DE2139527A1 - Schienensystem von Elektrolyseanlagen zur Erzeugung von Aluminium - Google Patents
Schienensystem von Elektrolyseanlagen zur Erzeugung von AluminiumInfo
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Description
213952?
Vocsojusny^* nauSno-issledoiratol 1BIdLi i P 39 570/2
procktnyj institut al^uninicm^, nagnieYO^ r
i felktld pronysXannosti G
Ge
iron
Eraeugung von Aliminiöm
Eraeugung von Aliminiöm
Die Erfindung 'betrifft S
zur Erzeugung von Alwsliassmv ■ al® as isfasg ^ad as ^d@ einer Eeüie
von Elektrolysosollea imseo^^et siacU
Eloktrο 17/sezellon bekannt,
Es ist ein ScMeaensystera iüz^~die am Anfang und asi Eb.de einer
2cilio " von Elektrolysesellei-i zur Aliminiuniier
r^oo-'ivri "9 ^aE Kathcdensc'riienenpakcta enthält8 die in Besug auf aio
LijiGcacIiso der Eloktrolysosell© liakis und reelits in der ßtroiaflußrich.tunc
anscordnot oind·
Bein- Betrieb der Elektrolyseaslag© eatstelum infolge αθσ1 s
Str";2©9 dia durch di© El^lcteolyseselloa fließen^, kräftige
F@lder? die dos, Torgaag dar Alumisiusölelcteolyse und
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BAD
Γ- r,
-^Uu J-
seise virtechaftlichea Ergebnisse wesentlich beeinflussen.
Kit EeaShuns der Leistung der Elelrfirolysesellen steigt merk-Iic3i
die ungünstige Wirkung der Hagaetfeider auf den Vorgang
der Aluainiuaelektroljss· Die Wechselwirkung de© äuSeren mag-,
netisehen Feldes und c!fer durch geschmolzenes Metall f ließenden
Strone erseugt .im letzteren elekferosisgnetisclxö Kräfte von "bedeutender Stärke· Diese Sräfte wirken sich, indner Entstellung
der Oberfläche Toa flüsssigen Jsatho&isehen Metall tmd seiner
intensiven Uowälzaag aus*
Entstellung
Bine "bedeutende " ' der Ketallcberflache erairingt äen Betrieb
der Eleltfcrolyseseliö bei einem Eloktrodenabstand, der
merklich den optiaalen Abstand übersteigt. Dies führt zur Erhöhung
der Ej^HrmungsöpaniLuns;» zum Überverbrauch cn elektrischer
Energie tml zur übsrinjitsung der Schmelze, wobei dio £tronr.usbeute
schlechter wird»
Durch intensive Uunälzuns tiird das Metall in größeren HaSe in
die Anodenzone übertragen, wo es durch Anoöengass oxidiert wird.
In zahlreichen Beobachtungen wurde festgestellt, da3 in den Zonen dea Blektrolysebades , tfo die sagnetische FeldDtärke und
dio Intensität der Umlaufstros-angen aüi größten ist, der Ansatz
an den. Zelleaoeitenwon&ea viel sefe/äciier wird und gerade in
diesen Zonen dsis Kotail s©ii3fe die E@itsswändo durchbricht.
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'■ 2 J 39527
Inf oleo kombinierter Einwirlomg von fes-stromunges. und elektro
magnetischen Iräften entstehen auf des oberfläche der
scj^aela© VTellea, uobei es ^u ortlieliea Kurssölilüssca
jiEsna» die sid?· Herabsetzung de^Stromansbeute führea»
Der Eins-ats von Elektrolysezelle^, für größere Leistungen kmn
in ö2:ononiischer Hinsicht &.ur das®. zwecXaaäßig sein, wenn irirkcone
riaSnahaen getroffen werde3S9 ma die schädliche Wirkung des
Hagnetfeldes zu reduzieren·
Auf Grund der in den letsten Jalaren t-& Hodellen uad industriellen
Ele2ctroly3eanlagen mit großer Stronaufnabne durchgeführt on 'Untersuchungen tmrde es rsöglieh? folgende Porderungss ±xl Beaus auf
das ßchienensystem einer Alurainiunelektrolyseaslage su formulieren
ι
dB dB ClB^ SB„
•Γ ds: άν~^~~ S^
Hierbei "bedeuten B di© Sraas^ersalkonponeate des Hagnetfeldes,
B„ die Lcnsitudinalkoiaponente des Hagaetfeldes» S„ die
kocponente aea Hagnetfeldeso Anders gesagts "bödeutea die er«
'siäjintea Forderungen di© Symmetrie des transversalen I-!.-gnetfeldes9
Achse der
die Konstans der teößea B ■&&& Βχ längs der
E.öglichst Ideine Beträge won B0 la
sowie die Syametri© des ¥©rtikalma^.©tf elde^ in Besug auf die
209836/0630
Es wurde beiderseitige a-symmetriscäB Sehienenverlegung für
Elektrolysezelle!! zur Erzeugung von Aluminium vorgeschlagen (vgl. das französische Patent Nr. 1586867), bei der der Einfluß
von stromführenden Elementen der voranstehenden und der nächstfolgenden Elektrolysezelle derselben Reihe sowie der Einfluß
von Elektrolysezellen der benachbarten Reihe berücksichtigt wird.
Die am Anfang und am Ende jeder Reihe stehenden Elektrolysezellen arbeiten aber unter anderen Bedingungen, als die Elektro-"
lysezellen im mittleren Teil einer Reihe.
Diese besonderen Bedingungen bestehen darin, daß die am Anfang und am Ende einer Reihe stehenden Elektrolysebäder nur an einer
Seite benachbarte Elektrolysezellen haben. Außerdem ist das magnetische Feld, das durch Ströme der gegenüberliegenden Reihe
von ElektrolyseaaLlen ( bei zweireihiger Anordnung von Elektrolyseanlagen
im Betriebsraum) erzeugt wird, in diesem Falle etwas schwächer.
Infolgedessen wird das Magnetfeld in der Metallschmelze der am
Anfang und am Ende einer Reihe stehenden Elektrolysezelle!! und
hauptsächlich die Vertikalkomponente dieses Feldes, bei der
Schienenverlegung bekannter Art und ohne zusätzliche Maßnahmen
asymmetrisch und erfahrungsgemäß übt dies einen merklichen
Einfluß auf die Betrieb8eigenschaft en dieser Elektrolyse«« Ilen
aus.
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... 5 -Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Mangel.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, ein Schienensystem
für Elektrolysezellen zur Erzeugung von Aluminium zu
entwickeln, die am Anfang und am Ende einer Reihe von Elektrolysezellen in Längsrichtung stehen, und "bei diesem Schienensystem
die Kathodenschienen in Bezug auf die Elektrolysezellen-Längsachse so anzuordnen, daß eine Symmetrie des Magnetfeldes
und somit eine Leistungssteigerung der Elektrolyseanlage erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Schienensystem für am Anfang und
am Ende einer Reihe längs angeordneter Elektrolysezellen zur Erzeugung von Aluminium gelöst, das in Stromflußrichtung links
und rechts in Bezug auf die Längsachse der Elektrolysezellen verlegte Kathodenschienenpakete aufweist, wobei erfindungsgemäß
das linke und das rechte Kathodenschienenpaket jeder am Ende der Reihe stehenden Elektrolysezelle an der Stromaustrittsseite
längs der Elektrolysezellen-Querwand zur Elektrolysezellen-Längsachse und weiter längs dieser Achse gerichtet sind und das
linke Paket an der Stromeintrittsseite der am Anfang jeder Reihe stehenden Elektrolysezelle symmetrisch zum Linkspaket der Stromaustrittsseite
der am Ende einer Reihe angeordneten Elektrolysezelle verlegt ist.
-6-
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Die Schienenverlegung dieser Art ergibt eine größere Stronausbeute
durch Erzeugung eines symmetrischen. Magnetfeldes hauptsächlich bezüglich seiner Vertikalkonponente· Da-; linke und das
rechte Eathodenschienenpaket jeder am Ende einer Seihe stehenden
Elektrolysezelle, did an der Stromaustrittsseite liegen»
sowie das linke und das rechte Kathodenpsket an der Stromeintrittsseite
aev am Beihenanfang angeordneten Elektrolysezelle
können zweekraäßigerweise auf einer Hohe verlegt werden. Dabei
lassen sich konstruktiv einfachere Schienenträger benutzen.
Zur Erläuterung der Erfindung ist nachstehend die Beschreibung
eines Ausfuhrungsbeispiels des Schienensystems für Slektrolysezellen
mit Hinweisen auf die beiliegend^&eichnung angeführt,
die eine Skizze der erfindungsgemäß verlegten Schienen für
Elektrolysezelle!! darstellt·
Elektrolysezellen, die Bas Schienensysteia derYaa Anfang und esa Ende einer Eeihe
" von Λ Elektrolysezellen 1 und 2 zur Erzeugung von Alu-Stehen,
veist Kathodenschienenpakete 5 und 4 und 5 und 6 auf, die
in Bezug auf die ISngsachse der Slektrolysesellen ia Stronf Iu1I-richtung
linke und rechts verlegt sind. Erfindungsge2iä2 verlaufen
das linke Eathodenschlene&paket 3* und das rechte Kathodenschienenpaket
^ bei jeder am Ende einer Elektrolysebäderreihe
an der Stromaustrittsseite angeordneten Elektrolysezelle» 2
längs der Querwand der Elektrolysezelle in Sichtung auf deren
Längsachse und dann weiter länge dieser Achse, und das linke
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Paket 5 ist an der Stromeintrittsseite der am Anfang 3 ©der
Reihe stehenden Elektrolysezelle Λ symmetrisch zum Paket 5 angeordnet,
das en der ßtromaustrittsseite der aa Ende der Eeihe
stehenden Elektrolysezelle;. 2 verlegt ist.
In einer Variante des erfindungsgeaäß verlegten Schienensysteas
können das linke Kathodenschionenpaket 3 lind das rechte Eathodenschienenpaket
4 ,^eder asxEnde einer Eeihe an der Stroaaustrittsseite
angeordneten KLektrolyseselle 2 sowie das linke und das
rechte Eathodenschienenpsket 5 ibzw. 6 en der Stroaeintrittsseite
der amSeihenanfang stehenden Elektrolysezelle Λ in gleicher
Hohe verlegt werden*
D ie Stromversorgung der Elektrolyjrezellen iur Erzeugung van
Aluminium erfolgt über das erfindungsgemäß verlegte Schieneneyetem
folgenderweise·
Im Betrf&sgeb&ude stehen die Elektrolysezellen in zwei Reihen,
wobei jede von ihnen längs einer Beihe aufgestellt ist. Bas
Schienensystem der an den Rändern der ersten Eeihe stehenden Elektrolyxezellen 1* und 2' ist ähnlich dem der Eangelektrolyse-»
in der zweiten Reihe
zelle 1 und 2^iTsgeführt· Deswegen bezieht sich die nachstehende
zelle 1 und 2^iTsgeführt· Deswegen bezieht sich die nachstehende
ErlButerung nur auf die Elektrolysezellen 1 und 2»
Die Bichtungi des durch Xathodenschienenpakete der Elektrolyse-»
anlagen fließenden Stromes ist mit Pfeilen angegeben«
-8-209836/0630
2Ί39527
Der Strom wird von der Kathode der Elektrolysezelle 2 mittels
des linken und des rechten Kathodenschienenpakets 3 bzw. 4
abgenommen und der Anode der Elektrolysezelle 1 über Pakete
und 6 zugeführt.
Außerhalb der Elektrolysezelle 2 hat jedes Paket 3 und 4 an der Stromaustrittsseite Abschnitte, die längs der Querwand der
Elektrolyseanlage 2 verlaufen und an der Stromeintrittsseite vor der Elektrolysezelle 1 weist nur das Paket 5 einen derartigen
™ Abschnitt auf.
Infolge dieser Anordnung der Kathodenschi en enpake te 3,4 und 5,6
am Anfang und am Ende einer Elektrolysezellenreihe hebt das von der Strömen erzeugte Magnetfeld, die diese Pakete durchfließen,
die Asymmetrie der Vertikalkomponente im flüssigen Metall der "betreffenden Elektrolysezelle auf.
Der Ausgleich des magnetischen Feldes der Elektrolysezelle h am Reihenanfang durch geänderte Lage des Schienenpaketes 5
und der Elektrolysezelle 2 am Rei-henende durch geänderteftVerlauf
der Schienenpakete 3 und 4 kann dadurch erklärt werden, daß die Elektrolysezelle 1 von der Stromeinstritijseite und der
Elektrolysezelle 2 von der Stromaustrittsseite eigene Steigleitungen 9?10 bzw. 7»8 ( und zwar ihren Horizontalteil) mit
unterschiedlicher Stromstärke besitzen sowie eine Schienenleitung 11 haben, die eine Elektrolysezellsnreihe mit der
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_ 9 —
anderen verbindet.
Die Stärke des durch entsprechende Steigleitungen fließenden Stromes kann in folgenden Grenzen liegen ( in Prozent zum
Gesamtstrom ):
Steigleitung 7 0...15 %
Steigleitung 8 15...2O %
Steigleitung 9 30...35 %
Steigleitung 10 35-..5O %
Durch Änderung der Verlegungshöhe der längs der Elektrolysezellen-Querwand
liegenden Schienenpakete 3>4- und 5>
sowie durch Änderung des Schienenabstandes von der Elektrolysezelle kann man
eine optimale Verteilung der Vertikalkomponente des Magnetfeldes
in der Metallschmelze der an den Sandern einerReihe stehenden
Elektrolysezelle erreichen.
209836/0630
Claims (2)
- P 39 370/26· August 1971L/BrPatentansprücheElektrolysezellen, die1· Schienensystem für/aia Anfang und ast Ende einer Seihe?te:rr. von - Elektrolysezellen zur Gewinnung von Alusiiniura,das links und rechts in. ίβτ StroiafluSrichtung in 3ezug auf die Längsachse der Elektrolysezelle!! verlegte Kathodenschi enen· pakete aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das linke und das rechte Itathodenschienenpaket C 3 "bsi*. 4) Jeder am ReJbsnende stehenden Elektrolyseselle (2) an der Stronaustrittsseite längs der Querwand ier Elektrolysezelle (2) in Richtung auf deren Längsachse und weiter längs dieser Achse gerichtet oind, und das linke Paket (5) an der Stxeiaöintrittsceito der aa Anfang 3e&er Seihe ßtehenden Elektrolyse« zelle (i) symmetrisch zum Linkspaket (3) der Stroaaustrittsseite der am Ende einer Heihe angeordneten Elektrolysezelle verlegt ist·209836/0630
- 2. Schienensysteia nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das linke und das rechte Kathodenschienenpaket ( 3 bzw. 4) jeder am Ende einer Reihe stehenden Elektrolysezelle (2), die an der Stromaustrittsseite liegen, sowie das linke und das rechte Kathodenpaket ( 5 bzw. 6) an der Stromeintrittsseite der am Reihenanfang angeordneten Elektrolysezelle (1) in gleicher Höhe verlegt sind.209836/06301ZLeerseite
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |