вертикальной Вz составляющей в расплаве электролизеров.As can be seen from FIG. 1 in the
Наличие пакетов катодных шин 8, расположенных вдоль торцов электролизера, и пакетов катодных шин 7, проходящих под его днищем, а также обусловленное признаком распределение тока в этих проводниках обеспечивает симметрию вертикального магнитного поля Вz входной стороны относительно выходной стороны и равномерное (без больших градиентов) распределение поля по вертикальной составляющей во всем объеме расплава. Какое-либо другое распределение тока по шинам 7 и 8 или местоположение шин 7, отличное от прототипа и предлагаемого решения, приводит к нарушению симметрии поля по вертикальной составляющей относительно поперечной оси электролизера или увеличивает неравномерность распределения поля по Вz в объеме расплава.The presence of packages of cathode buses 8 located along the ends of the electrolyzer, and packages of
В ошиновке-прототипе пакеты катодных шин, проходящие под днищем располагаются под катодными блоками, наиболее близко расположенными к торцам электролизера, т. е. эти проводники параллельны продольной оси электролизера. Ток, передаваемый этими шинами в количестве 15% всего тока входной стороны, выводится из-под днища в крайние стояки последующего электролизера. Так как по условию равного распределения тока по стоякам, крайние стойки уже почти полностью запитаны необходимым количеством тока, то часть тока от крайних стояков передается в средние стояки. Указанное расположение проводников в пространстве относительно расплава представлено на фиг. 2, где видно, что в соответствии с правилом "буравчика" эти проводники создают в расплаве на выходной правой стороне электролизера - положительное, а на выходной левой - отрицательное по направлению вертикальное Вz магнитное поле.In the prototype bus, cathode bus packets passing under the bottom are located under the cathode blocks closest to the ends of the cell, i.e., these conductors are parallel to the longitudinal axis of the cell. The current transmitted by these buses in the amount of 15% of the total input side current is removed from under the bottom to the extreme risers of the subsequent electrolyzer. Since, according to the condition of equal distribution of current over the risers, the extreme racks are almost completely powered by the required amount of current, part of the current from the extreme risers is transmitted to the middle risers. The indicated arrangement of conductors in space relative to the melt is shown in FIG. 2, where it is seen that in accordance with the rule "thumb" these conductors create in the melt on the right side of the cell output - positive, and to output the left - in the direction of the negative vertical magnetic field B z.
Если ток под днищем электролизера сразу передать от торцов входной стороны к средним анодным стоякам на выходной стороне, как это показано на фиг. 3, то знаки направления вертикального магнитного поля на выходной стороне изменяться на противоположные, в результате чего обеспечивается знакопеременность Вz при переходе через поперечную ось электролизера и тем самым устраняется недостаток ошиновки-прототипа.If the current under the bottom of the cell is immediately transferred from the ends of the input side to the middle anode risers on the output side, as shown in FIG. 3, then the signs of the direction of the vertical magnetic field on the output side are reversed, as a result of which the alternating sign B z is provided when passing through the transverse axis of the cell and thereby eliminates the disadvantage of the prototype bus.
Составляющие векторы магнитной индукции рассчитаны на 1ВМ РС/АТ в плоскости среднего уровня металла с помощью математической модели, разработанной институтом ВАМИ. При расчетах учтено влияние магнитного поля соседних электролизеров. The components of the magnetic induction vectors are designed for 1VM RS / AT in the plane of the average metal level using a mathematical model developed by the Institute of Automotive Engineering. In the calculations, the influence of the magnetic field of neighboring electrolyzers was taken into account.
Для большей наглядности результаты расчетов по наиболее ответственным за гидродинамику составляющим показаны на фиг. 4. Здесь же представлена схема расположения точек, в которых определялось магнитное поле. На графиках видно, что ошиновка-прототип и ошиновка по предлагаемому решению обеспечивают во всех точках расплава магнитное поле, не превышающее величину 15 Гс по продольной Вх и вертикальной Вz составляющим. При этом создается высокая степень симметрии поля относительно осей ванны. В отличии от ошиновки-прототипа заявляемая ошиновка обеспечивает знакопеременность вертикальной Вz составляющей при переходе через обе планарные оси электролизера.For greater clarity, the calculation results for the components most responsible for hydrodynamics are shown in FIG. 4. Here is a diagram of the locations of the points at which the magnetic field was determined. The graphs show that the prototype bus and the bus according to the proposed solution provide at all points of the melt a magnetic field not exceeding 15 G in longitudinal B x and vertical B z components. This creates a high degree of symmetry of the field relative to the axis of the bath. In contrast to the prototype busbar, the claimed busbar busbar provides alternating vertical B z component when passing through both planar axes of the electrolyzer.
Как известно, в расплавленном металле электролизера имеют место горизонтальные токи, направленные от центра к периферии, обусловленные особенностями конструкции катодного устройства. При взаимодействии этих токов с вертикальной составляющей магнитного поля, создаваемого ошиновкой-прототипом, в ванне электролизера образовываются два контура циркуляции расплава, как это показано на фиг. 5. Предлагаемая ошиновка обеспечивает четырехконтурную схему циркуляции расплава, как это показано на фиг. 6. As you know, in the molten metal of the electrolyzer there are horizontal currents directed from the center to the periphery, due to the design features of the cathode device. When these currents interact with the vertical component of the magnetic field created by the prototype busbar, two circuits of melt circulation are formed in the electrolytic cell, as shown in FIG. 5. The proposed bus provides a four-circuit circuit for melt circulation, as shown in FIG. 6.
Результатами численного и физического эксперимента установлено, что для стабилизации режима работы алюминиевого электролизера циркуляционные течения жидкого металла должны обладать симметрией относительно осей ванны и многоконтурностью. The results of a numerical and physical experiment established that in order to stabilize the operation mode of an aluminum electrolyzer, the circulation flows of the liquid metal should have symmetry with respect to the axes of the bath and multi-circuit.
Таким образом, предлагаемая ошиновка обеспечивает спокойное состояние расплава, меньшую концентрацию тумана алюминия в электролите, соответственно больший выход по току, чем ошиновка-прототип. (56) Патент Франции N 2552782, кл. С 25 С 3/08, 1985. Thus, the proposed busbar provides a calm state of the melt, a lower concentration of aluminum fog in the electrolyte, respectively, a higher current efficiency than the prototype busbar. (56) French Patent N 2552782, cl. C 25
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056528 RU2009275C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Aluminium electrolyzer busbar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056528 RU2009275C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Aluminium electrolyzer busbar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009275C1 true RU2009275C1 (en) | 1994-03-15 |
Family
ID=21610485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5056528 RU2009275C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Aluminium electrolyzer busbar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2009275C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2179202C2 (en) * | 1999-05-18 | 2002-02-10 | ОАО "Объединенная компания "Сибирский алюминий" | Bus arrangement of electrolyzer for production of aluminum |
| RU2224053C1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Bus arrangement of electrolyzers to win aluminum |
| RU2224054C1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Method of transmission of current in electrolyzers winning aluminum with lateral bus arrangement in body |
| RU2227179C2 (en) * | 1999-02-05 | 2004-04-20 | Алюминиюм Пешинэ | Plant of electromagnetic baths for production of aluminum |
| RU2228394C1 (en) * | 2002-11-19 | 2004-05-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Bus arrangement of electrolyzer winning aluminum |
| RU2255148C1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Busbars of high-power aluminum cells |
-
1992
- 1992-05-26 RU SU5056528 patent/RU2009275C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2227179C2 (en) * | 1999-02-05 | 2004-04-20 | Алюминиюм Пешинэ | Plant of electromagnetic baths for production of aluminum |
| RU2179202C2 (en) * | 1999-05-18 | 2002-02-10 | ОАО "Объединенная компания "Сибирский алюминий" | Bus arrangement of electrolyzer for production of aluminum |
| RU2224053C1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Bus arrangement of electrolyzers to win aluminum |
| RU2224054C1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Method of transmission of current in electrolyzers winning aluminum with lateral bus arrangement in body |
| RU2228394C1 (en) * | 2002-11-19 | 2004-05-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Bus arrangement of electrolyzer winning aluminum |
| RU2255148C1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Busbars of high-power aluminum cells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2009275C1 (en) | Aluminium electrolyzer busbar | |
| PL117500B1 (en) | Method of compensation of magnetic field induced by neighbouring row in electrolyzer seriesim rjadom serii ehlektrolizerov | |
| SU738518A3 (en) | Leads of powerful aluminium electrolyzers | |
| SU682143A3 (en) | Apparatus for compensating for magnetic field in group of aluminium electrolyzers | |
| RU2132888C1 (en) | Bus arrangement of aluminum electrolyzer | |
| KR850001537B1 (en) | How to eliminate magnetic disturbance in a row-type high current electrolytic cell for electrolytic production of aluminum | |
| EP0134580B1 (en) | Method and apparatus for electrolytic treatment | |
| CA1178241A (en) | Arrangement of busbars for electrolytic reduction cells | |
| HU182056B (en) | System of current conducting bus bars for electrolizing celss at making aluminum | |
| US4681665A (en) | Process and apparatus for electrochemical treatment of the surface of metal products of elongate shape | |
| RU2361018C2 (en) | Cells series for manufacturing of aluminium, consisting facilities for balancing of magnetic fields at end of line | |
| US3775281A (en) | Plant for production of aluminum by electrolysis | |
| RU2164557C2 (en) | Busbars system of aluminium cell | |
| EP0345959B1 (en) | Arrangement of busbars on large, transversely disposed electrolysis cells | |
| SU865135A3 (en) | Leads of aluminium electrolyzer | |
| RU95116001A (en) | TIRE OF ALUMINUM ELECTROLYZER | |
| RU2004630C1 (en) | Buses of electrolyzers for production of aluminium and two-row arrangement of them in body | |
| RU2168564C2 (en) | Compensation device | |
| RU2179202C2 (en) | Bus arrangement of electrolyzer for production of aluminum | |
| JPS5853078B2 (en) | How to make the vertical component of the electrolytic tank's magnetic field symmetrical | |
| SU1708938A1 (en) | Bus arrangement of aluminium electrolyzer | |
| RU2643005C1 (en) | Wheels for aluminium electrolysers of large capacity | |
| RU2244045C2 (en) | Busbars for aluminum cells with increased power | |
| RU2107754C1 (en) | Bus arrangement of electrolyzer for production of aluminum | |
| RU2255147C2 (en) | Busbars of aluminum cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070527 |