NO129963B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO129963B NO129963B NO00893/72A NO89372A NO129963B NO 129963 B NO129963 B NO 129963B NO 00893/72 A NO00893/72 A NO 00893/72A NO 89372 A NO89372 A NO 89372A NO 129963 B NO129963 B NO 129963B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cell
- plates
- magnetic field
- rods
- lining
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 31
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 27
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 17
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 7
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K3/00—Apparatus or processes adapted to the manufacture, installing, removal, or maintenance of incandescent lamps or parts thereof
- H01K3/32—Auxiliary devices for cleaning, placing, or removing incandescent lamps
-
- 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
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Elektrolyse-celle.
Den foreliggende oppfinnelse angår generelt elektrolyse-celler for fremstilling av lettmetall, og mer spesielt fremstilling av aluminium ut fra en aluminiumforbindelse.
Ved produksjon av aluminium i en elektrolyse-celle dannes det smeltet aluminium ved elektrolyse av et smeltet saltbad, hvilket resulterer i at det på bunnen av cellen frem-
kommer et skikt av det smeltede aluminium med forholdsvis ens-
artet tykkelse. Det er kjent at den gjensidige påvirkning mellom magnetfelter og strømmer inne i cellen frembringer elektromotoriske krefter i det smeltede aluminiumskildt som resulterer i en vesentlig bevegelse av d*tte i cellen. Denne bevegelse forårsaker en utstrakt erosjon av foringen, som særlig ved sprekker hvor det dannes pott- ;hull til slutt resulterer i at cellen eller cellene må settes ut av drift for reparasjon og/eller utskiftning av foringen. Som det vil forståes er en slik driftsstansning og reparasjonen eller erstatningen av celleforingen en meget kostbar prosess, da cellen er uproduktiv i driftsstansningsperioden, og tiden, arbeidet og materialforbruket ved den nevnte reparasjon eller utskiftning er av vesentlig størrelse. ;Dessuten nødvendiggjør bevegelsen av det smeltede aluminiumskikt en overdreven stor avstand mellom cellens anoder og celleforingen, da det bevegelige skikt tenderer til å anta en uensartet forskyvning inne i cellen under anodene. ;De magnetiske felter som forårsaker bevegelsen av aluminiumskiktet frembringes både inne i cellen og utenfor denne, hvor hovedkilden til den utviklede ytre fluks stammer fra stigeskinner for celleanodene og fra deler av de katodeskinner som elektrisk forbinder cellen med en tilgrensende celle. Kilden til den innvendig utviklede magnetiske fluks er selve cellestrømmen, dvs. den strøm som forløper fra anode til katode gjennom saltbadet og aluminiumskiktet, og fra de katodeforbindelsesstaver som strekker seg inn i celleforingen. ;Ved en generell betraktning kan de krefter som beveger metallet bli redusert ved å forminske strøm-tetthetene i cellen og i de tilhørende samleskinner, og/ ;eller ved å modifisere eller endre disse parametre i deres forhold til cellen og det smeltede aluminiumskikt i denne, F.eks. har en tidligere teknikk for å redusere den uheldige innflytelse av magnetfelter inne i cellen omfattet ulike anordninger av katode- og anodelederne og samle-skihnene i deres forhold til cellen. Det har imidlertid vist seg at ved å redusere en særlig magnetfeltkomponent inne i cellen er andre feltkomponenter blitt ugunstig på-virket, dvs. styrken av de andre komponenter er blitt for-øket eller forminsket på en måte som i virkeligheten for- ;øker hastigheten av det sirkulerende aluminium. Dette skjer fordi de elektromotoriske krefter som beveger det smeltede metall søker å bevege dette i kompliserte sirkulasjonsmønstre, ;slik at den blotte reduksjon eller eliminasjon av én mag-net fe ltkomponent kan forøke problemet ved metallbevegelsen snarere enn å forminske det. ;De fleste celler som benyttes i den aluminiumsproduserende industri har en ytre, magnetisk ledende stålmantel som vanlig tjener til å skjerme det indre av cellen mot magnetisk fluks som frembringes uten- ;for denne. Stålmantelen er imidlertid magnetisk kontinuer- ;lig langs sidene og endene av cellen, slik at med den for-økelse av cellestrømmen som har funnet sted i de senere år, ;har den resulterende forøkelse av de magnetfelter som frembringes av hovedstrømmen i cellelederne og samleskinnene, ;mettet mantelen med magnetisk fluks. Av denne grunn fungerer mantelen ikke lengere som en effektiv avskjerming. Gjennomsnittstykkelsen av cellemantelen kan ikke forøkes for å tilveiebringe en mer effektiv skjerming fordi den resulterende stigning i dens fluksledende evne ikke påvirker den magnetiske metningsgrad. ;Nærmere bestemt angår denne)oppfinnelse en celle for fremstilling av lettmetall så som aluminium, ved elektrolyse, hvor det foreligger et skikt av smeltet metall i cellen, og omfattende utvendige elektriske ledere som er elektrisk forbundet med et katodesystem for cellen og som represen-terer en kilde for magnetisk fluks i stand til å frembringe magnetiske feltkomponenter, hvorav en komponent forløper i en forut-bestemt retning i cellen og gjennom det nevnte skikt av smeltet metall. Det nye og særegne ved cellen ifølge oppfinnelsen er angitt i patentkravene. ;Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse blir det tilveiebragt konstruksjoner som styrer og reduserer inn-virkningen av magnetfelter inne i en elektrolytisk celle på ;en slik måte at bevegelsen av skiktet av smeltet aluminium-metall inne i cellen blir stanset eller i det minste vesentlig redusert. Dette oppnås ved å eliminere eller i det minste vesentlig forminske den elektromotoriske kraft i aluminiums-skiktet som forårsakes av en separat magnetfeltkomponent som strekker seg gjennom cellen, og uten å påvirke de krefter ;på det smeltede skikt som frembringes av magnetfeltkomponenter som strekker seg i andre retninger enn den nevnte separate komponent. Den vertikale feltkomponent blir eliminert eller dens styrke i det minste vesentlig forminsket inne i cellen uten å påvirke de krefter på det smeltede aluminiumskikt som frembringes av magnetiske feltkomponenter som strekker seg på langs og tvers av cellen. Som nærmere forklart i det følgende hjelper dette til å la de to sistnevnte krefter motvirke hverandre, hvilket tenderer til å stanse bevegelsen av det smeltede aluminium. ;De fluksledende innretninger som oppfinnelsen er basert på, utgjør et enkelt og økonomisk middel for avskjerming og regulering av et magnetfelt inne i en elektrolytisk celle. Det kreves ingen kostbar anordning av katode- og anodeledere, og gjennomsnittstykkelsen av cellemantelen behøver ingen forøkelse. Ethvert magnetisk ledende metall kan benyttes i de her angitte fluksleder-innretninger, f.eks. langstrakte stykker av avfallsjern og ;-stål samt gamle, brukte katodekollektorstaver. ;Oppfinnelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til den skjematiske tegning, hvor ;fig. 1 er et planriss av en utførelsesform ;for en elektrolytisk celle ifølge oppfinnelsen med deler av tilgrensende celler, og ;fig. 2 denne celle sett fra den ene side ;delvis i snitt (oppstrømssiden). ;På fig. 1 sees en elektrolytisk celle 12 som er spesielt egnet for produksjon av aluminium fra et smeltet saltbad, hvilken celle er koblet elektrisk sammen med tilgrensende celler 10 og 14 (bare en del av disBe er vist) henholdsvis på oppstrøms- og nedstrømssiden. Betegnelsene "oppstrøm" og "nedstrøm" refererer til strøm-retningen fra celle til celle, da cellene som brukes ved aluminiumfremstillingen vanlig er forbundet elektrisk i serie ved hjelp av ledere som slutter katoden i en celle til anoden i den neste tilgrensende celle. Nærmere forklart er oppstrømsiden den side på hvilken anodene er forbundet til katodene i den tilgrensende celle, mens nedstrøm-siden er den side på hvilken katodestavene er forbundet med anodene i den tilgrensende celle. ;Cellen 12 har som vist på tegningen en ;ytre stålmantel 16 som fortrinnsvis er magnetisk ledende og en indre elektrisk ledende karbonforing 18 samt en mellomliggende isolerende kledning 20 av et passende materiale, f,eks. ildfaste sten eller granulert isoleringsmateri-ale. Som vist på fig. 2 kan cellen understøttes av I-bjelker 22 med innbyrdes avstand, og toppen av cellen være forsynt med en metalldekkplate 24 som dekker de øvre kanter av stålmantelen samt karbon- og isoleringsforingene. På fig. 1 er dekkplaten ikke vist slik at toppkantene av mantelen og foringene kan sees. ;Som vist på fig. 2 og i cellen 14 på fig. 1 bæres anodekonstruksjoner 25 inne i cellen i en elektrolyt (ikke vist) ved hjelp av elektrisk ledende stenger 26 som er festet på passende måte til overliggende anodesamleskinner 27, av hvilke bare én er vist på fig. 1 beliggende mellom langsgående anodesamleskinner 28 og 29. På fig. 1 er anodene og anodeBamleskinnene ikke vist for å simplifi-sere figurene med det formål å forklare de konstruksjoner som direkte vedrører oppfinnelsen. I kommersielle installasjoner vil cellene 10, 12 og 14 og ytterligere celler som er tilsluttet kretsen for cellene, dvs. i en cellerekke (<H>pot line") ha de samme eller tilsvarende anode- (og katode-) systemers ;' Likestrøm tilføres cellene via anodene 25 og samleskinnene for disse og strømveien sluttes gjennom cellen ved hjelp av et katodesystem som omfatter det ;smeltede aluminiumskikt, den ledende foring 18, og horisontalt plasserte kollektorstaver 30 av jern eller stål innlagret i foringen og beliggende i cellens tverr-retning som vist på fig. 1. Kollektorstavene strekker seg ut fra foringen og gjennom mantelen 16 på oppstrøms- ;og nedstrømssidene av cellen (fig. 1). Disse staver er passende sluttet til ringsamleskinner 31 og 32 som ligger i avstand fra mantelen og henholdsvis strekker seg mot den venstre og høyre ende av cellen for å slutte seg til hovedsamleskinner 33 og 34 for katodene. Som anført i det ovenstående er det vanlig praksis i kommersielle installasjoner å anordne et stort antall celler i en produksjonslinje (enkelt- eller tandemrekker), i hvilket tilfelle cellene er forbundet elektrisk i serie ved at hovedsamleskinnene 33 og 34 for én celle fører strømmen fra denne til anodesamleskinnene 28 og 29 for den nest følgende celle i linjen. ;Avhengig av strømtetthetene og den resulterende styrke av de magnetiske felter inne i cellen og i det smeltede aluminium kan de elektromotoriske krefter i dette bli ganske kraftige i de her beskrevne celler ifølge fig. 1 og 2. Noen bevegelse i badet som tjener til å omrøre dette og til å fordele tilsetninger av aluminium til cellen helt igjennom badet er ønskelig. Imidlertid har det vist seg, at med de store driftsstrømmer som nå benyttes i celler av den omhandlede art, vil en for kraftig bevegelse i badet og særlig i det smeltede metallskikt forårsake en ueffektiv celledrift av de ovennevnte grunnere;Under drift av cellearrangementet på fig. ;1 dannes det magnetfelter omkring katodestavene 30 og samleskinnene 31 - 34 idet de fører strøm fra cellene. Disse felter eksisterer både inne i cellen (pga. de partier av katodestavene 30 som ligger innenfor mantelen 16) og utenfor cellen (pga. de utvendige skinner 31 - 34 og de deler av stavene 30 som ligger utenfor mantelen 16). Med strømtettheter som utvikler en magnetisk feltstyrke som er tilstrekkelig til å mette mantelen er denne ikke tilstrekkelig til å skjerme det indre av cellen mot de felter som utvikles utenfor denne, dvs. de felter som åcapes av skinnene 31 - 34 og av de deler av katodestavene 30 som ligger utenfor cellen. ;Disse sistnevnte felter har en komponent som er vinkelrett på strømmen og passerer vertikalt gjennom det smeltede metallskikt i cellen (cellen 12 f.eks.) Denne vertikale feltkomponent er størst i nærheten av de høyre og venstre ender av cellen pga. konsentrasjonen av strømledere som strekker seg lateralt ut derfra, og pga. virkningen av Amperes lov inne i cellen, dvs. at inne i denne er den magnetiske feltstyrke, som i forbindelse med enhver strømførende leder, svakest (dvs. null) på midten hvor feltet skifter retning. ;I planrisset av cellen 12 på fig. 1 er retningen av det vertikale felt ved den oppstrøms venstre ende av cellen inn i papirplanet som angitt med et x i en sirkel, og ut av papirplanet.ved den oppstrøms høyre ende av cellen som angitt med en prikk i en sirkel. På tilsvarende måte er den vertikale feltkomponent ved den høyre ende av cellen på nedstrømssiden av denne reversert, dvs. rettet inn i papirplanet, og ved den venstre ende på nedstrømssiden rettet ut av papirplanet. På denne måte er cellen i det vesentlige oppdelt i fire kvadranter i henseende til det magnetiske felt i denne og den resulterende kraft som dette utøver på metallet. . Den vertikale feltkomponent i det smeltede metallskikt utøver en»kraft på metallet i retning vinkelrett på komponenten og på retningen av det horisontale strømforløp i metallet, som vanlig er utad fra oelle-midten. Denne kraft virke*, som angitt med pilene i cellen på fig. 12, langs sidene og endene av cellen, og pga. de motsatte retninger av den vertikale feltkomponent i de fire oellekvadreiiter beveger kreftene på det smeltede metall dette Inn mot midten av cellen på oppstrøms- og ned-strømssiden av denne, og bort fra midten langs cellens venstre og høyre ende som vist med pilene.
får metallet beveger seg i de retninger
som er beskrevet i det ovenstående, vil det være til-bøyelig til å sirkulere i fire hovedhvirveler i cellen skjønt sirkulasjonsmønsteret tenderer til å bli ganske komplekst pga. langs- og tverrgående magnetfeltkomponenter i kombinasjon med den vertikale komponent. Ikke desto mindre vil de sirkulasjonskrefter som skapes av den vertikale feltkomponent bli i det vesentlige eliminert, hvis denne komponent i hovedsaken kan bortskaffes i cellen eller dens styrke i det minste kan reduseres betydelig» Virkningene av de langs- og tverrgående felter vil da tendere til å oppheve hverandre som forklart i det følgende. På denne måte ville bevegelsen av det smeltede metall bli sstanset eller redusert til en ubetydelig størrelse, hvorved slitasjen på foringen 18 ble vesentlig nedsatt og det ble mulig å plassere anodene 25 mere nøyaktig i forhold til det smeltede metall, hvilket ville tilveiebringe en forbedret elektrisk virkningsgrad ved driften av cellen.
Ifølge oppfinnelsens prinsipper blir styrken av den vertikale feltkomponent i en celle redusert vesentlig ved plassering av vertikalt beliggende, langstrakte, magnetisk ledende plater og/eller staver ved sidene og endene av cellen som vist på fig. 1 og 2. Nærmere forklart er det på oppstrømssiden av cellen 12 (fig. 1) anordnet fire rekker eller lag av plater 36 -39» hvor hvert lag består av et flertall plater med innbyrdes megnetisk avstand langs siden av cellen. Platelaget nærmest ved yttersiden av cellemantelen kan fysikalsk festes på denne ved hjelp av passende midler, f.eks. et isolerende klebemateriale eller ved hjelp av heftsveisinger i begrenset antall for å unn-
gå å danne en kontinuerlig magnetisk leder langs siden av cellen av årsaker som blir forklart i det følgende. Dessuten vil enhver oksyd på platene tendere til å bringe dem
i magnetisk avstand fra mantelen.
Platene i rekkene 37 og 39 er vist som relativ smale plater, mens platene i rekkene 36 og 38 er bredere. Denne plateutforming og -plassering gjør det lettere å få platene til å nå ned i nærheten av bunnen av cellen mellom kollektorstavene 30 (fig. 2). Således er de smalere plater forholdsvis lange og strekker seg hovedsakelig i cellens fulle høyde, mens relativ korte og brede plater strekker seg fra toppen av cellen ved dekkplaten 24 ned til et sted direkte over kollektorstavene.
For å sikre en effektiv avskjerming av cellen fra det vertikale magnetfelt som skapes av kollektorstavene 30 er åpningene mellom de smale plater 37 dekket av de brede plater 36 som overlapper de smale (fig.
2). De brede plater kan være festet på de smale ved hjelp av et passende magnetisk ikke-ledende klebemiddel, som dessuten virker til å holde de brede plater i magnetisk avstand fra de smale og fra hverandre. Enhver oksyd på
de brede plater vil ytterligere tendere til å isolere de brede plater fra de smale så vel som fra mantelen 16 som fra hverandre.
Plasseringen av de brede og smale plater 36 og 37 kan naturligvis reverseres, i hvilket tilfelle de brede plater vil være nærmest ved siden av cellen og stålmantelen 16. På tilsvarende måte kan det benyttes bare ett lag plater av større tykkelse i stedet det dobbelte lag 36 og 37, i hvilket tilfelle den nedre ende av hver plate kunne være spaltet eller på annen måte dimensjonert for å oppta en eller flere kollektorstaver 30.
Platene i lagene 38 og 39 som bare kan sees på fig. 1 er innlagret i celleforingen 18 innenfor stålmantelen 16. På samme måte som platene 36 og 37 omfatter platene i disse lag brede plater (38) som er plassert for å overlappe åpningene mellom de smalere plater (39) for ytterligere å sikre en vesentlig reduksjon av den vertikale feltkomponent inne i cellen uten på særlig måte å påvirke de øvrige magnetfeltkomponenter i denne.
En del av de smale plater strekker seg fra toppen av cellen ned til og imellom kollektorstavene 30, mens de brede plater fortrinnsvis strekker seg mellom toppen av cellen og kollektorstavene.
Som vist på fig. 1 strekker katodering-skinnene 31 og 32 seg lateralt ut til hovedkatodeskinnene 33 og 34. Strømforløpet i disse skinner bidrar ytterligere til styrken av den vertikale feltkomponent ved endene av cellen på oppstrømssiden av denne. Por å skjerme cellen fra det felt som genereres av disse skinner er det plassert langstrakte, magnetisk ledende staver 41 og 42, med innbyrdes avstand, mellom endene av cellen og skinnene 33 og 34, hvor lengdedimensjonen av stavene (som for platene 36 - 39) strekker seg i retning (vertikalt) av det felt som skal avskjermes.
I utførelsesformen på fig. 1 og 2 er skjermstavene 41 og 42 passende understøttet mellom cellen og skinnene ved å ha den nedre ende stikkende inn i celleforingen 18, skjønt disse staver også kan plasseres på yttersiden av cellen og det eventuelt kan benyttes plater i stedet for eller i forbindelse med dem.
De vertikale staver 41 og 42 strekker seg adskillig opp over dekkplaten 24 og i det minste i en høyde lik den av eventuelle stigeledere og av anodeskinnene for den celle som skal skjermes. På fig. 1 er det ikke vist stigeledere eller anodeskinner for cellen 12 av hensyn til forståeligheten av tegningen, men denne celle har anodeskinner som svarer til skinnene 28 og 29 for nedstrøms-cellen 14. Det er mot det magnetfelt som genereres av strømmen i disse skinner at:de vertikale staver 41 og 42
er særlig innrettét til1 å skjerme cellen.
De avskjermingsanordninger som er innlagret i celleforingen 18, dvs. platene 38 og 39 og stavene 41 og 42, kan passende plasseres i materialet for foringen når denne fremstilles ved konstruksjonen av nye celler, eller ved reparasjon og gjenutforing av gamle celler.
Pga. konfigurasjonen og beliggenheten av
de skinner, som grenser til nedstrømssiden av cellen, er den vertikale feltkomponent som stammer fra disse ikke så kraftig som den det møtes på oppstrøms-siden. Av denne åi^sak har nedstrøms-siden bare utvendig plasserte magnetisk ledende plater 44 og 45 med innbyrdes avstand. På denne måte blir antallet av plater på nedstrøms-siden vesentlig mindre enn på oppstrøms-siden av cellen. Det magnetfelt sott genereres av strømmen i ende- og stigeskinnene på ned1-
strømssiden av cellen har vist seg å være gavnlig i sin virkning på bevegelsen av det smeltede metall, og det benyttes derfor ikke avskjermingsstaver ved endene av cellen på denne side.
På samme måte som platene 36 og 37 på opp-strømssiden av cellen omfatter nedstrømsplatene bredere plater 44 som overlapper smalere plater 45 og åpningene mellom disse for å forøke skjermingen av cellens indre mot den vertikale f eltkomponent som genereres av strømraen i nedstrøms-kollektorstavene 30 og skinnene 31 og 32. De brede plater strekker seg fra dekkplaten 24 ned til et sted direkte over kollektorstavene 30, mens de smale plater som er plassert mellom disse staver strekker seg fra dekkplaten ned til et sted som grenser til bunnen av cellen.
De langstrakte plater 36 - 39» 44 og 45 samt stavene 41 og 42 er, som de er beskrevet i det ovenstående, effektive til å lede den vertikale feltkomponent i deres lengderetning og derved skjerme det indre av cellen og det smeltede aluminium i denne mot denne komponent, uten vesentlig å påvirke de langs- og tverrgående felter. På denne måte blir de elektromotoriske krefter som genereres i det smeltede aluminium hovedsakelig eliminert stort sett uten noen påvirkning av de krefter som skyldes de langs- og tverrgående felter. Størrelsen av de krefter som utvikles i aluminiumet av de sistnevnte to felter tenderer til å øke henimot de langs- og tverrgående midter av cellen, slik at aluminiumet forsøker å bevege eeg fra endene og sidene av cellen innover mot disse midtlinjer. Av denne grunn, og med de krefter som ble generert av den vertikale feltkomponent som ble fjernet ved hjelp de vertikale plater og staver, blir de metallbevegelses-mønstre som tilveiebringes av disse innoverrettede krefter i hovedsaken motsatt hverandre, slik at den totale virkning er den, at det ikke forårsakes noen bevegelse av metallet. Det er av denne grunn, at de langs- og tverrgående feltkomponenter ikke må forstyrres i forbindelse med å redusere eller eliminere den vertikalt beliggende feltkomponent i celle-
konstruksjonen på fig. 1 og 2.
Som en bekvem og økonomisk kilde for skjermelementer ifølge den foreliggende oppfinnelse benyttes jern-kollektorstaver som er blitt fjernet fra foringen i gamle celler og som ellers ville bli kvittet som avfallsmateriale. Skjermstavene 4-1 og 42 ved endene av cellen kan være gamle kollektorstaver, og slike staver kan også benyttes langs sidene av cellene. Imidlertid har plane plater fordeler i forhold til staver, da de lettere kan anordnes i overlappende lag som vist på fig. 1. Platene behøver imidlertid ikke nødvendigvis å være av nytt stål, det kan brukes plater av avfallsmetall, grunn-kravet er bare at de leder det magnetiske felt i deres lengderetning.
Dessuten behøver skjermplatene ikke å bli plassert ved midten av oppstrøms- og nedstrømssidene av cellen, da det vertikale felt som forklart er null ved midten av cellen.
Av den ovenstående beskrivelse vil det nå forståes, at det er tilveiebragt en ny og nyttig konstruk-sjon for avskjerming av det indre av en elektrolytisk celle mot de ugunstige virkninger av en separat magnetfeltkomponent som strekker seg i en bestemt retning, uten derved vesentlig å påvirke magnetfeltkomponenter som strekker seg i andre retninger inne i cellen. F.eks. reduseres bevegelsen av smeltet metall betydelig eller stoppes helt ved den effektive eliminasjon av bare den vertikale feltkomponent, da de horisontale og transversale feltkomponenter beveger metallet i mønstre som forsøker å oppheve hverandre. Med den effektive eliminasjon av metallets bevegelse økes levetiden av foringene i cellene vesentlig, hvorved utgiftene ved reparasjon og gjenutforing av cellene nedsettes i høy grad.
Skjønt oppfinnelsen er særlig fordelaktig ved produksjon av aluminium, er den også anvendbar i produksjonen av andre lette metaller ved elektrolyse, f.eks. magnesium.
Claims (7)
1. Celle for fremstilling av lettmetall så som aluminium, ved elektrolyse, hvor det foreligger et skikt av smeltet metall i cellen, og omfattende utvendige elektriske ledere som er elektrisk forbundet med et katpdesystem for cellen og som represente-rer en kilde for magnetisk fluks i stand til å frembringe magnetiske feltkomponenter, hvorav en komponent forløper i en forutbe-stemt retning i cellen og gjennom det nevnte skikt av smeltet metall ,
karakterisert ved at det er anordnet langstrakte, magnetisk innbyrdes adskilte lederinnretninger (36,37,38,39,41,' 42,44,45) for magnetfluks adskilt fra de utvendige elektriske ledere og fra katodesystemet samt plasert mellom det smeltede metall i cellen (12) og de utvendige ledere (31,32,33,34), hvilke langstrakte lederinnretninger forløper med sin lengderetning i samme retning som den nevnte ene magnetfeltkomponent og er magnetisk diskontinuerlige i andre retninger enn retningen av denne ene mag-ne tfeltkomponent, for å redusere eller eliminere denne magnetfeltkomponent i cellen uten i vesentlig grad å innvirke på andre mag-net f eltkomponenter i cellen.
2. Celle ifølge krav 1, som er forbundet i en elektrisk krets ved hjelp av de nevnte elektriske ledere (31,32,33,34) som er i lateral avstand fra og strekker seg langs minst én side av cellen på yttersiden av denne,
karakterisert ved at det nevnte flertall av magnet-fluksledende innretninger (36,37,38,39,41,42,44,45) er plasert på i det minste den nevnte ene side av cellen.
3. Celle ifølge krav 1 eller 2, hvor cellen har en ytre man-tel (16) av magnetisk ledende materiale og er elektrisk koblet til en lignende tilgrensende celle ved hjelp av ledere som strekker seg ut fra den,
karakterisert ved at de fluksledende innretninger omfatter plateformede konstruksjoner eller staver plasert ved cellemantelen (16).
4. Celle ifølge krav 3, karakterisert ved at i det minste noen av de nevnte plater (36,37,44,45) befinner seg på yttersiden av cellemantelen (16).
5. Celle ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at de fluksledende innretninger omfatter overlappende lag av plater (36,37,38,39) med innbyrdes mellomrom langs i det minste en del av i det minste én side av cellen, hvilke lag er magnetisk adskilt fra hverandre.
6. Celle ifølge krav 3, 4 eller 5, hvor denne omfatter en foring (18) på innersiden av cellemantelen, karakterisert ved at de fluksledende innretninger omfatter plateformede konstruksjoner (38,39)' som strekker seg inn i foringen (18).
7. Celle ifølge krav 3,4, 5 eller 6, hvor cellen omfatter en foring (18), karakterisert ved at de fluksledende innretninger ved endene av cellen består av staver (41,42) som strekker seg inn i foringen (18).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12558471A | 1971-03-18 | 1971-03-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO129963B true NO129963B (no) | 1974-06-17 |
Family
ID=22420423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO00893/72A NO129963B (no) | 1971-03-18 | 1972-03-20 |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3719577A (no) |
| JP (1) | JPS5523911B1 (no) |
| BR (1) | BR7201543D0 (no) |
| CA (1) | CA966805A (no) |
| CH (1) | CH550859A (no) |
| DD (1) | DD95691A5 (no) |
| DE (1) | DE2213226B2 (no) |
| FR (1) | FR2130179B1 (no) |
| GB (1) | GB1368891A (no) |
| HU (1) | HU163473B (no) |
| IT (1) | IT952304B (no) |
| LU (1) | LU29922A1 (no) |
| NL (1) | NL151139B (no) |
| NO (1) | NO129963B (no) |
| PL (1) | PL77566B1 (no) |
| SE (1) | SE379215B (no) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL115407B3 (en) * | 1976-03-08 | 1981-04-30 | Pechiney Aluminium | Method and apparatus for compensation of magnetic fields of adjoining rows of thermo-electrolyzer tanks |
| US4196067A (en) * | 1978-02-07 | 1980-04-01 | Swiss Aluminium Ltd. | Absorption of magnetic field lines in electrolytic reduction cells |
| CH649317A5 (de) * | 1978-08-04 | 1985-05-15 | Alusuisse | Elektrolysezelle mit kompensierten magnetfeldkomponenten. |
| EP0016728A1 (de) * | 1979-03-23 | 1980-10-01 | Schweizerische Aluminium AG | Elektrolysezelle zur Aluminiumherstellung durch Schmelzflusselektrolyse von Aluminiumsalzen |
| JPS5767184A (en) | 1980-10-08 | 1982-04-23 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Kk | Stabilizing method for metallic bed of aluminum in electrolytic cell for aluminum |
| RU2226573C2 (ru) * | 2001-04-04 | 2004-04-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Способ снижения вредного влияния магнитных полей в электролизере для получения алюминия |
| NO349526B1 (en) * | 2016-07-13 | 2026-02-09 | Norsk Hydro As | Electrolysis cell and a method for repairing same |
| CN116837420B (zh) * | 2023-08-15 | 2025-03-11 | 潜江市正豪华盛铝电有限公司 | 一种电解槽消磁棒装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL104954C (no) * | 1954-02-09 | 1900-01-01 | ||
| GB797428A (en) * | 1954-03-10 | 1958-07-02 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Plant for carrying out fusion electrolysis |
| US3415724A (en) * | 1965-12-16 | 1968-12-10 | Aluminum Co Of America | Production of aluminum |
| US3616317A (en) * | 1969-09-29 | 1971-10-26 | Alcan Res & Dev | Aluminum pot line and method of operating same |
| US3617454A (en) * | 1969-11-12 | 1971-11-02 | Arthur F Johnson | Bus structure from aluminum reduction cells |
| US3616318A (en) * | 1969-11-14 | 1971-10-26 | Arthur F Johnson | Aluminum reduction cell and process |
-
0
- LU LU29922D patent/LU29922A1/xx unknown
-
1971
- 1971-03-18 US US00125584A patent/US3719577A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-02-25 CA CA135,594A patent/CA966805A/en not_active Expired
- 1972-03-13 FR FR7208685A patent/FR2130179B1/fr not_active Expired
- 1972-03-17 GB GB1266572A patent/GB1368891A/en not_active Expired
- 1972-03-17 PL PL1972154128A patent/PL77566B1/pl unknown
- 1972-03-17 BR BR001543/72A patent/BR7201543D0/pt unknown
- 1972-03-18 IT IT49090/72A patent/IT952304B/it active
- 1972-03-18 JP JP2799772A patent/JPS5523911B1/ja active Pending
- 1972-03-18 HU HUAU265A patent/HU163473B/hu unknown
- 1972-03-18 DE DE2213226A patent/DE2213226B2/de active Pending
- 1972-03-20 SE SE7203533A patent/SE379215B/xx unknown
- 1972-03-20 DD DD161661A patent/DD95691A5/xx unknown
- 1972-03-20 NO NO00893/72A patent/NO129963B/no unknown
- 1972-03-20 CH CH411572A patent/CH550859A/fr not_active IP Right Cessation
- 1972-03-20 NL NL727203709A patent/NL151139B/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2130179B1 (no) | 1974-09-13 |
| DD95691A5 (no) | 1973-02-12 |
| NL7203709A (no) | 1972-09-20 |
| NL151139B (nl) | 1976-10-15 |
| LU29922A1 (no) | |
| HU163473B (no) | 1973-09-27 |
| JPS5523911B1 (no) | 1980-06-25 |
| CA966805A (en) | 1975-04-29 |
| SE379215B (no) | 1975-09-29 |
| CH550859A (fr) | 1974-06-28 |
| DE2213226A1 (de) | 1972-10-05 |
| GB1368891A (en) | 1974-10-02 |
| PL77566B1 (no) | 1975-04-30 |
| FR2130179A1 (no) | 1972-11-03 |
| BR7201543D0 (pt) | 1973-05-10 |
| IT952304B (it) | 1973-07-20 |
| US3719577A (en) | 1973-03-06 |
| DE2213226B2 (de) | 1973-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4795540A (en) | Slotted cathode collector bar for electrolyte reduction cell | |
| US3616317A (en) | Aluminum pot line and method of operating same | |
| US4592820A (en) | Electrolytic reduction cells for aluminium production | |
| US20060118410A1 (en) | Method and system for cooling an electrolytic cell for aluminum production | |
| RU2118410C1 (ru) | Система ошиновки электролизера | |
| US4856021A (en) | Electric direct-current scrap-melting furnace | |
| US4224127A (en) | Electrolytic reduction cell with compensating components in its magnetic field | |
| US2786024A (en) | Arrangement of cathode bars in electrolytic pots | |
| US3719577A (en) | Magnetic field control in electrolysis cells using plates and/or bars | |
| RU2242539C2 (ru) | Электролизеры для электролитического получения алюминия с анодами, выделяющими кислород | |
| JPH0613177A (ja) | 直流アーク炉装置 | |
| US3582483A (en) | Process for electrolytically producing aluminum | |
| US2874110A (en) | Electrolytic reduction cell for producing aluminum | |
| CN1094505A (zh) | 直流电弧炉及其控制方法 | |
| US1851817A (en) | Electrolytic apparatus | |
| RU2164557C2 (ru) | Ошиновка электролизера для получения алюминия | |
| US5191592A (en) | D.c. electric arc furnace with consumable and fixed electrode geometry | |
| CA1123380A (en) | Absorption of magnetic field lines in electrolytic reduction cells | |
| NO332480B1 (no) | Elektrolysecelle samt fremgangsmate for drift av samme | |
| US3640800A (en) | Electrolytic cell | |
| US3616318A (en) | Aluminum reduction cell and process | |
| NO154925B (no) | Stroemskinneanordning ved elektrolyseceller. | |
| US3562136A (en) | Igneous-electrolysis multicell furnaces,for the protection of the inner layer in contact with molten salts | |
| US3257307A (en) | Electrolytic cell for the production of aluminum | |
| NO132877B (no) |