NO164787B

NO164787B - DEVICE FOR COMPENSATION OF DAMAGING MAGNETIC EFFECT FROM LIKE RIGHT FIELD AND ENDFIELD ON TRANSFERRED ELECTROLYE OVEN IN MOLDING ELECTROLYTIC PRODUCTS OF ALUMINUM.

Info

Publication number: NO164787B
Application number: NO882083A
Authority: NO
Inventors: Hans Georg Tidemann Nebell
Original assignee: Norsk Hydro As
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1990-08-06
Also published as: BR8902189A; NO164787C; AU3460789A; NO882083L; ES2036030T3; DE68903033T2; AU609606B2; NZ228965A; EP0342033B1; NO882083D0; DE68903033D1; EP0342033A1; RU2060304C1; CN1037747A; CN1051810C

Description

Denne oppfinnelse angår en anordning for kompensering av skadelig magnetisk påvirkning på de fire endeovnene i to rekker av tverrstilte elektrolyseovner, i anlegg for smelte-elektrolytisk fremstilling av aluminium. Ved smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium, er det av stor betydning for produksjonens økonomi at de store elektriske energi-mengder som forbrukes ikke er opphav til unødig tap, slik at produksjonsutbyttet blir redusert. Det er videre av stor betydning at de ulike deler av skinnesystemet, som fører strøm fra likeretter til første elektrolyse ovn, fra siste ovn i en rekke, og til første ovn i naborekken, og fra siste ovn tilbake til likeretter, er hensiktsmessig utformet, slik at de fire endeovnene får omtrent samme elektromagnetiske forhold som resten av elektrolyseovnene. This invention relates to a device for compensating for harmful magnetic influence on the four end furnaces in two rows of crosswise electrolysis furnaces, in facilities for smelting-electrolytic production of aluminium. In the electrolytic production of aluminium, it is of great importance for the economy of the production that the large amounts of electrical energy consumed do not cause unnecessary loss, so that the production yield is reduced. It is also of great importance that the various parts of the rail system, which carry current from the rectifier to the first electrolysis furnace, from the last furnace in a row, and to the first furnace in the neighboring row, and from the last furnace back to the rectifier, are appropriately designed, as that the four end furnaces have roughly the same electromagnetic conditions as the rest of the electrolysis furnaces.

Det er vanlig ved smelte-elektrolytisk fremstilling av aluminium, å plassere ovnene etter hverandre, slik at det dannes to eller flere ovnsrekker. It is common in the smelting-electrolytic production of aluminium, to place the furnaces one after the other, so that two or more rows of furnaces are formed.

Det er en fordel å arrangere ovnene i to eller et større like antall ovnsrekker, der særskilte ledere for tilbakeføring av strømmen dermed blir unngått. Strømretningen i to naborekker vil ha motsatt fortegn. It is an advantage to arrange the ovens in two or a larger equal number of oven rows, where separate conductors for the return of the current are thus avoided. The current direction in two neighboring rows will have the opposite sign.

Et alvorlig problem ved slike smelteelektrolytiske prosesser, som idag benytter seg av strømstyrker fra 200 til 300 kA, består i at ovnsrekkene har en betydelig magnetisk innvirkn-ing på hverandre, slik at det smeltede metall, som danner katoden i bunnen av hver ovn, blir utsatt for elektromagnetiske krefter, som følge av de elektriske strømmer, som flyter gjennom metallet. Avstanden mellom to ovnsrekker, som består av store tverrstilte ovner, er imidlertid vanligvis så stor at naborekken i praksis bare påvirker den loddrette feltvektor. For å kompensere for den uønskede eller skjeve feltvektor, som skyldes naborekken, føres normalt mer strøm rundt eller under den kortenden på tverrstilte elektrolyseovner som vender mot naborekken, enn i den andre enden av ovnene. A serious problem with such melting electrolytic processes, which today use currents from 200 to 300 kA, is that the furnace rows have a significant magnetic influence on each other, so that the molten metal, which forms the cathode at the bottom of each furnace, becomes exposed to electromagnetic forces, as a result of the electric currents that flow through the metal. However, the distance between two rows of ovens, which consist of large transverse ovens, is usually so great that the neighboring row in practice only affects the vertical field vector. To compensate for the unwanted or skewed field vector, which is due to the neighboring row, more current is normally passed around or under the short end of transversally oriented electrolytic furnaces facing the neighboring row, than in the other end of the furnaces.

Endeovnene i hver ovnsrekke er spesielt utsatt, fordi de i tillegg til påvirkning fra naborekken, også påvirkes av de skinnene som i den ene enden av hallen fører strøm tilbake til likeretter (likeretterfelt), og i den andre enden fører strøm fra den ene rekken til den andre rekken (endefelt). Denne påvirkningen kan redusreres ved å øke avstanden mellom likeretter og elektrolysehall, og ved å øke avstanden fra siste ovn i rekken til tverrskinnene som fører strøm over til naborekken. Dette er imidlertid en kostbar metode, som gir unødvendig lange strømveier, og som krever mye plass. The end furnaces in each furnace row are particularly exposed, because in addition to the influence from the neighboring row, they are also affected by the rails that at one end of the hall carry electricity back to the rectifier (rectifier field), and at the other end carry electricity from one row to the second row (end field). This influence can be reduced by increasing the distance between the rectifier and the electrolysis hall, and by increasing the distance from the last furnace in the row to the cross rails that carry current to the neighboring row. However, this is an expensive method, which provides unnecessarily long current paths, and which requires a lot of space.

Det har vært et formål med foreliggende oppfinnelse å oppnå full kompensasjon for magnetisk påvirkning fra likeretterfelt og endefelt for endeovnene på tverrstilte elektrolyseovner, samtidig som det har vært et formål å redusere installasjons-omkostningene ved å redusere forbruket av strømskinner (redusere lengden av tilførselsstrømskinner) og å spare plass ved å redusere avstanden mellom likeretter og ovnsrekkenes ene ende og mellom tverrskinnene og ovnsrekkenes andre ende. It has been an aim of the present invention to achieve full compensation for magnetic influence from rectifier fields and end fields for the end furnaces of cross-aligned electrolysis furnaces, while at the same time it has been an aim to reduce installation costs by reducing the consumption of power rails (reducing the length of supply power rails) and to save space by reducing the distance between the rectifier and one end of the oven rows and between the cross rails and the other end of the oven rows.

Dette er i henhold til oppfinnelsen oppnådd ved at den elektriske strømmen føres i tre eller flere tilførselsskinner som er anordnet usymmetrisk i forhold til ovnsrekkenes senterakse via en fordelingsskinne på hver endeovn, på en slik måte at det dannes en netto elektrisk strøm i fordelingsskinnen, som gir kompensasjon for magnetisk påvirkning fra likeretter- og endefelt, som angitt i den karakteriserende delen av vedhef-tede krav. According to the invention, this is achieved by the electric current being carried in three or more supply rails which are arranged asymmetrically in relation to the center axis of the furnace rows via a distribution rail on each end furnace, in such a way that a net electric current is formed in the distribution rail, which gives compensation for magnetic influence from rectifier and end fields, as specified in the characterizing part of the attached requirements.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende, under henvisning til tegningen, som viser et eksempel på et ovns-arrangement, med en anordning ifølge oppfinnelsen. Det er her underforstått at ovnene er kompensert med hensyn til påvirkning fra naborekken med en kjent metode, og at oppfinnelsen bare gjelder de fire endeovnene som er vist på figuren. The invention will be explained in more detail below, with reference to the drawing, which shows an example of an oven arrangement, with a device according to the invention. It is understood here that the ovens are compensated with regard to influence from the neighboring row with a known method, and that the invention only applies to the four end ovens shown in the figure.

Elektrisk strøm fra likeretter, L, føres i 3 eller flere tilførselskinner, T, fram til første endeovn i rekke 1, og forbindes på en usymmetrisk måte til en fordelingsskinne, A, med 4 eller flere stigeledere, S, som er symmetrisk plassert i forhold til ovnen. Dette arrangement vil gi en netto elektrisk strøm i fordelingsskinnen fra høyre mot venstre, og denne strømmen er det som gir nødvendig ekstra kompensasjon for første endeovn. Elektrolysestrømmen går deretter på normal og kjent måte fra ovn til ovn, og frem til siste ovn i ovnsrekken. Electric current from rectifiers, L, is carried in 3 or more supply rails, T, up to the first end furnace in row 1, and is connected in an asymmetrical way to a distribution rail, A, with 4 or more risers, S, which are symmetrically placed in relation to to the oven. This arrangement will provide a net electric current in the distribution rail from right to left, and this current is what provides the necessary extra compensation for the first end furnace. The electrolysis current then flows in the normal and familiar way from furnace to furnace, and up to the last furnace in the furnace row.

Elektrisk strøm fra denne ovnen føres fram til en fordelingsskinne, B. Fra denne skinnen føres strømmen via 3 eller flere skinner, T, som er usymmetrisk plassert i forhold til midtpunktet av fordelingsskinnen, til første ovn i naborekken, 2, sett i strømretningen. Dette arrangement gir en netto strøm fra venstre mot høyre i fordelingsskinnen, og denne strømmen er det som gir nødvendig ekstra kompensasjon for denne ende-ovnen. Electric current from this furnace is led to a distribution rail, B. From this rail, the current is fed via 3 or more rails, T, which are placed asymmetrically in relation to the center of the distribution rail, to the first furnace in the neighboring row, 2, seen in the direction of current. This arrangement provides a net current from left to right in the distribution rail, and this current is what provides the necessary extra compensation for this end furnace.

Den elektriske strømmen føres usymmetrisk inn på en fordelingsskinne, C, på første ovn i rekke 2, og strømmen går deretter på normal og kjent måte fra ovn til ovn, til siste ovn i rekke 2, sett i strømretningen. Strøm fra denne ovnen føres fram til en fordelingsskinne, D. Fra denne skinnen føres strømmen via 3 eller flere skinner, T, som er usymmetrisk plassert i forhold til midtpunktet av fordelingsskinnen, tilbake til likeretter, som vist på figuren. The electric current is fed asymmetrically onto a distribution rail, C, on the first furnace in row 2, and the current then flows in a normal and familiar way from furnace to furnace, to the last furnace in row 2, seen in the direction of the current. Current from this furnace is fed to a distribution rail, D. From this rail, the current is fed via 3 or more rails, T, which are asymmetrically placed in relation to the center of the distribution rail, back to the rectifier, as shown in the figure.

Det vil være klart at dimensjonering av fordelingsskinner, stigeledere og dimensjonering og plassering av tilførsels-skinner i likeretterfelt og endefelt, vil bestemme strøm-styrke i fordelingsskinner, og graden av kompensasjon for endeovnene. Den rent praktiske utførelse vil kunne følge vanlig konstruksjonspraksis, under hensyntagen til de mange faktorene og forhold som er av betydning i forbindelse med slike anlegg, og de store elektriske strømmene og kraftige magnetfelt som der forekommer. Vanligvis er det bare endeovnene, i anlegg med høye strømstyrker på mer enn 2 00 kA, som trenger slik ekstra kompensasjon. It will be clear that dimensioning of distribution rails, ladders and dimensioning and placement of supply rails in rectifier panels and end panels will determine current strength in distribution rails, and the degree of compensation for the end furnaces. The purely practical design will be able to follow normal construction practice, taking into account the many factors and conditions that are important in connection with such facilities, and the large electric currents and strong magnetic fields that occur there. Usually only the end furnaces, in plants with high currents of more than 2 00 kA, need such additional compensation.

Claims

1. Device for compensation of harmful magnetic influence from rectifier fields and end fields on cross-aligned electrolytic furnaces, in facilities for smelting electrolytic production of aluminum, where the electrolytic furnaces are placed in at least two rows (1) and (2), characterized by the fact that the electric current is led to or from an end furnace in three or more supply rails (T) which are arranged asymmetrically in relation to the central axis of the furnace rows via a distribution rail (A,B,C,D) on each end furnace, in such a way that a net electric current is formed in the distribution rail, which provides compensation for magnetic influence from rectifier and terminal fields.