DE2845614A1 - Anordnung zum kompensieren schaedlicher magnetischer einfluesse zwischen reihen querliegender elektrolytischer zellen zur gewinnung von aluminium - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERIJCH - 2 - D-8000 MÜNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. rer. nat. W. KÖRBER ^ (°⁸⁹> '29 66 84

Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS -_q/

PATENTANWÄLTE £ Q 4 5 Q | 4

ARDAL OG SUMDATj V3RK a.s.
3/ta'kedalsveien 6

Oslo 3 / Norwegen

Anordnung zum Kompensieren schädlicher magnetischer Einflüsse zwischen Reihen querliegender elektrolytischer Zellen zur Gewinnung von Aluminium

BESGHREIBUITG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Kompensieren des schädlichen magnetischen Einflusses, der zwischen zwei oder mehr Reihen von sich jeweils in der Querrichtung erstreckenden elektrolytischen Zellen auftritt, mittels v/elcher Aluminium durch eine elektrolytische Reduktion in einem geschmolzenen Bad erzeugt wird.

In der Patentanmeldung P 21 31 473.8 ist ein Verfahren zum Kompensieren des entsprechenden schädlichen magnetischen Einflusses zwischen Reihen von Zellen oder Tiegeln beschrieben, bei denen sich die Zellen in der Längsrichtung erstrekken, doch läßt sich dieses Verfahren nicht unmittelbar auf sich in der Querrichtung erstreckende Zellen übertragen, da die Stromschienen hierbei auf erheblich andere Weise angeordnet sind.

Es sind verschiedene Vorsichtsmaßnahmen bekannt, die dazu dienen, den schädlichen magnetischen Einfluß zwischen Reihen

90981 R/0777

von querliegenden elektrolytischen Zellen oder Tiegeln zum Erzeugen von Aluminium durch elektrolytische Reduktion zu verringern oder auszuschalten. In der DT-OS 2 653 643 ist ein Verfahren beschrieben, gemäß welchem der Strom, der von der Rückseite eines Tiegels innerhalb einer Reihe zu dem nächstfolgenden Tiegel innerhalb der Reihe geleitet wird, in zwei Teile derart unterteilt wird, daß ein größerer Teil um die kürzere Seite des Tiegels heruaigeleitet wird, welche der benachbarten Reihe zugewandt ist, während ein kleinerer Teil um die entgegengesetzte kurze Seite herumgeleitet wird.

Im Gegensatz zu dem Verfahren nach der genannten DT-OS ist die vorliegende Erfindung insbesondere auf querliegende elektrolytische Zellen oder Tiegel gerichtet, bei denen der größte Teil des Stroms von der Rückseite eines Tiegels innerhalb einer Reihe zu dem nächstfolgenden Tiegel innerhalb der Reihe geleitet wird, durch zwei oder mehr unterhalb des Tiegels angeordnete Schienen fließt.

Grundsätzlich ist durch die Erfindung eine Anordnung geschaffen worden, bei der ein weiterer kleinerer Teil des Stroms, der zu der nächstfolgenden Zelle innerhalb der betreffenden Reihe geleitet wird, vollständig um diejenige kurze Tiegelseite herumgeleitet wird, welche der benachbarten Reihe zugewandt ist, d.h. derjenigen benachbarten Reihe, welche einen vorherrschenden magnetischen Einfluß auf die betreffende Tiegelreihe ausübt. Dieser Teil des Stroms wird mit Hilfe eines Leiters weitergeleitet, der vorzugsweise unmittelbar außerhalb des Kathodenmetallkörpers angeordnet ist, so daß der durch diesen Leiter fließende Strom nur ein senkrecht verlaufendes Magnetfeld erzeugt, das in einer Richtung wirkt, welche der Wirkungsrichtung des durch die benachbarte Tiegelreihe erzeugten Nagnetfeldes entgegengesetzt ist.

Die erforderliche Stärke des Stroms, der durch diesen Leiter fließt, welcher im folgenden als "Kompensationsschiene"

909816/0777

bezeichnet wird, richtet sich veitgehend nach der Anordnung der Tiegelreihen, doch ist der Abstand zwischen Reihen von querliegenden Tiegeln in der Praxis gewöhnlich größer als der Abstand zwischen Reihen von sich in der Längsrichtung erstreckenden Tiegeln, so daß ein kleinerer Teil des Elektrolysestroms, der z.B. bis zu 20% des Gesamtstroms entspricht, für die erfindungsgemäße Kompensation benötigt wird.

Somit ist durch die Erfindung eine Anordnung zum Kompensieren des schädlichen magnetischen Einflusses zwischen zwei oder mehr Reihen von querliegenden elektrolytischen Tiegeln oder Zellen zur Gewinnung von Aluminium durch eine elektrolytische Reduktion in einem geschmolzenen Bad geschaffen worden, bei welcher der größte Teil des Stroms, welcher von der Rückseite eines Tiegels innerhalb einer Tiegelreihe zum nächstfolgenden Tiegel innerhalb dieser Reihe geleitet wird, durch zwei oder mehr Leiter geleitet wird, die unterhalb des Tiegels angeordnet sind. Ein weiterer kleinerer Teil des Stroms, welcher zu dem nächstfolgenden Tiegel innerhalb der Reihe weitergeleitet wird, wird vollständig um diejenige kurze Seite herumgeleitet, welche der magnetisch vorherrschend zur Wirkung kommenden benachbarten Tiegelreihe zugewandt ist. Dieser kleinere Teil des Stroms entspricht vorzugsweise höchstens 20% des gesamten Elektrolysestroms.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ia Längsschnitt drei innerhalb einer Reihe angeordnete elektrolytische Zellen oder Tiegel;

Fig. 2 die Draufsicht der Anordnung nach Fig. 1; und

Fig. 3 einen weitere Einzelheiten erkennen lassenden Schnitt, aus dem ersichtlich ist, auf welche Weise sich die erfindungsgemäße StromzufUhrungsanordnung in der Praxis bei zwei elektrolytischen Zellen ausbilden läßt.

9G9818/0777

28456U

Die drei in Fig. 1 und 2 dargestellten Tiegel Cl, C2 und C3 bilden nur einen kleinen Teil einer größeren Anzahl von Tiegeln, welche eine Tiegelreihe bilden, die zu einer Tiegelanlage gehört, bei welcher mindestens eine weitere Tiegelreihe vorhanden ist, welche sich parallel zu der dargestellten Reihe erstreckt, zu der die drei dargestellten Tiegel gehören; bei der bzw. jeder benachbarten Tiegelreihe fließt der Strom in einer Richtung, die der Richtung des durch die Tiegel Cl, C2 und C3 fließenden Stroms entgegengesetzt ist. Gemäß Fig. 1 fließt der Strom von links nach rechts, während er gemäß Fig. 2 von unten nach oben fließt.

In Fig. 1 wird der Anodenstrom bei Al bzw. A2 bzw. A3 zugeführt. Eine Steigleitung S2 ist mit der Anode A2 verbunden, und eine weitere Steigleitung S3 ist an die Anode A3 angeschlossen. Gemäß Fig. 2 können drei Anodensteigleitungen S2a, S2b und S2c zum Zuführen des Stroms zu dem Tiegel C2 und drei Anordensteigleitungen S3a, S3b und S3c zum Zuführen des Stroms zu dem Tiegel C3 vorhanden sein.

Auf der Längsseite jedes Tiegels sind mehrere Kathodenanzapfungen vorhanden, wobei eine Kathodenanzapfung Bl bei dem Tiegel Cl angedeutet ist. Der größere Teil des den Kathodenanzapfungen auf der Rückseite bzw. der Eintrittsseite jedes Tiegels entnommenen Stroms wird durch unterhalb des betreffenden Tiegels angeordnete Schienen zu den Steigleitungen für den nächsten Tiegel innerhalb der Reihe geleitet. In Fig. 1 sind diese unter den Zellen Cl, C2 und C3 angeordneten Schienen bei Ul, U2 und U3 dargestellt. Fig. 2 zeigt drei solche Schienen UIa, UIb und UIc unter der Zelle Cl sowie drei weitere Schienen U2a, U2b und U2c unter der Zelle C2.

Gemäß der Erfindung ist den Zellen Cl und C2 jeweils eine Kompensationsschiene Kl bzw. K2 zugeordnet; jede dieser Kompensationsschienen erstreckt sich über eine der kürzeren Seiten der betreffenden Zellen. Hierbei sind die Kompensations-

909818/0777

schienen so angeordnet, daS sie derjenigen benachbarten Tiegelreihe zugewandt sind, deren magnetischer Einfluß gegenüber der betrachteten Tiegelreihe vorherrschend ist. Außerdem sollen die Kompensationsschienen Kl und K2 in einem möglichst kleinen Abstand von den Mänteln der Tiegel Cl und C2 angeordnet sein, damit sie die gewünschte Wirkung hervorrufen.

In der Praxis können die Kompensationsschienen z.B. einen Strom von 15 bis 20 kA führen, während die drei Schienen, die gemäß Fig. 2 unter den Tiegeln angeordnet sind, jeweils einen Strom von 25 bis 30 kA führen können.

In Fig. 2 ist der durch die Kompensationsschienen fließende Strom mit iK bezeichnet.

Fig. 3 zeigt im Schnitt zwei querliegende elektrolytische Zellen oder Tiegel 1 und 2, von denen jeder mit einer Schienenanordnung versehen ist. Zu den Schienenanordnungen gehören Steigleitungen 11 und 21, die den Strom den Anoden über Anodenschrauben 12a, 12b bzw. 22a, 22b zuführen. Auf der Rückseite bzw. der Eintrittsseite des Tiegels 1 wird der den Kathodenanzapfungen entnommene Strom mittels einer querliegenden Schiene 15 gesammelt, die der Schiene Fl in Fig. und 2 entspricht, und dieser Strom wird teilweise unterhalb des Tiegels durch Schienen 14 und teilweise durch eine Kompensationsschiene 17 längs der kurzen Seite des Tiegels zum unteren Ende der Anodensteigleitung 21 des nächstfolgenden Tiegels 2 weitergeleitet. Gemäß Fig. 3 ist die Kompensationsschiene 17 etwa auf gleicher Höhe mit dem Metallsumpf bzw. der Metallschicht auf dem Boden des Tiegels angeordnet. Die Unterteilung des Stroms auf die Schienen 14 unterhalb des Tiegels und die Kompensationsschiene 17, die sich längs der kurzen Seite des Tiegels erstreckt, richtet sich z.B. nach der Anzahl der Kathodenanzapfungen 13, die mit den betreffenden Schienen verbunden sind. Bei dem Tiegel 2 ist in Fig. 3 eine entsprechende Anordnung von Kathodenanzapfungen 23 mit

909818/0777

28456U

unter dem Tiegel angeordneten Schienen 24, einer querliegenden Sammelschiene 25 und einer Kompensationsschiene 27 dargestellt.

Die Zeichnungen lassen die wesentlichen Merkmale der Erfindung nur in schematischer Darstellung erkennen; Einzelheiten der Anordnung der Zellen oder Tiegel sowie der Einrichtungen zum Zuführen von Strom sind nicht dargestellt. Ferner sei bemerkt, daß die aus den Zeichnungen ersichtliche Anordnung der verschiedenen Leiter oder Schienen nicht als die optimale Anordnung für Zellen oder Tiegel beliebiger Abmessungen zu betrachten ist. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, bei größeren Tiegeln eine größere Anzahl von unterhalb des Tiegels angeordneten Schienen zu verwenden, und in solchen Fällen ist es außerdem zweckmäßig, die beiden äußersten Schienen unterhalb des Tiegels so weit nach außen zu versetzen, daß sie beiden Enden des Tiegels benachbart sind.

Wenn genügend Raum zur Verfügung steht, ist es möglich, mehrere Reihen von Tiegeln, z.B. vier Reihen, so anzuordnen, daß nur bei den äußeren Reihen eine Kompensation erforderlich ist. Somit kann der erforderliche Kompensationsstrom variieren, und er kann bis zu 20% des gesamten Elektrolysestroms betragen.

Der Patentanwalt:

I.

909818/0777

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE

1. Anordnung zum Kompensieren schädlicher magnetischer Einflüsse zwischen zwei odor mehr Reihen von querliegenden elektrolytischen Zellen oder Tiegeln zur Gewinnung von Aluminium durch eloktrolytische Reduktion in einer Schmelze, bei welcher der größte Teil des Stroms, der von der Rückseite einer Zelle innerhalb einer Zellenreihe zur nächstfolgenden Zelle innerhalb der Reihe geleitet wird, durch zwei oder mehr unterhalb der Zelle angeordnete Leiter fließt, dadurch gekennzeichnet , daß ein weiterer kleinerer Teil des Stroms, der der nächstfolgenden Zelle innerhalb der Reihe zugeführt wird, vollständig um diejenige kurze Seite der Zelle herumgeleitet wird, welche der magnetisch vorherrschenden benachbarten Reihe von Zellen zugewandt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte kleinere Teil des Stroms höchstens 20% des gesamten Elektrolysestroms beträgt.