WO2014014373A1 - Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения - Google Patents
Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014014373A1 WO2014014373A1 PCT/RU2012/000572 RU2012000572W WO2014014373A1 WO 2014014373 A1 WO2014014373 A1 WO 2014014373A1 RU 2012000572 W RU2012000572 W RU 2012000572W WO 2014014373 A1 WO2014014373 A1 WO 2014014373A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- cathode
- electrolyzer
- risers
- subsequent
- buses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
-
- 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
Definitions
- the invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the electrolytic production of aluminum in electrolyzers connected to each other in a series electric circuit.
- the electrolysers are connected by a system of conductive buses, one of the main requirements for which is to ensure the optimum magnetic field in the melt, which has a minimal negative effect on the process.
- 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.
- the distribution of current along the risers is as follows: the input left (along the current) riser is 30-32%, the input right 36-38%, the output left 20-18%, the output right 12-14%.
- the cathode and bypass tires on the side of the electrolyzer closest to the adjacent row are located 30- higher in height 50 cm than from the opposite side, i.e. closer to the layer of molten metal. (USSR author's certificate 356312, C 22 d 3/12, 1972).
- Known busbar aluminum cell with a longitudinal location of the cells in the housing, containing cathode rods connected to packages of cathode buses located on the longitudinal sides of the cell, each of which consists of at least one cathode bus, input and output anode risers connected to packages of cathode buses with connecting buses and transmission buses with anode buses.
- Anode buses at the input and output are equipped with jumpers at the input and output and an additional jumper.
- the electric circuits for supplying the current load are made with differentiated electrical resistance.
- the busbar can be made four-way, with two input risers located at the input end of the cell in the projection of its cathode device, two output risers are located on the longitudinal sides at a distance from the central transverse axis of the cell, 0.05-0.16 of the length of the cell, and bus made with the distribution of the current load among the risers,%: left input 15-35, right input 10-40, left output 15-35, right output 10-40 (RF Patent .281989, ⁇ 25 ⁇ ⁇ / 16, 2006).
- the invention allows to slightly optimize the electromagnetic characteristics of the process and the circulation speed of the metal and electrolyte, but does not provide fully high MHD stability of the electrolyzer, the busbar is bulky, difficult to install, s a significant number of contact nodes will lead to significant unproductive current losses, and remote anode risers make it difficult to maintain the cell.
- Cathode buses transmitting current from the cathode rods of the electrolyzer from the side of the input end of the cathode casing are located along the transverse and longitudinal axes of the electrolyzer under the bottom of the cell, rise at the output end of the cathode casing of the electrolyzer to a metal level and are connected to risers located in the input end of the cathode casing of the subsequent electrolyzer (RF patent N ° 2282681, ⁇ 25 ⁇ 7/06, 2006).
- the well-known busbar provides optimal compensation of the magnetic field and the achievement of high MHD stability of the electrolyzer, but the busbar itself is cumbersome, the anode risers on the longitudinal sides of the electrolyzers will complicate the technological maintenance of the electrolyzer.
- 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 the side farthest from the neighboring row of electrolyzers is installed below the cathode bus packets on the opposite side of the cell by 1.1-2.7 m, 17.6-20 are connected to the output end of the anode bus located on the side closest to the adjacent row of electrolyzers 6% of all cathode rods of the previous cell, in addition, the ratio of the number of cathode rods connected to the input end of the anode bus located on
- a device for powering series-connected aluminum electrolytic cells in their longitudinal arrangement in the housing, containing anode buses, cathode rods and risers, which are located at the input end and in the middle of the longitudinal sides of the cathode casing, and the compensation of the field of the adjacent row of electrolytic cells is carried out by additional buses, which are located on level packages of cathode buses on the inner and outer sides of both rows of electrolyzers.
- Cathode rods are divided into groups, each of which connected to an independent package of cathode buses (RF patent ⁇ ° 2170290, ⁇ 25 ⁇ ⁇ / 16, 2000).
- a disadvantage of the known technical solution is that it cannot be used on electrolyzers with a longitudinal arrangement in the case of large unit power (250 kA and above) due to insufficient compensation of the magnetic field.
- the MHD stability of the electrolyzer at such significant currents is provided by increased requirements for the configuration of the magnetic field in the electrolyzer bath.
- the operation of the cell in acceptable technological conditions is complicated by the location of the anode risers on the longitudinal sides of the cell.
- the busbar of a series-connected cell comprising two risers located in the middle of the longitudinal sides of the cell, two other risers located at the input end of the cathode casing of the cell.
- the current from a part of the cathode rods of the electrolyzer located on the input side of the cathode casing is transmitted using cathode buses to risers located on the longitudinal sides of the subsequent electrolyzer.
- the cathode buses transmitting current from the cathode rods of the electrolyzer from the side of the output end of the cathode casing are located along the transverse and longitudinal axes of the cell under the bottom of the cell, rise at the output end of the cathode casing of the cell to approximately the metal level and are connected to risers located in the input end of the cathode casing of the subsequent electrolyzer (RF Patent N22328556, C25C 3/16, 2006).
- Compensation for the influence of the adjacent row of electrolyzers is provided by transferring part of the current from the cathode rods near the middle of the electrolyzer to the opposite side of the electrolyzer with a bus, which runs under the bottom of the cathode casing, rises to about the middle of the metal level and returns under the bottom of the cathode casing to the middle riser of the subsequent electrolyzer.
- a disadvantage of the known technical solution is that a high supply of MHD stability is provided by the bulky busbar design and the use of anode risers on the longitudinal sides of the electrolyzers.
- the closest in technical essence and the achieved effect to the proposed technical solution is the busbar of powerful aluminum electrolytic cells in their longitudinal arrangement in the housing, containing anode busbars, risers located at the input and output ends of the cathode casing, and cathode rods, divided into approximately the same groups, each of which is connected to independent cathode buses; in this case, the cathode buses of the groups of rods closest to the input end of the cathode casing are connected to risers located at the input end, and the remaining groups of cathode rods are connected to risers located at the output end of the electrolyzer (US Patent N24132621, ⁇ 25 ⁇ 3/16, 1979) .
- a disadvantage of the known technical solution is that it cannot be used on electrolyzers with a longitudinal arrangement when operating at a low interpolar distance due to insufficient compensation of the magnetic field. MHD stability of the cell at small interpolar distances is provided by increased requirements for the configuration of the magnetic field in the cell bath. For the electrolyzer to work in acceptable technological conditions, it is necessary to minimize the value of the vertical magnetic field.
- the objective of the invention is to develop a busbar design for electrolytic cells, providing increased productivity of electrolytic cells due to the stable operation at small interpolar distances.
- the technical result of the invention is to achieve a high degree of compensation of electromagnetic forces in the melt due to optimization configuration of the magnetic field in the bath of the electrolyzer and reducing the magnitude of the vertical magnetic field.
- the problem is solved in that in the busbar of aluminum electrolytic cells when they are longitudinally arranged in a housing containing anode buses, risers and cathode rods, divided into groups, each of which is connected to individual cathode buses, cathode buses of rod groups closest to the input end of the previous electrolyzer are connected to risers located at the input end of the subsequent electrolyzer, and the remaining groups of cathode rods are connected to risers, at the output end of the subsequent electrolyzer, according to the proposal
- the cathode buses of the groups of rods closest to the input end of the previous electrolyzer are located under the bottom of the previous electrolyzer, and the cathode buses of the remaining groups of rods are located under the bottom of the previous and subsequent electrolysers, or the previous, subsequent electrolysis cells and along the cathode casing on the front side of the subsequent electrolyzer while the risers located at the input end of the subsequent electrolyzer are installed with an offset to the center of the electroly
- the invention complements a particular distinguishing feature.
- the cathode bus along the cathode casing on the front side of the subsequent electrolyzer is made with a distribution of 70-100% of the current load, of the total current load on the risers located at the output end of the subsequent electrolyzer.
- Fig.1 shows a bus diagram with the location of the cathode buses under the bottom of the previous and subsequent electrolysers
- Fig.2 is a bus diagram of the prototype
- Fig.Z is the vertical component of the magnetic field induction (in Gauss) for the electrolytic cell at a current strength of 150 kA
- figure 4 is a vertical component of the magnetic field induction (in Gauss) for the electrolyzer with the claimed busbar
- figure 5 is a busbar diagram with the location of the cathode buses under the bottom of the previous, subsequent electrolytic cells and along the cathode casing with the front side ony subsequent electrolyzer.
- the busbar design of the electrolyzer includes two risers 1 and 2 located symmetrically in the inlet end of the cathode casing of the subsequent electrolyzer in the middle, and two risers 3 and 4 located symmetrically in the outlet end of the cathode casing of the subsequent electrolyzer.
- a part of the cathode rods of the electrolyzer located on the inlet end side is connected using cathode buses 5 and 6 to the risers 1 and 2.
- the cathode buses 7 and 8 transmit current from the cathode rods of the electrolyzer from the output end of the cathode casing for risers 3 and 4.
- the claimed busbar (Fig.
- cathodic current collector down below the bottom of the cell.
- a part of the cathode rods of the electrolyzer located on the input end side are connected with the help of cathode buses 5 and 6 to the risers 1 and 2 and are located under the bottom of the electrolyzer.
- Cathode buses 7 and 8 are located under the bottom of the two electrolytic cells and transmit current from the cathode rods of the electrolyzer from the output end of the cathode casing to risers 3 and 4. It is possible to perform the cathode bus from the front of the electrolyzer not under the bottom of the subsequent electrolyzer, but along the side of the cathode casing of the subsequent electrolyzer on the front side.
- the large MHD stability of the cell is associated with minimizing the vertical magnetic field in the cell bath. Improving the technological parameters of the electrolyzer is achieved by the stable operation of the electrolyzer at shorter interpolar distances.
- FIG. 3 shows the contours of the vertical magnetic field in a layer of molten metal.
- FIG. 4 shows that, when carrying out current supply with a current output under the bottom of the electrolyzer according to the specified bus circuit, leads to a significant decrease in the magnitude of the vertical magnetic.
- this provides a significantly higher MHD stability of the electrolyzer with a new busbar.
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)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия в электролизерах, соединенных друг с другом в последовательную электрическую цепь.
Соединение электролизеров осуществляется системой токопроводящих шин, одним из основных требований к которой является обеспечение в расплаве оптимального магнитного поля, которое оказывает минимальное отрицательное влияние на технологический процесс.
Значительное влияние на магнитогидродинамические и энергетические характеристики алюминиевого электролизера оказывают магнитные поля как собственно электролизера, так и соседних работающих электролизеров.
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.
Основные требования, предъявляемые к эффективно работающей ошиновке, заключаются в следующем:
- минимизация и симметрия поперечной составляющей магнитной индукции By;
- минимизация, симметрия и знакопеременность относительно продольной и поперечной осей вертикальной составляющей магнитной индукции Bz.
Выполнение этих требований приводит к уменьшению скорости циркуляции расплава, к снижению величины перекоса и стабилизации возмущений поверхности раздела металл-электролит, стабилизации возмущений.
Известна ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, содержащая анодные шины, стояки и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с самостоятельным пакетом катодных шин; при этом, 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. (Патент СССР N°738518, С 25 С 3/16, 1978).
Этим техническим решением не обеспечивается создание оптимальной конфигурации магнитного поля при двухрядном продольном расположении электролизеров в корпусе вследствие наличия не скомпенсированной вертикальной составляющей магнитного поля от соседнего ряда электролизеров. Не скомпенсированные электромагнитные силы приводят к большим циркуляциям расплава и большим перекосам уровня металла, к существенному снижению запаса магнитогидродинамической (МГД- устойчивости) электролизера и не позволяют получать высокие технико- экономические показатели при увеличении единичной мощности электролизера.
Известен способ ошиновки алюминиевых электролизеров с двусторонним токоподводом к аноду при двухрядном продольном расположении электролизеров в корпусе, в котором сечение обводного пакета на ближней к соседнему ряду стороне электролизера выполняют большим и подключают к нему большее количество катодных стержней, чем к обводному пакету противоположной стороны электролизера.
При этом, распределение тока по стоякам следующее: входной левый (по ходу тока) стояк - 30-32%, входной правый 36-38%, выходной левый 20- 18%о, выходной правый 12-14%. Катодные и обводные шины на ближней к соседнему ряду стороне электролизера по высоте располагаются выше на 30-
50 см, чем с противоположной стороны, т.е. ближе к слою расплавленного металла. (Авторское свидетельство СССР 356312, С 22 d 3/12, 1972).
Использование известного решения позволяет скомпенсировать влияние магнитного поля от соседнего рядка электролизеров, но не обеспечивает оптимальную конфигурацию вертикального магнитного поля для уменьшения перекоса зеркала металла и повышения МГД-устойчивости электролизера.
Известна ошиновка алюминиевого электролизера, при продольном расположении электролизеров в корпусе, содержащая катодные стержни, соединенные с пакетами катодных шин, расположенные по продольным сторонам электролизера, каждый из которых состоит, по крайней мере, из одной катодной шины, входные и выходные анодные стояки, соединенные с пакетами катодных шин соединительными шинами и с анодными шинами передающими шинами. Анодные шины на входе и выходе снабжены перемычками на входе и выходе и дополнительной перемычкой. Для обеспечения заданной токовой нагрузки на анодный массив последующего электролизера электрические цепи для подачи токовой нагрузки выполнены с дифференцированным электрическим сопротивлением. Ошиновка может быть выполнена четырехстоячной, при этом два входных стояка расположены у входного торца электролизера в проекции его катодного устройства, два выходных стояка расположены на продольных сторонах на расстоянии от центральной поперечной оси электролизера, составляющем 0,05-0,16 длины электролизера, и ошиновка выполнена с распределением токовой нагрузки по стоякам, %: левый входной 15-35, правый входной 10- 40, левый выходной 15-35, правый выходной 10-40 (Патент РФ .281989, С25С З/16, 2006).
Изобретение позволяет незначительно оптимизировать электромагнитные характеристики процесса и скорости циркуляции металла и электролита, но не обеспечивает в полной мере высокую МГД- устойчивость электролизера, ошиновка громоздка, сложна в монтаже, з
значительное количество контактных узлов приведет к значительным непроизводительным токовым потерям, а выносные анодные стояки затруднят обслуживание электролизера.
Известна ошиновка последовательно соединенных мощных алюминиевых электролизеров содержащая два стояка, расположенных на продольных сторонах электролизера, два других стояка, расположенных у входного торца катодного кожуха электролизера, две катодные сборные шины на каждой продольной стороне электролизера. Ток с части катодных стержней электролизера, расположенных со стороны выходного торца катодного кожуха, передается с помощью катодных шин на стояки, расположенные на продольных сторонах последующего электролизера. Катодные шины, передающие ток с катодных стержней электролизера со стороны входного торца катодного кожуха, расположены вдоль поперечной и продольной осей электролизера под днищем электролизера, поднимаются на выходном торце катодного кожуха электролизера до уровня металла и соединяются со стояками, расположенными во входном торце катодного кожуха последующего электролизера (Патент РФ N°2282681, С25С 7/06, 2006).
Известная ошиновка обеспечивает оптимальную компенсацию магнитного поля и достижение высокой МГД-устойчивости электролизера, но сама ошиновка громоздка, анодные стояки на продольных сторонах электролизеров затруднят технологичное обслуживание электролизера.
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 .422004630, С 25 С 3/16, 1993).
В известном решении за счет дифференцированного распределения токовой нагрузки, выполнения выносных симметрично расположенных стояков и разно уровневой 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. Но достигаются улучшения не в полной мере и за счет значительного увеличения металлоемкости и конструктивного усложнения ошиновки, что является очень существенным недостатком. Технологическое обслуживание этих электролизеров затруднено анодными стояками на продольных сторонах электролизера.
Известно устройство для электропитания последовательно соединенных алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, содержащее анодные шины, катодные стержни и стояки, которые расположены у входного торца и на середине продольных бортов катодного кожуха, а компенсация поля соседнего ряда электролизеров производится дополнительными шинами, которые расположены на уровне пакетов катодных шин с внутренней и внешней сторон обоих рядов электролизеров. Катодные стержни разделены на группы, каждая из которых
соединена с самостоятельным пакетом катодных шин (патент РФ Ν° 2170290, С25С З/16, 2000).
Недостатком известного технического решения является то, что оно не может быть использовано на электролизерах с продольным расположением в корпусе большой единичной мощности (250 кА и выше) из-за недостаточной компенсации магнитного поля. МГД-устойчивость электролизера при таких значительных токах обеспечивается повышенными требованиями к конфигурации магнитного поля в ванне электролизера. Работа электролизера в приемлемых технологических условиях затруднена расположением анодных стояков на продольных сторонах электролизера.
Известна ошиновка последовательно соединенных электролизеров содержащая два стояка, расположенные на середине продольных сторон электролизера, два других стояка, расположенные у входного торца катодного кожуха электролизера. Ток с части катодных стержней электролизера, расположенных со стороны входного торца катодного кожуха, передается с помощью катодных шин на стояки, расположенные на продольных сторонах последующего электролизера. Катодные шины, передающие ток с катодных стержней электролизера со стороны выходного торца катодного кожуха, расположены вдоль поперечной и продольной осей электролизера под днищем электролизера, поднимаются на выходном торце катодного кожуха электролизера примерно до уровня металла и соединяются со стояками, расположенными во входном торце катодного кожуха последующего электролизера (Патент РФ N22328556, С25С 3/16, 2006). Компенсация влияния соседнего ряда электролизеров обеспечивается передачей части тока с катодных стержней вблизи середины электролизера на противоположную сторону электролизера шиной, которая проходит под днищем катодного кожуха, поднимается примерно до середины уровня металла и возвращается под днищем катодного кожуха на серединный стояк последующего электролизера.
Недостатком известного технического решения является то, что высокий запас МГД-устойчивости обеспечивается громоздкой конструкцией ошиновки и использованием анодных стояков на продольных сторонах электролизеров.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является 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 приблизительно на одинаковые группы, каждая из которых соединена с самостоятельными катодными шинами; при этом, катодные шины групп стержней, ближайших к входному торцу катодного кожуха, соединены со стояками, расположенными у входного торца, а остальные группы катодных стержней - со стояками, расположенными у выходного торца электролизера (Патент US N24132621 , С25С 3/16, 1979).
Недостатком известного технического решения является то, что оно не может быть использовано на электролизерах с продольным расположением при работе на низком межполюсном расстоянии из-за недостаточной компенсации магнитного поля. МГД-устойчивость электролизера при малых межполюсных расстояниях обеспечивается повышенными требованиями к конфигурации магнитного поля в ванне электролизера. Для работы электролизера в приемлемых технологических условиях требуется максимально снизить величину вертикального магнитного поля.
Задачей изобретения является разработка конструкции ошиновки для электролизеров, обеспечивающей повышение производительности электролизеров за счет стабильной работы на малых межполюсных расстояниях.
Техническим результатом изобретения является достижение высокой степени компенсации электромагнитных сил в расплаве за счет оптимизации
конфигурации магнитного поля в ванне электролизера и снижения величины вертикального магнитного поля.
Поставленная задача решается тем, что в ошиновке алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, содержащей анодные шины, стояки и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с отдельными катодными шинами, катодные шины групп стержней, ближайших к входному торцу предшествующего электролизера, соединены со стояками, расположенными у входного торца последующего электролизера, а остальные группы катодных стержней - со стояками, у выходного торца последующего электролизера, согласно предлагаемому решению, катодные шины групп стержней, ближайших к входному торцу предшествующего электролизера, расположены под днищем предшествующего электролизера, а катодные шины остальных групп стержней, расположены под днищем предшествующего и последующего электролизеров, или предшествующего, последующего электролизеров и вдоль катодного кожуха с лицевой стороны последующего электролизера, при этом, стояки, расположенные у входного торца последующего электролизера установлены со смещением к центру электролизера относительно стояков, расположенных у выходного торца последующего электролизера.
Изобретение дополняет частный отличительный признак.
Катодная шина вдоль катодного кожуха с лицевой стороны последующего электролизера выполнена с распределением 70- 100% токовой нагрузки, от всей токовой нагрузки на стояки, расположенные у выходного торца последующего электролизера.
Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков прототипа свидетельствует о соответствии решения критерию «новизна» и «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется графическим материалом.
На фиг.1 изображена схема ошиновки с расположением катодных шин под днищем предшествующего и последующего электролизеров, на фиг.2 - схема ошиновки по прототипу, на фиг.З - вертикальная компонента индукции магнитного поля (в гауссах) для электролизера на силу тока 150 кА, по прототипу, на фиг.4 - вертикальная компонента индукции магнитного поля (в гауссах) для электролизера с заявляемой ошиновкой, на фиг.5 - схема ошиновки с расположением катодных шин под днищем предшествующего, последующего электролизеров и вдоль катодного кожуха с лицевой стороны последующего электролизера.
Конструкция ошиновки электролизера включает два стояка 1 и 2, расположенных во входном торце катодного кожуха последующего электролизера симметрично относительно его середины, и два стояка 3 и 4, расположенных симметрично в выходном торце катодного кожуха последующего электролизера. Для прототипа (см. фиг.2) часть катодных стержней электролизера, расположенных со стороны входного торца, соединена с помощью катодных шин 5 и 6 со стояками 1 и 2. Катодные шины 7 и 8 передают ток с катодных стержней электролизера со стороны выходного торца катодного кожуха на стояки 3 и 4. Заявленная ошиновка (фиг.1,5) характеризуется катодным токосъемом вниз под днище электролизера. Часть катодных стержней электролизера, расположенных со стороны входного торца, соединены с помощью катодных шин 5 и 6 со стояками 1 и 2 и располагаются под днищем электролизера. Катодные шины 7 и 8 располагаются под днищем двух электролизеров и передают ток с катодных стержней электролизера со стороны выходного торца катодного кожуха на стояки 3 и 4. Возможно выполнение катодной шины с лицевой стороны электролизера не под днищем последующего электролизера, а вдоль борта катодного кожуха последующего электролизера с лицевой стороны. Передача на катодную шину с лицевой стороны электролизера последующего электролизера большего тока, чем на катодную шину с глухой стороны электролизера компенсирует магнитное поле соседнего ряда
электролизеров (фиг.5). В предельном случае передачи по этой катодной шине 100% тока мы имеем трехстоячную конструкцию ошиновки: два стояка на входном торце электролизера и один стояк на выходном.
Большая МГД-устойчивость электролизера связана с минимизацией вертикального магнитного поля в ванне электролизера. Повышение технологических показателей электролизера достигается устойчивой работой электролизера на меньших межполюсных расстояниях.
Эффект предлагаемого технического решения иллюстрируется фиг. 3, на котором показаны изолинии вертикального магнитного поля в слое расплавленного металла. Сравнение с фиг.4 (магнитное поле по прототипу) показывает, что, при осуществлении токоподвода с выводом тока под днище электролизера по указанной схеме ошиновки приводит к значительному уменьшению величины вертикального магнитного. Как показывают детальные численные расчеты по исследованию МГД-устойчивости, это обеспечивает существенно более высокую МГД-стабильность электролизера с новой ошиновкой.
ю
Claims
1. Ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, содержащая анодные шины, стояки и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с отдельными катодными шинами, катодные шины групп стержней, ближайших к входному торцу предшествующего электролизера, соединены со стояками, расположенными у входного торца последующего электролизера, а остальные группы катодных стержней - со стояками, у выходного торца последующего электролизера, отличающаяся тем, что катодные шины групп стержней, ближайших к входному торцу предшествующего электролизера, расположены под днищем предшествующего электролизера, а катодные шины остальных групп стержней, расположены под днищем предшествующего и последующего электролизеров, или предшествующего, последующего электролизеров и вдоль катодного кожуха с лицевой стороны последующего электролизера, при этом, стояки, расположенные у входного торца последующего электролизера установлены со смещением к центру электролизера относительно стояков, расположенных у выходного торца последующего электролизера.
2. Ошиновка по п.1, отличающаяся тем, что катодная шина вдоль катодного кожуха с лицевой стороны последующего электролизера выполнена с распределением 70-100% токовой нагрузки, от всей токовой нагрузки на стояки, расположенные у выходного торца последующего электролизера.
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000572 WO2014014373A1 (ru) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения |
| CA2877649A CA2877649C (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Bus bar of aluminium reduction cells of end-to-end arrangement |
| RU2013128055/02A RU2548352C2 (ru) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения |
| CN201280074760.6A CN104520475B (zh) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | 用于纵向设置的铝电解槽的母线 |
| BR112014033044A BR112014033044A2 (pt) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | disposição de barra de ligações para eletrolisadores de alumínio com uma posição longitudinal. |
| US14/415,092 US9896773B2 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Busbar arrangement for aluminum electrolysers with a longitudinal position |
| AU2012385513A AU2012385513B2 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Busbar arrangement for aluminium electrolysers with a longitudinal position |
| IN213DEN2015 IN2015DN00213A (ru) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | |
| NO20150137A NO20150137A1 (en) | 2012-07-17 | 2015-01-30 | BUSBAR ARRANGEMENT FOR ALUMINUM ELECTROLYSERS WITH A LONGITUDINAL POSITION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000572 WO2014014373A1 (ru) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2014014373A1 true WO2014014373A1 (ru) | 2014-01-23 |
Family
ID=49949090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000572 Ceased WO2014014373A1 (ru) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9896773B2 (ru) |
| CN (1) | CN104520475B (ru) |
| AU (1) | AU2012385513B2 (ru) |
| BR (1) | BR112014033044A2 (ru) |
| CA (1) | CA2877649C (ru) |
| IN (1) | IN2015DN00213A (ru) |
| NO (1) | NO20150137A1 (ru) |
| RU (1) | RU2548352C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014014373A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2548565A (en) * | 2016-03-21 | 2017-09-27 | Dubai Aluminium Pjsc | Busbar system for compensating the magnetic field in adjacent rows of transversely arranged electrolytic cells |
| RU2678624C1 (ru) * | 2017-12-29 | 2019-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Ошиновка модульная для серий алюминиевых электролизеров |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3616317A (en) * | 1969-09-29 | 1971-10-26 | Alcan Res & Dev | Aluminum pot line and method of operating same |
| US5830335A (en) * | 1996-01-26 | 1998-11-03 | Alusuisse Technology & Management Ltd. | Busbar arrangement for electrolytic cells |
| RU2328556C2 (ru) * | 2006-07-25 | 2008-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Ошиновка алюминиевых электролизеров при продольном расположении |
| RU2328555C2 (ru) * | 2006-07-25 | 2008-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Ошиновка для алюминиевых электролизеров повышенной мощности |
| RU2339742C2 (ru) * | 2006-12-05 | 2008-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения |
| CN101857960A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-10-13 | 贵阳铝镁设计研究院 | 一种铝电解槽母线配置方法 |
| CN102534682A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-04 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 电流路径等距离铝电解槽母线配置方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2378107A1 (fr) | 1977-01-19 | 1978-08-18 | Pechiney Aluminium | Procede pour ameliorer l'alimentation en courant de cuves d'electrolyse alignees en long |
| RU2170290C1 (ru) | 2000-02-10 | 2001-07-10 | ОАО "Объединенная компания "Сибирский алюминий" | Устройство для электропитания последовательно соединенных алюминиевых электролизеров |
| RU2281989C2 (ru) | 2003-11-03 | 2006-08-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленнности" (ОАО "СибВАМИ") | Ошиновка алюминиевого электролизера |
| RU2282681C1 (ru) | 2005-02-22 | 2006-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Ошиновка мощных алюминиевых электролизеров |
| CN1834299A (zh) * | 2005-03-15 | 2006-09-20 | 贵阳铝镁设计研究院 | 防止铝电解槽纵排槽间磁场干扰的方法 |
| CN100564605C (zh) * | 2005-03-23 | 2009-12-02 | 贵阳铝镁设计研究院 | 纵排槽环绕式母线配置方式 |
| RU2288976C1 (ru) * | 2005-05-04 | 2006-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Ошиновка модульная мощных электролизеров для производства алюминия |
| CN2856068Y (zh) * | 2005-12-19 | 2007-01-10 | 贵阳铝镁设计研究院 | 纵排铝电解槽的阴极母线配置结构 |
-
2012
- 2012-07-17 WO PCT/RU2012/000572 patent/WO2014014373A1/ru not_active Ceased
- 2012-07-17 AU AU2012385513A patent/AU2012385513B2/en active Active
- 2012-07-17 CA CA2877649A patent/CA2877649C/en active Active
- 2012-07-17 IN IN213DEN2015 patent/IN2015DN00213A/en unknown
- 2012-07-17 US US14/415,092 patent/US9896773B2/en active Active
- 2012-07-17 BR BR112014033044A patent/BR112014033044A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-07-17 CN CN201280074760.6A patent/CN104520475B/zh active Active
- 2012-07-17 RU RU2013128055/02A patent/RU2548352C2/ru active
-
2015
- 2015-01-30 NO NO20150137A patent/NO20150137A1/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3616317A (en) * | 1969-09-29 | 1971-10-26 | Alcan Res & Dev | Aluminum pot line and method of operating same |
| US5830335A (en) * | 1996-01-26 | 1998-11-03 | Alusuisse Technology & Management Ltd. | Busbar arrangement for electrolytic cells |
| RU2328556C2 (ru) * | 2006-07-25 | 2008-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Ошиновка алюминиевых электролизеров при продольном расположении |
| RU2328555C2 (ru) * | 2006-07-25 | 2008-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Ошиновка для алюминиевых электролизеров повышенной мощности |
| RU2339742C2 (ru) * | 2006-12-05 | 2008-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения |
| CN101857960A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-10-13 | 贵阳铝镁设计研究院 | 一种铝电解槽母线配置方法 |
| CN102534682A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-04 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 电流路径等距离铝电解槽母线配置方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2012385513B2 (en) | 2017-01-05 |
| CA2877649A1 (en) | 2014-01-23 |
| NO20150137A1 (en) | 2015-01-30 |
| US9896773B2 (en) | 2018-02-20 |
| CN104520475B (zh) | 2018-01-12 |
| CA2877649C (en) | 2016-10-18 |
| US20150218718A1 (en) | 2015-08-06 |
| RU2548352C2 (ru) | 2015-04-20 |
| AU2012385513A1 (en) | 2015-01-22 |
| RU2013128055A (ru) | 2014-12-27 |
| BR112014033044A2 (pt) | 2018-04-17 |
| CN104520475A (zh) | 2015-04-15 |
| IN2015DN00213A (ru) | 2015-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU212070B (en) | Arrangement for diminishing effect of magnetic field intensity produced by the electrolyzing current with aluminium production | |
| CN101065517B (zh) | 用于铝电解还原槽的电连接与磁补偿方法及其系统 | |
| CN103649376B (zh) | 包括在槽壳底部具有阴极输出的电解池和电解池稳定装置的铝厂 | |
| RU2288976C1 (ru) | Ошиновка модульная мощных электролизеров для производства алюминия | |
| RU2548352C2 (ru) | Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения | |
| CN110029357B (zh) | 一种铝电解槽系列的电解厂房及电解槽布局结构 | |
| US3728243A (en) | Electrolytic cell for the production of aluminum | |
| RU2164557C2 (ru) | Ошиновка электролизера для получения алюминия | |
| RU2328556C2 (ru) | Ошиновка алюминиевых электролизеров при продольном расположении | |
| RU2339742C2 (ru) | Ошиновка алюминиевых электролизеров продольного расположения | |
| RU2210636C2 (ru) | Ошиновка алюминиевых электролизеров с продольным двухрядным расположением в корпусе | |
| CN108368624B (zh) | 用于生产铝的包括用于均衡电解池排端部的磁场的装置的电解池组 | |
| RU2259427C2 (ru) | Ошиновка алюминиевого электролизера | |
| CN111850614B (zh) | 高效节能多极镁电解槽 | |
| EP3643813B1 (en) | Modular busbar system for aluminium potlines | |
| RU2162901C2 (ru) | Ошиновка электролизера для получения алюминия | |
| RU2259428C2 (ru) | Ошиновка мощных алюминиевых электролизеров | |
| RU2255148C1 (ru) | Ошиновка мощных алюминиевых электролизеров | |
| RU2281989C2 (ru) | Ошиновка алюминиевого электролизера | |
| CN110029359A (zh) | 多室铝电解槽及其母线系统 | |
| RU2643005C1 (ru) | Ошиновка для алюминиевых электролизеров большой мощности | |
| RU2355824C2 (ru) | Электролизер для получения алюминия | |
| CN105603457A (zh) | 一种超大型铝电解槽的阴极母线配置方法 | |
| MY144802A (en) | A method for electrical connection and magnetic compensation of aluminium reduction cells, and a system for same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2013128055 Country of ref document: RU Kind code of ref document: A |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12881248 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2877649 Country of ref document: CA |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 14415092 Country of ref document: US |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: P86/2015 Country of ref document: AE |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2012385513 Country of ref document: AU Date of ref document: 20120717 Kind code of ref document: A |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12881248 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| REG | Reference to national code |
Ref country code: BR Ref legal event code: B01A Ref document number: 112014033044 Country of ref document: BR |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 112014033044 Country of ref document: BR Kind code of ref document: A2 Effective date: 20141230 |