RU2259428C2 - Equipping of powerful aluminum electrolyzers with the bus-bars - Google Patents
Equipping of powerful aluminum electrolyzers with the bus-bars Download PDFInfo
- Publication number
- RU2259428C2 RU2259428C2 RU2003110969/02A RU2003110969A RU2259428C2 RU 2259428 C2 RU2259428 C2 RU 2259428C2 RU 2003110969/02 A RU2003110969/02 A RU 2003110969/02A RU 2003110969 A RU2003110969 A RU 2003110969A RU 2259428 C2 RU2259428 C2 RU 2259428C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- buses
- anode
- bus
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении алюминия электролизом.The present invention relates to ferrous metallurgy and can be used to produce aluminum by electrolysis.
Значительные влияния на магнитогидродинамические и энергетические характеристики алюминиевого электролизера оказывают магнитные поля как собственно электролизера, так и соседних работающих электролизеров.Significant effects on the magnetohydrodynamic and energy characteristics of an aluminum electrolysis cell are exerted by the magnetic fields of both the electrolytic cell itself and neighboring working electrolyzers.
Следствием воздействий электромагнитных полей на катодный металл и электролит являются деформации поверхности катодного металла в виде перекосов и волн, что приводит к дестабилизации технологического режима, и снижение технико-экономических показателей процесса электролиза.The effects of electromagnetic fields on the cathode metal and electrolyte are deformations of the surface of the cathode metal in the form of distortions and waves, which leads to a destabilization of the technological regime and a decrease in the technical and economic parameters of the electrolysis process.
Основные требования, предъявляемые к эффективно работающей ошиновке, заключаются в следующем:The main requirements for an efficient tire are as follows:
- минимизация и симметрия поперечной составляющей магнитной индукции Ву;- minimization and symmetry of the transverse component of the magnetic induction Wu;
- минимизация, симметрия и знакопеременность относительно продольной и поперечной осей вертикальной составляющей магнитной индукции Bz.- minimization, symmetry and alternation with respect to the longitudinal and transverse axes of the vertical component of the magnetic induction Bz.
Выполнение этих требований приводит к уменьшению скорости циркуляции расплава и снижению величины перекоса поверхности раздела металл-электролит.Fulfillment of these requirements leads to a decrease in the melt circulation rate and a decrease in the distortion of the metal-electrolyte interface.
Основные пути достижения предъявляемых к ошиновкам требований:The main ways to achieve busbar requirements:
- наклонное или ступенчатое расположение пакетов;- inclined or stepped arrangement of packages;
- переброска части токовой нагрузки с глухой стороны на лицевую;- transfer of part of the current load from the blank side to the front;
- закольцовка анодной ошиновки;- loopback anode busbar;
- вынос стояков на продольную сторону электролизера;- removal of risers on the longitudinal side of the cell;
- использование в конструкциях электролизеров неферромагнитных материалов.- the use of non-ferromagnetic materials in the designs of electrolyzers.
Известна ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, содержащая анодные шины, стояки, расположенные у входного и выходного торцов катодного кожуха, и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с самостоятельным пакетом катодных шин, в которой пакеты катодных шин групп стержней, ближайших к входному торцу катодного кожуха, соединены со стояками, расположенными у входного торца, а остальные группы катодных стержней - со стояками, расположенными вдоль бортов катодного кожуха последующего электролизера, причем при разделении катодных стержней на две группы стояк, расположенный у борта, соединен с анодной шиной в ее середине, а при разделении катодных стержней на три группы стояки расположены так, что они соединены с анодной шиной в точках, делящих ее длину соответственно в соотношениях 1:3 и 2:3 (Патент СССР №738518, С 25 С 3/16, 1980 г.).The busbar of powerful aluminum electrolyzers is known for their longitudinal arrangement in the housing, containing anode buses, risers located at the input and output ends of the cathode casing, and cathode rods divided into groups, each of which is connected to an independent package of cathode buses, in which packages of cathode buses groups of rods closest to the inlet end of the cathode casing are connected to risers located at the inlet end, and the remaining groups of cathode rods to risers located along the sides of the cathode skin and the subsequent electrolyzer, moreover, when dividing the cathode rods into two groups, the riser located on the side is connected to the anode bus in its middle, and when dividing the cathode rods into three groups, the risers are located so that they are connected to the anode bus at points dividing its length respectively, in ratios 1: 3 and 2: 3 (USSR Patent No. 738518, C 25 C 3/16, 1980).
Недостатком известного решения является снижение выхода алюминия по току при наличии соседнего второго ряда электролизеров в корпусе. Соседний ряд будет создавать в расплаве электролизеров, оснащенных данной ошиновкой, дополнительную, вертикально вверх направленную составляющую магнитного поля (Bz), которая будет нарушать симметрию магнитного поля по этой составляющей и явится причиной снижения магнитно-гидродинамической стабильности расплава, что в свою очередь отрицательно отразится на выходе алюминия по току, стойкости бортовой футеровки, а значит, и снизит срок службы электролизера.A disadvantage of the known solution is to reduce the current output of aluminum in the presence of an adjacent second row of electrolyzers in the housing. The adjacent row will create in the melt of electrolyzers equipped with this busbar an additional vertically directed component of the magnetic field (Bz), which will violate the symmetry of the magnetic field along this component and will cause a decrease in the magneto-hydrodynamic stability of the melt, which in turn will negatively affect the current output of aluminum, the durability of the side lining, which means it will reduce the life of the cell.
Известна ошиновка электролизеров для получения алюминия при продольном двухрядном расположении их в корпусе, содержащая анодные шины, стояки, пакеты катодных шин групп стержней, из которых ближние к выходному торцу катодного устройства соединены со стояками, расположенными у входного торца, а остальные со стояками, расположенными вдоль бортов катодного кожуха последующего электролизера, анодные стояки соединены с анодной шиной в точках, соответствующих 1/3 и 2/3 ее длины, в которой пакеты катодных шин на стороне, дальней от соседнего ряда электролизеров, установлены ниже пакетов катодных шин на противоположной стороне электролизера на 1,1-2,7 м, к выходному торцу анодной шины, расположенной на стороне, ближней к соседнему ряду электролизеров, подсоединено 17,6-20,6% всех катодных стержней предыдущего электролизера, кроме того, отношение количеств катодных стержней, подключенных к входному торцу анодной шины, расположенной на стороне, дальней от соседнего ряда электролизеров, к входному торцу шины, расположенной на противоположной стороне электролизера, составляет 1,14-1,7:1 (Патент РФ №2004630, С 25 С 3/16, 1993 г.).Known busbar electrolyzers for producing aluminum with a longitudinal two-row arrangement of them in the housing, containing anode buses, risers, packages of cathode buses of groups of rods, of which the closest to the output end of the cathode device are connected to the risers located at the input end, and the rest with risers located along the sides of the cathode casing of the subsequent electrolyzer, the anode risers are connected to the anode bus at points corresponding to 1/3 and 2/3 of its length, in which the cathode bus packets are on the side farthest from the adjacent row electrolyzers are installed below the cathode bus packets on the opposite side of the cell by 1.1-2.7 m, 17.6-20.6% of all the cathode rods of the previous one are connected to the output end of the anode bus located on the side closest to the adjacent row of electrolyzers electrolyser, in addition, the ratio of the number of cathode rods connected to the input end of the anode bus located on the side farthest from the adjacent row of electrolyzers to the input end of the bus located on the opposite side of the electrolyzer is 1.14-1.7: 1 (Paten Russian Federation №2004630, C 25 C 3/16, 1993).
В известном решении за счет дифференцированного распределения токовой нагрузки, выполнения выносных симметрично расположенных стояков и выполнения разноуровневой катодной ошиновки достигается улучшение магнитно-гидродинамических характеристик за счет компенсации дополнительной вертикальной составляющей среднего ряда электролизеров и частичное снижение и улучшение симметрии по поперечной составляющей.In the known solution, due to the differentiated distribution of the current load, the implementation of remote symmetrically arranged risers and the implementation of a multilevel cathode busbar, an improvement in the magneto-hydrodynamic characteristics is achieved by compensating for the additional vertical component of the middle row of electrolyzers and partial reduction and improvement of the symmetry along the transverse component.
Но достигаются улучшения не в полной мере и за счет значительного увеличения металлоемкости и конструктивного усложнения ошиновки, что является очень существенным недостатком.But improvements are not achieved in full and due to a significant increase in metal consumption and structural complexity of the busbar, which is a very significant drawback.
Известна ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, содержащая анодные шины, стояки, расположенные у входного и выходного торцов катодного кожуха, и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с отдельным пакетом катодных шин, в которой пакеты катодных шин групп стержней, ближайших к входному торцу катодного кожуха, соединены со стояками в начале продольных сторон катодного кожуха, а остальные группы катодных стержней - со стояками, расположенными вдоль продольных сторон катодного кожуха последующего электролизера, причем группа катодных стержней, расположенных у выходного торца с правой стороны катодного кожуха по ходу направления тока, соединена с левым входным стояком, а группа катодных стержней, расположенных у выходного торца с левой стороны катодного кожуха, соединена с выходным стояком, расположенным на левой стороне катодного кожуха и соединенным с правой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 1:4 (Патент РФ №2007504, С25С 3/16, 1994 г.).Known is the busbar of high-power aluminum electrolytic cells in their longitudinal arrangement in the housing, containing anode buses, risers located at the input and output ends of the cathode casing, and cathode rods divided into groups, each of which is connected to a separate package of cathode buses, in which packages of cathode buses groups of rods closest to the input end of the cathode casing are connected to risers at the beginning of the longitudinal sides of the cathode casing, and the remaining groups of cathode rods are connected to risers located along the longitudinal sides the cathode casing of the subsequent electrolyzer, and the group of cathode rods located at the output end on the right side of the cathode casing along the direction of the current is connected to the left input riser, and the group of cathode rods located at the output end on the left side of the cathode casing is connected to the output riser, located on the left side of the cathode casing and connected to the right anode bus at a point dividing its length in a ratio of 1: 4 (RF Patent No. 2007504, C25C 3/16, 1994).
По назначению, наличию сходных существенных признаков и достигаемому результату данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.According to the purpose, the presence of similar essential features and the achieved result, this solution was chosen as the closest analogue.
В известной ошиновке за счет выноса всех стояков на продольные стороны, применения и асимметричной ошиновки (дифференцированное распределение тока по стоякам, разноуровневая катодная ошиновка) и переброски части тока с правой стороны на левую значительно улучшается распределение составляющих магнитного поля Ву и Bz за счет уменьшения и симметризации их значений по торцам и углам электролизера, что, в свою очередь, обеспечивает стабилизацию технологического режима и повышение выхода по току.In the well-known busbar due to the removal of all risers to the longitudinal sides, application and asymmetric busbar (differentiated current distribution over the risers, different-level cathodic busbar) and transferring part of the current from the right to the left, the distribution of the magnetic field components Wu and Bz is significantly improved due to the reduction and symmetrization their values at the ends and corners of the electrolyzer, which, in turn, provides stabilization of the technological mode and an increase in current efficiency.
Вместе с тем, известная ошиновка не в полной мере обеспечивает такую стабилизацию, т.к. не достигается в полной мере равномерного распределения токовой нагрузки по анодной ошиновке и анодному массиву, не снижается влияние нарушений токораспределения одного электролизера (группы электролизеров) на последующие по ходу тока в ряду.At the same time, the well-known tire does not fully provide such stabilization, because the full distribution of the current load across the anode busbar and the anode array is not achieved in full, the influence of the current distribution disturbances of one electrolyzer (group of electrolyzers) on the subsequent ones along the current in a row is not reduced.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение технико-экономических показателей процесса за счет стабилизации технологического режима и повышения выхода по току.The objective of the invention is to increase the technical and economic indicators of the process by stabilizing the technological mode and increasing current efficiency.
Техническим результатом является улучшение распределения вертикальной и поперечной составляющих магнитного поля за счет уменьшения и симметризации их значений, улучшение равномерности распределения токовой нагрузки по анодной ошиновке и анодному массиву, сглаживание влияния нарушений токораспределения электролизера (группы электролизеров) на последующие по ходу тока в ряду.The technical result is to improve the distribution of the vertical and transverse components of the magnetic field by reducing and symmetrizing their values, improving the uniformity of the distribution of the current load across the anode busbar and the anode array, smoothing out the effect of current distribution disturbances of the electrolyzer (group of electrolyzers) on subsequent currents in a row.
Технический результат достигается тем, что ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их продольном двухрядном расположении в корпусе, содержащая катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с отдельным пакетом катодных шин, анодные шины, связанные стояками, левым входным, правым входным и левым выходным, расположенными вдоль продольных сторон катодного кожуха, с пакетами катодных шин предыдущего по ходу электролизера, две поперечные шины, соединяющие пакет катодных шин с правой стороны выходного торца катодного кожуха предыдущего электролизера с левым входным стояком и левый выходной стояк с правой анодной шиной, выполнена трехстоячной, причем токовая нагрузка к левому выходному стояку подведена отдельными пакетами шин, часть которых соединена с левой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 1,9-2,3:1, оставшаяся часть шин соединена с правой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 3,5-4,5:1, а входные и выходные концы анодных шин соединены перемычками, причем входные стояки расположены на одной оси с первым рядом анодных штырей и соединены с входными концами анодных шин огибающими шинами.The technical result is achieved by the fact that the busbar of high-power aluminum electrolytic cells in their longitudinal two-row arrangement in the housing, containing cathode rods divided into groups, each of which is connected to a separate package of cathode buses, anode buses connected by risers, left input, right input and left output located along the longitudinal sides of the cathode casing, with packages of cathode buses of the previous electrolyser, two transverse buses connecting the package of cathode buses on the right side of the output end of the cathode the bottom casing of the previous electrolyzer with the left inlet riser and the left outlet riser with the right anode bus, made three-way, and the current load to the left outlet riser is supplied by separate bus packets, part of which is connected to the left anode bus at a point dividing its length in the ratio of 1.9 -2.3: 1, the remaining part of the tires is connected to the right anode bus at a point dividing its length in the ratio of 3.5-4.5: 1, and the input and output ends of the anode tires are connected by jumpers, and the input risers are located on the same axis with the first row of anode pins and connected to the input ends of the anode tires by envelope tires.
Кроме того, ошиновка выполнена с распределением токовой нагрузки по стоякам (по направлению тока), %:In addition, the busbar is made with the distribution of the current load along the risers (in the direction of the current),%:
причем 8-10% токовой нагрузки на левый выходной стояк подведено отдельно выполненным пакетом с левой стороны катодного кожуха предыдущего электролизера.moreover, 8-10% of the current load on the left output riser is supplied separately by a package on the left side of the cathode casing of the previous cell.
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.
В предлагаемом решении снижается отрицательное влияние на расплав катодного металла (в основном) вертикальной составляющей магнитной индукции Bz и поперечной составляющей By. Эти задачи решаются выполнением ошиновки трехстоячной с расположением стояков вдоль продольных сторон электролизера, дифференцированным распределением токовой нагрузки по катодной и анодной ошиновке, переброской части токовой нагрузки с правой стороны катодной ошиновки (по направлению тока) на левую, ближнюю к соседнему ряду. Кроме того для гарантированного токораспределения по анодным шинам, одна часть пакетов с левого выходного стояка соединена с левой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 1,9-2,3:1, а другая, оставшаяся часть, с этого же стояка соединена с правой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 3,5-4,5:1. Для более равномерного токораспределения по анодной ошиновке и анодному массиву, уменьшения влияния нарушений токораспределения предыдущего электролизера на последующие по ходу тока в ряду электролизеры входные и выходные концы анодных шин снабжены перемычками, а для обеспечения безопасного и беспрепятственного выполнения операции перестановки крайнего ряда анодных штырей на входном и выходном торце электролизера входные стояки расположены на одной оси с первым рядом анодных штырей и соединены с входными концами анодных шин огибающими шинами.In the proposed solution, the negative effect on the molten cathode metal of the (mainly) vertical component of the magnetic induction Bz and the transverse component By is reduced. These tasks are solved by performing a three-way busbar with risers located along the longitudinal sides of the cell, differentiated distribution of the current load across the cathode and anode busbars, transferring part of the current load from the right side of the cathode busbar (in the direction of current) to the left nearest to the adjacent row. In addition, for guaranteed current distribution over the anode buses, one part of the packages from the left output riser is connected to the left anode bus at a point dividing its length in a ratio of 1.9-2.3: 1, and the other, the remaining part, is connected to the same riser with the right anode bus at a point dividing its length in a ratio of 3.5-4.5: 1. For a more uniform current distribution over the anode busbar and anode array, to reduce the influence of current distribution disturbances of the previous electrolyzer on subsequent electrolytic cells in the row, the input and output ends of the anode buses are equipped with jumpers, and to ensure safe and unhindered operation of the rearrangement of the extreme row of anode pins at the input and the output end of the cell, the input risers are located on the same axis as the first row of anode pins and are connected to the input ends of the anode busbars conductive tires.
Таким образом предлагаемая ошиновка обеспечивает снижение величины перекоса катодного металла, уменьшение скорости циркуляции расплава, снижение токовых возмущений и непроизводительных затрат электроэнергии, т.е. способствует стабилизации технологического режима электролизера.Thus, the proposed busbar provides a decrease in the skewness of the cathode metal, a decrease in the rate of circulation of the melt, a decrease in current disturbances and unproductive energy costs, i.e. helps to stabilize the technological mode of the electrolyzer.
От наиболее близкого аналога предлагаемая ошиновка отличается тем, что в ней одна часть пакетов с левого выходного стояка соединена с левой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 1,9-2,3:1, а вторая часть катодных шин, подведенных к этому же стояку, выполненным отдельно в составе катодной ошиновки пакетом, через стояк соединена с правой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 3,5-4,5:1, входные и выходные концы анодных шин снабжены перемычками. Предлагаемая трехстоячная ошиновка выполнена с возможностью распределения токовой нагрузки по стоякам (по направлению тока), %:The proposed bus differs from the closest analogue in that in it one part of the packages from the left output riser is connected to the left anode bus at a point dividing its length in a ratio of 1.9-2.3: 1, and the second part of the cathode buses brought to the same riser, made separately as part of the cathode busbar, is connected through the riser to the right anode bus at a point dividing its length in a ratio of 3.5-4.5: 1, the input and output ends of the anode buses are equipped with jumpers. The proposed three-stranded busbar is configured to distribute the current load along the risers (in the direction of the current),%:
причем 8-10% токовой нагрузки к левому выходному стояку подведено отдельно выполненным пакетом катодных шин с левой стороны катодного кожуха предыдущего по ходу тока электролизера, а входные стояки, расположенные вдоль продольных сторон катодного кожуха, расположены на одной оси с первым рядом анодных штырей и соединены с входными концами анодных шин огибающими шинами.moreover, 8-10% of the current load to the left output riser is supplied by a separately executed package of cathode buses on the left side of the cathode casing of the previous electrolyser current, and input risers located along the longitudinal sides of the cathode casing are located on the same axis with the first row of anode pins and are connected with the input ends of the anode tires envelope tires.
Таким образом, наличие в предлагаемом решении отличительных признаков от ближайшего аналога позволяет сделать вывод о соответствии его критерию изобретения «новизна».Thus, the presence in the proposed solution of distinctive features from the closest analogue allows us to conclude that its criteria of the invention of "novelty".
Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с ближайшим аналогом и другими известными в данной области близкими по технической сущности и наличию сходных признаков показал следующее.A comparative analysis of the proposed technical solution with the closest analogue and other known in the field close in technical essence and the presence of similar features showed the following.
Известна ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, характеризующаяся разделением катодных стержней на группы, соединенные с самостоятельными пакетами шин, причем пакеты, сформированные группами катодных стержней, ближних к входному торцу катодного кожуха, соединены со стояками, расположенными у входного торца, а остальные - со стояками, расположенными вдоль бортов катодного кожуха последующего электролизера, выполнением стояков как у входного торца катодного кожуха, так и вдоль бортов катодного кожуха (выносные стояки), в которой при разделении катодных стержней на две группы стояк, расположенный у борта, соединен с анодной шиной в ее середине, а при разделении катодных стержней на три группы стояки расположены так, что они соединены с анодной шиной в точках, делящих ее длину соответственно в соотношениях 1:3 и 2:3 (Патент СССР №738518, С 25 С 3/16, 1980 г.).The busbar of powerful aluminum electrolyzers is known for their longitudinal arrangement in the housing, characterized by the separation of the cathode rods into groups connected to separate bus packets, the packets formed by groups of cathode rods closest to the input end of the cathode casing being connected to risers located at the input end, and the rest - with risers located along the sides of the cathode casing of the subsequent electrolyzer, making risers both at the input end of the cathode casing, and along the sides of the cathode casing (remote risers), in which, when dividing the cathode rods into two groups, the riser located at the side is connected to the anode bus in its middle, and when dividing the cathode rods into three groups, the risers are located so that they are connected to the anode bus at the points dividing its length, respectively, in ratios 1: 3 and 2: 3 (USSR Patent No. 738518, C 25 C 3/16, 1980).
Известна ошиновка электролизеров для получения алюминия при продольным, двухрядном расположении их в корпусе, в которой пакеты катодных шин групп стержней ближних к входному торцу катодного устройства соединены со стояками, расположенными у входного торца, а остальные - со стояками, расположенными вдоль бортов катодного кожуха последующего электролизера, анодные стояки соединены с анодными шинами в точках, соответствующих 1/3 и 2/3 их длин, пакеты катодных шин на стороне, дальней от соседнего ряда электролизеров, установлены ниже пакетов катодных шин на противоположной стороне электролизера на 1,1-2,7 м, к выходному торцу анодной шины, расположенной на стороне, ближней к соседнему ряду электролизеров, подсоединено 17,6-20,6% всех катодных стержней предыдущего электролизера, а отношение количества катодных стержней, подключенных к входному торцу анодной шины, расположенной на стороне, дальней от соседнего ряда электролизеров, к количеству катодных стержней, подключенных к входному горцу анодной шины на противоположной стороне электролизера, составляет 1,14-1,7:1 (Патент РФ №2004630, С 25 С 3/16, 1993 г.).The busbar of electrolyzers is known for producing aluminum with a longitudinal, two-row arrangement of them in the housing, in which packages of cathode buses of groups of rods closest to the input end of the cathode device are connected to risers located at the input end, and the rest to risers located along the sides of the cathode casing of the subsequent electrolyzer , the anode risers are connected to the anode buses at points corresponding to 1/3 and 2/3 of their lengths, packages of cathode buses on the side farthest from the adjacent row of electrolyzers are installed below the packages of the cathode rods on the opposite side of the cell by 1.1-2.7 m, 17.6-20.6% of all cathode rods of the previous cell are connected to the output end of the anode bus, located on the side closest to the adjacent row of cells, and the ratio of the number the cathode rods connected to the input end of the anode bus located on the side farthest from the adjacent row of electrolyzers, to the number of cathode rods connected to the input end of the anode bus on the opposite side of the cell is 1.14-1.7: 1 (RF Patent No. 2004 630 C 2 5 C 3/16, 1993).
Известна ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их продольном, двухрядном расположении в корпусе, в которой катодные стержни разделены на группы, каждая из которых соединена с отдельным пакетом шин, пакеты катодных шин групп стержней, ближайших к входному торцу катодного кожуха, соединены со стояками в начале продольных сторон катодного кожуха, а остальные группы катодных стержней - со стояками, расположенными вдоль продольных сторон катодного кожуха последующего электролизера, группа катодных стержней, расположенных у выходного торца с правой стороны катодного кожуха по ходу направления тока, соединена с левым входным стояком, а группа катодных стержней, расположенных у выходного торца с левой стороны катодного кожуха, соединена с выходным стояком, расположенным на левой стороне катодного кожуха и соединенным с правой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 1:4 (Патент РФ №2007504, С 25 С 3/1 6, 1999 г.).The busbar of powerful aluminum electrolyzers is known for their longitudinal, two-row arrangement in the housing, in which the cathode rods are divided into groups, each of which is connected to a separate bus package, the cathode bus packages of the rod groups closest to the input end of the cathode casing are connected to risers at the beginning of the longitudinal sides of the cathode casing, and the remaining groups of cathode rods with risers located along the longitudinal sides of the cathode casing of the subsequent electrolyzer, a group of cathode rods located at the exit end face on the right side of the cathode casing along the current direction, is connected to the left input riser, and a group of cathode rods located at the output end on the left side of the cathode casing is connected to the output riser located on the left side of the cathode casing and connected to the right anode bus at a point dividing its length in a ratio of 1: 4 (RF Patent No. 2007504, C 25 C 3/1 6, 1999).
Известна ошиновка электролизера для получения алюминия с верхним двусторонним токоподводом к аноду при двухрядном продольном расположении электролизеров в корпусе, содержащая двухуровневую секционированную катодную ошиновку и анодную ошиновку, выполненную трехстоячной с возможностью распределения тока по стоякам, %: глухой входной 39-43, левый входной 32-36, лицевой выходной 23-27, в которой катодная ошиновка снабжена, по крайней мере, одной перемычкой, выполненной под днищем электролизера между первым и вторым блюмсами с возможностью переброса с глухой стороны на лицевую 7-11% токовой нагрузки (Патент РФ №2162901, С 25 С 34 6, 2001 г.).Known busbar electrolytic cell for producing aluminum with an upper two-sided current supply to the anode with a two-row longitudinal arrangement of electrolyzers in the housing, containing a two-level sectioned cathodic busbar and anode busbar made three-way with the possibility of current distribution among risers,%: blind input 39-43, left input 32- 36, the front output 23-27, in which the cathode bus is equipped with at least one jumper made under the bottom of the cell between the first and second blooms with the possibility of interruption dew from the blank side to the front 7-11% of the current load (RF Patent No. 2162901, C 25 C 34 6, 2001).
Известна ошиновка алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом и верхним двухсторонним подводом тока к аноду при двухрядном продольном расположении электролизеров в корпусе, которая снабжена перемычками, соединяющими анодные шины на входе и выходе электролизера, установленными между соединением анодных шин анодными стояками и местом установки крайних торцевых анодных штырей, причем каждая перемычка выполнена в виде двух Г-образных алюминиевых шин, соединенных, например, электродуговой сваркой (Решение о выдаче патента РФ по заявке №2000102533/02(002402) от 15.02.2001 г.).The busbar of an aluminum electrolyzer with a self-baking anode and an upper two-sided current supply to the anode is known for a two-row longitudinal arrangement of electrolysers in a casing, which is equipped with jumpers connecting the anode buses at the inlet and outlet of the electrolyzer, installed between the connection of the anode buses with the anode risers and the installation site of the end end anodes moreover, each jumper is made in the form of two L-shaped aluminum bars connected, for example, by electric arc welding (Decision on the grant of a patent of the Russian Federation for application No.2000102533 / 02 (002402) dated February 15, 2001).
Таким образом известны признаки, характеризующие как предлагаемое, так и другие решения:Thus, the signs characterizing both the proposed and other solutions are known:
- выполнение ошиновки трехстоячной;- performance of a trichannel busbar;
- расположение стояков вдоль продольных сторон катодного кожуха;- the location of the risers along the longitudinal sides of the cathode casing;
- разделение катодных стержней на группы, каждая из которых соединена с отдельным пакетом шин;- the separation of the cathode rods into groups, each of which is connected to a separate package of tires;
- соединение пакетов шин стержней, ближних к входному торцу катодного кожуха, со стояками в начале продольных сторон катодного кожуха последующего электролизера, а остальных пакетов шин со стояком, расположенным вдоль продольной стороны катодное кожуха, ближней к соседнему ряду электролизеров;- connection of packages of busbars of rods closest to the input end of the cathode casing with risers at the beginning of the longitudinal sides of the cathode casing of the subsequent electrolyzer, and the remaining packages of tires with a riser located along the longitudinal side of the cathode casing closest to the adjacent row of electrolyzers;
- соединение пакета катодных шин, расположенных у выходного торца с правой стороны катодного кожуха по ходу направления тока, с левым входным стояком;- connection of a package of cathode buses located at the output end on the right side of the cathode casing along the current direction, with the left input riser;
- соединение пакетов шин с выходного стояка с анодными шинами в точках, делящих длину шин в соотношениях 1:3, 2:3, 1:4;- connection of tire packages from the output riser to the anode tires at points dividing the length of the tires in the ratios 1: 3, 2: 3, 1: 4;
- дифференцированное распределение токовой нагрузки по стоякам (по направлению тока), %:- differentiated distribution of the current load along the risers (in the direction of the current),%:
- выполнение перемычек на входных концах и выходных концах анодных шин;- the implementation of jumpers at the input ends and output ends of the anode tires;
- переброска части токовой нагрузки пакетов катодных шин, расположенных у выходного торца, с правой стороны катодного кожуха по ходу направления тока, на левый входной стояк;- transferring part of the current load of the cathode bus packets located at the output end, on the right side of the cathode casing along the current direction, to the left input riser;
- переброска 7-11% токовой нагрузки с глухой стороны на лицевую сторону через перемычку, выполненную под днищем электролизера между первым и вторым блюмсами.- transfer of 7-11% of the current load from the blank side to the front side through a jumper made under the bottom of the cell between the first and second blooms.
Предлагаемое решение характеризуется также и существенными отличительными признаками:The proposed solution is also characterized by significant distinguishing features:
- формирование и распределение токовой нагрузки левого выходного стока: токовая нагрузка к нему подведена дифференцированно отдельными электрически изолированными пакетами шин;- the formation and distribution of the current load of the left output runoff: the current load is supplied to it differentially by separate electrically isolated tire packages;
- часть пакетов левого выходного стояка соединена с левой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 1,9-2,3:1;- part of the packages of the left output riser is connected to the left anode bus at a point dividing its length in the ratio of 1.9-2.3: 1;
- оставшаяся часть катодных шин левого выходного стояка соединена с правой анодной шиной в точке, делящей ее длину в соотношении 3,5-4,5:1;- the rest of the cathode tires of the left output riser is connected to the right anode bus at a point dividing its length in the ratio of 3.5-4.5: 1;
- выполнение расположенных вдоль продольных сторон катодного кожуха входных стояков на одной оси с первым рядом анодных штырей и их соединение с входными концами анодных шин огибающими шинами.- implementation located along the longitudinal sides of the cathode casing of the input risers on the same axis with the first row of anode pins and their connection with the input ends of the anode tires envelope tires.
Использование совокупности существенных сходных и отличительных признаков, характеризующих предлагаемое решение, позволяет получить более высокий технико-экономический результат: по предварительным результатам выход по току (электролизера с самообжигающимся анодом) возрастает до 90,2%, по ближайшему аналогу - 89%, что и позволяет сделать вывод о его соответствии критерию изобретения «изобретательский уровень».Using a combination of significant similar and distinctive features that characterize the proposed solution, one can obtain a higher technical and economic result: according to preliminary results, the current efficiency (of a cell with a self-baking anode) increases to 90.2%, and according to the closest analogue - 89%, which allows to conclude that it meets the criteria of the invention of "inventive step".
Заявляемые в предлагаемом решении параметры определены расчетно-опытным путем и подтверждаются замерами.Declared in the proposed solution, the parameters are determined by calculation and experimental means and confirmed by measurements.
Ошиновка состоит (фиг.1) из анодных шин 1, 2, входных стояков 3, 4, расположенных на одной оси с первым рядом анодных штырей и выходного стояка 5, расположенного на левой продольной стороне катодного кожуха; пакетов катодных шин групп стержней, ближайших к входному торцу катодного кожуха 6, 7, соединенных со стояками 3, 4 в начале продольных сторон катодного кожуха последующего электролизера, которые соединены огибающими шинами 8, 9 с входными концами анодных шин 1, 2; пакетов катодных шин 10, 10', выполненных отдельно и электрически изолированных, соединенных с выходным стояком 5 и с анодными шинами 1, 2, шинами 11, 12 пакета катодных шин 13, группы стержней, расположенных у выходного торца с правой стороны катодного кожуха, соединенного с левым входным стояком 4 поперечной шиной 14, выполненной под днищем электролизера, перемычек на входных 15 и выходных 16 концах анодных шин. Ошиновка работает следующим образом. Токовая нагрузка с катодного устройства предыдущего электролизера через пакеты катодных шин 6, 7, сформированные из групп катодных стержней, ближайших к входному торцу катодного кожуха, поступает на входные стояки 3, 4, причем часть токовой нагрузки на левый входной стояк 4 подведена с правой стороны катодной ошиновки через поперечную шину 14. Через огибающие шины 8, 9 ток со стояков 3, 4 поступает на входные концы анодных шин 1, 2. На левый выходной стояк токовая нагрузка поступает с левой стороны катодного устройства, через пакеты 10, 10', сформированные из групп катодных стержней, ближних к выходному торцу катодного кожуха, причем пакеты 10, 10' выполнены отдельно и электрически изолированы, часть этих пакетов соединена через шину 11 с правой анодной шиной 2 в точке, делящей ее длину в соотношении 4,5:1, а остальная нагрузка со стояка 5 поступает через шину 12 на левую анодную шину 1, с которой стояк 5 соединен в точке, делящей ее длину в соотношении 2,2:1. Перемычки 15, 16 обеспечивают более равномерное токораспределение по анодной ошиновке и анодному массиву. Предлагаемая ошиновка смонтирована на Иркутском алюминиевом заводе и проходит опытно-промышленные испытания.The bus consists (Fig. 1) of anode tires 1, 2, input risers 3, 4 located on the same axis as the first row of anode pins and output riser 5 located on the left longitudinal side of the cathode casing; packages of cathode buses of groups of rods closest to the input end of the cathode casing 6, 7, connected to risers 3, 4 at the beginning of the longitudinal sides of the cathode casing of the subsequent electrolyzer, which are connected by envelope buses 8, 9 with the input ends of the anode tires 1, 2; packages of cathode buses 10, 10 ', made separately and electrically isolated, connected to the output riser 5 and to the anode tires 1, 2, tires 11, 12 of the package of cathode tires 13, a group of rods located at the output end on the right side of the cathode casing connected with the left inlet riser 4 transverse bus 14, made under the bottom of the electrolyzer, jumpers on the input 15 and output 16 ends of the anode tires. The bus operates as follows. The current load from the cathode device of the previous electrolyzer through the cathode busbar packages 6, 7, formed from the groups of cathode rods closest to the input end of the cathode casing, enters the input risers 3, 4, and a part of the current load on the left input riser 4 is connected to the right side of the cathode busbars through the transverse bus 14. Through the envelope tires 8, 9, the current from the risers 3, 4 is supplied to the input ends of the anode buses 1, 2. The current load is supplied to the left output riser from the left side of the cathode device, through packets 10, 10 ', formed data from groups of cathode rods closest to the output end of the cathode casing, where the packages 10, 10 'are made separately and electrically isolated, some of these packages are connected via a bus 11 to the right anode bus 2 at a point dividing its length in a ratio of 4.5: 1 and the remaining load from the riser 5 enters through the bus 12 to the left anode bus 1, to which the riser 5 is connected at a point dividing its length in a ratio of 2.2: 1. Jumpers 15, 16 provide a more uniform current distribution over the anode busbar and the anode array. The proposed bus mounted at the Irkutsk aluminum plant and is undergoing pilot tests.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003110969/02A RU2259428C2 (en) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Equipping of powerful aluminum electrolyzers with the bus-bars |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003110969/02A RU2259428C2 (en) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Equipping of powerful aluminum electrolyzers with the bus-bars |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003110969A RU2003110969A (en) | 2004-12-27 |
| RU2259428C2 true RU2259428C2 (en) | 2005-08-27 |
Family
ID=35846856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003110969/02A RU2259428C2 (en) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Equipping of powerful aluminum electrolyzers with the bus-bars |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2259428C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2339742C2 (en) * | 2006-12-05 | 2008-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Bus arrangement of lengthway located aluminum electrolysers |
| CN1793432B (en) * | 2005-11-25 | 2010-06-02 | 贵阳铝镁设计研究院 | Configuration method of cathode bus bar of aluminum electrolytic cell |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049528A (en) * | 1975-09-18 | 1977-09-20 | Aluminum Pechiney | Method and a device for the supply of electric current to transverse igneous electrolysis tanks to minimize effects of magnetic fields |
| RU2004630C1 (en) * | 1991-05-15 | 1993-12-15 | АО "Са нский алюминиевый завод" | Buses of electrolyzers for production of aluminium and two-row arrangement of them in body |
| RU2007504C1 (en) * | 1989-09-15 | 1994-02-15 | Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Bus arrangement of powerful aluminium electrolyzers at their longitudinal location in housing |
| RU2170290C1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-07-10 | ОАО "Объединенная компания "Сибирский алюминий" | Power suply unit for aluminium electrolyzers connected in series |
-
2003
- 2003-04-16 RU RU2003110969/02A patent/RU2259428C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049528A (en) * | 1975-09-18 | 1977-09-20 | Aluminum Pechiney | Method and a device for the supply of electric current to transverse igneous electrolysis tanks to minimize effects of magnetic fields |
| RU2007504C1 (en) * | 1989-09-15 | 1994-02-15 | Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Bus arrangement of powerful aluminium electrolyzers at their longitudinal location in housing |
| RU2004630C1 (en) * | 1991-05-15 | 1993-12-15 | АО "Са нский алюминиевый завод" | Buses of electrolyzers for production of aluminium and two-row arrangement of them in body |
| RU2170290C1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-07-10 | ОАО "Объединенная компания "Сибирский алюминий" | Power suply unit for aluminium electrolyzers connected in series |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1793432B (en) * | 2005-11-25 | 2010-06-02 | 贵阳铝镁设计研究院 | Configuration method of cathode bus bar of aluminum electrolytic cell |
| RU2339742C2 (en) * | 2006-12-05 | 2008-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Bus arrangement of lengthway located aluminum electrolysers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3969213A (en) | Aluminum electrolytic cells | |
| CN101065517B (en) | Method for electrical connection and magnetic compensation of aluminium reduction cells, and a system for same | |
| CN1051810C (en) | Arrangement for compensation of damaging manetic fields on transversally disposed electrolysis cells | |
| CN101092712A (en) | A device for compensating a magnetic field induced in a linearly arranged series of electrolysis cells by an adjacent generally parallel line of cells | |
| RU2118410C1 (en) | Bus arrangement system of electrolyzer | |
| KR850001537B1 (en) | How to eliminate magnetic disturbance in a row-type high current electrolytic cell for electrolytic production of aluminum | |
| US4313811A (en) | Arrangement of busbars for electrolytic cells | |
| RU2259428C2 (en) | Equipping of powerful aluminum electrolyzers with the bus-bars | |
| US3775280A (en) | System of current-supply buses in aluminum-producing electrolyzers | |
| CN100570010C (en) | Group of electrolytic cells for the production of aluminum comprising means for equalizing the magnetic field at both ends of the production line | |
| EA030271B1 (en) | Aluminium smelter comprising a compensating electric circuit | |
| US4270993A (en) | Method of stabilizing an aluminum metal layer in an aluminum electrolytic cell | |
| RU2259427C2 (en) | Equipping of an aluminum electrolyzing bath with the bus-bars | |
| RU2164557C2 (en) | Busbars system of aluminium cell | |
| RU2722026C2 (en) | Series of electrolytic cells for producing aluminum, comprising means for balancing the magnetic fields at the end of the row | |
| RU2548352C2 (en) | Bus arrangement of lengthways located aluminium electrolysers | |
| KR850000134B1 (en) | Method for Symmetry of Vertical Magnetic Fields in Transversely Placed Aluminum Electrolyzers | |
| CN110029357A (en) | A kind of cell room and electrolytic cell layout structure of potline | |
| RU2210636C2 (en) | Bus arrangement of aluminum electrolyzers with longitudinal double-row positioning in block | |
| RU2022717C1 (en) | Method and apparatus for copper powder production by electrolysis of sulfate solutions | |
| RU2162901C2 (en) | Bus arrangement of electrolyzer producing aluminum | |
| RU2505626C1 (en) | Bus arrangement of electrolysis cell for producing aluminium | |
| RU2339742C2 (en) | Bus arrangement of lengthway located aluminum electrolysers | |
| RU2282681C1 (en) | Bus arrangement for aluminum electrolyzers | |
| 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: 20090417 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110527 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130417 |