NO830544L - Elektrolytisk celle. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en elektrolylytisk

celle for produksjon av aluminium og især en lederanordning av katoder i de elektrolytiske celler, og mer presist, en bedret lederanordning av katoder i elektrolytiske celler i såkalt si-de om side anordning. Den elektrolytiske celle for produksjon av aluminium vil heretter bare bli kalt "elektrolytisk celle".

Den elektrolytiske celle har formen av en digelkonstruk-sjon med stålrammer, hvor stålrammenes innsider er foret med ildfast stein og videre på disse med kalsinerte karbonblokker og en karbonholdig stampemasse, hvor et elektrolyttbad som inneholder kryolitt som hovedkomponent er. anbrakt i den elektrolytiske celle og blir holdt i smeltet tilstand ved generering av elektrisk varme. Katode-strømkollektorstenger av stål er leiret i karbonforingen i bunnen av den elektrolytiske celle og selve karbonforingen virker som en katode.

Karbonholdige anoder er opphengt over katoden og anodens nedre ende er nedsenket i elektrolyttbadet. Elektrolyse gjennom-føres ved at likestrøm ledes fra anoden til katoden gjennom elektrolyttbadet, og aluminium avleires i smeltet tilstand på katodeoverflaten fra aluminainnholdet i det elektrolytiske bad. Samtidig genereres den nødvendige varmemengde for smelting av elektrolyttbadet.

I den senere tid er det generelt en tendens til å benytte elektrolytiske celler med større kapasitet, og denne tendens blir mer og mer uttalt som følge av forsterket energisparing og bruk av automatisering. På den annen side vil det med økende kapasitet av den elektrolytiske celle opptre sterke sirkula-sjons-strømningsfenomener i det smeltede aluminiumlag som følge av de elektromagnetiske krefter. Følgen er at det smeltede aluminiumlag stiger opp eller det dannes bølger i grenseflaten mellom det smeltede aluminium og elektrolyttbadet. Som følge av dette blir effektiviteten av den elektrolytiske celle betydelig forringet, eller foringen av den elektrolytiske celle blir nedbrutt, slik at det oppstår forskjellige uheldige virkninger, som tidlig utkopling av elektrolysecellen.

For å redusere slik påvirkning av elektromagnetiske krefter, er det foreslått forskjellige lederanordninger for elektrolytiske celler, anordnet ende mot ende eller side om side.

Den elektromagnetiske kraft er en interaksjon mellom en elektrisk strøm og et magnetfelt, og særlig•magnetfelter som genereres av■den elektriske strøm som flyter gjennom katodestrømskin-nene har betydelig innflytelse. De uheldige virkninger av de elektromagnetiske krefter synes således å hindres ved en passende anordning av katodestrømskinnene.

De elektrolytiske celler som er anordnet ende mot ende,

er ikke aktuelle i forbindelse med foreliggende oppfinnelse og vil således ikke bli omtalt her. De elektromagnetiske krefter som genereres i de elektrolytiske celler i. side om side anordning vil bli spesielt omtalt nedenfor.

Side om side anordningen av elektrolytiske celler betyr

at langsidene av de enkelte elektrolytiske celler er anordnet perpendikulært på strømmens flyteretning i en rekke elektroly- ■ tiske celler■hvor endene.av katode strømkollektorskinnene rager frem fra to sider av hver elektrolytiske celle, dvs. fra oppstrøms side og nedstrøms.side av hver elektrolytiske celle med henblikk på strømretningen. Førstnevnte kalles oppstrøms side og sistnevnte nedstrøms side. De elektrolytiske celler er koplet i serie med hverandre., og oppstrøms og nedstrøms side av katode-kollektorskinnene for hver elektrolytisk celle på oppstrøms si-de er koplet til anodestrømskinner for en annen elektrolytisk celle som er anordnet på nedstrøms side av førstnevnte elektrolytiske celle via katodestrømskinnene og stigestrømskinnene.

Elektromagnetiske krefter som påvirker aluminiumsmelten

i en elektrolytisk celle fremkommer ved følgende ligninger:

hvor

FxM: elektromagnetisk kraft gjennom smeltet aluminium i langsideretning av den elektrolytiske celle (heretter kalt

"retning x")

FyM: elektromagnetisk kraft gjennom smeltet aluminium i den elektrolytiske celles kortsideretning (heretter kalt

"retning y")

FzM: elektromagnetisk kraft gjennom smeltet aluminium i verti-kalretningen av den elektrolytiske celle (heretter kalt

"retning z")

DxM: strømtetthet gjennom smeltet aluminium i retning x

DyM: strømtetthet gjennom smeltet aluminium i retning y

DzM: strømtetthet gjennom smeltet aluminium, i retning z.

Bx : magnetisk flukstetthet i retning x

By : magnetisk flukstetthet i retning y

Bz : magnetisk flukstetthet i retning z.

De individuelle variabler kan ha fortegn. Når det gjelder retning x, har retningen mot høyre i forhold til strømretningen i en rekke elektrolytiske celler et positivt fortegn. Når det gjelder retning y, har strømretningen et positivt fortegn. Og når det gjelder retning z, har oppadgående retning et positivt fortegn.

Når det gjelder de elektromagnetiske krefter i retningene x og y som hovedårsaker for generering av sirkulasjonsstrømning i smeltet aluminium, er kreftene i de første ledd i ligningene (1) og (2) i det vesentlige symmetriske i forhold til retningsaksen y som passerer gjennom sentrum av hver elektrolytiske cel-• le (aksen vil heretter.bli kalt akse y) og til retningsaksen x som passerer gjennom sentrum av hver elektrolytisk celle (aksen vil heretter bli kalt akse x) og danner elektromagnetiske krefter rettet mot sentrum av den elektrolytiske celle. Det forhol-der seg slik, fordi den elektriske hovedstrøm for opprettelse av magnetiske flukstettheter (Bx og By) i retningene x og y er strømmen som passerer gjennom elektrolyttbadet og det smeltede aluminium fra anoden til katoden. Med mindre de er i ekstrem ubalanse, vil de sammensatte magnetiske felter i retningene x og y danne et roterende magnetfelt, og den elektromagnetiske kraft som et vektorprodukt av det roterende magnetfelt og strømtetthe-ten i retnind z (DzM) vil rettes mot sentrum av den elektrolytiske celle.

• De andre ledd i ligningene (1) og (2) er vektorprodukter av megnetflukstetthet i retning z (Bz) og strømtetthet gjennom det smeltede aluminium i horisontale retninger (DxM og DyM), hvor DxM og DyM vanligvis er symmetriske, ettersom en elektrolytisk celle har rektangulær form i horisontalplanet og er symmetrisk i forhold til begge retninger x og y. Men det er vans-keligst å oppnå symmetri av Bz, fordi den elektriske hovedstrøm

som produserer Bz flyter gjennom katodestrømskinnene og Bz er avhengig av anordningen av katodestrømskinnene.

I de elektrolytiske celler som er anordnet på vanlig side om side måte, er den største magnetiske flukstetthet Bz i retning z i begge hjørner på oppstrøms side av den elektrolytiske celle, og retningen av den magnetiske flukstetthet er nedad i venstre hjørne på oppstrøms side og oppad i høyre hjør-ne på oppstrøms side av hver elektrolytisk celle med henblikk på strømretningen.. Det vil si at fordelingen av den vertikale magnetiske flukstetthet Bz er i det vesentlige symmetrisk med henblikk på aksen y, men svært asymmetrisk med henblikk på aksen x. Følgelig er de elektromagnetiske krefter FxM og FyM ifølge ligningene (1) og (2) asymmetriske, hvilket fører til økning av sirkulasjonsstrømningen av smeltet aluminium.

Ved at de elektromagnetiske krefter FxM og FyM ifølge ligningene (1) og (2) gjøres symmetriske i forhold til akse x og akse y, og ved at disse absolutte verdier gjøres mindre, kan aluminiumsmeltens strømning således reduseres, og hevningen av smeltet aluminium kan reduseres. Med andre ord må fordelingen av den vertikale flukstetthet Bz være symmetrisk i forhold til akse x og. akse y, og dens absolutte verdi må gjøres mindre.

På den annen side genereres elektromagnetiske krefter og-så i elektrolyttbadet (smeltet salt som omfatter kryolitt som hovedkomponent som tidligere nevnt), som danner et lag som leg-ger seg på det smeltede aluminium i en elektrolytisk celle.

De elektromagnetiske krefter fremkommer ved følgende ligninger :

hvor

FxB: elektromagnetisk kraft gjennom elektrolyttbadet i retning x

FyB: elektromagnetisk kraft gjennom elektrolyttbadet i retning y

FzB: elektromagnetisk kraft gjennom elektrolyttbadet i retning z

DxB: strømtetthet gjennom elektrolyttbadet i retning x

DyB: strømtetthet gjennom elektrolyttbadet i retning y

DzB: strømtetthet gjennom elektrolyttbadet i retning z

Bx : magnetisk flukstetthet i retning x

By : magnetisk flukstetthet i retning y

Bz : magnetisk flukstetthet i retning z.

I de ovenstående ligninger kan det generelt antas at

DxB = 0 og DyB = 0. Ettersom den elektriske motstand i hvert elektrolyttbad er betydelig større enn i aluminiumsmelten, kan den elektriske strøm som passerer gjennom elektrolyttbadet nem-lig betraktes bare som en komponent som flyter vertikalt fra anoden til katoden. Dermed må bare komponenten i retningen z, dvs DzB, tas i betraktning som strømtettheten som foreligger i elektrolyttbadet, og ligningene (4), (5) og (6) kan skrives om som følger:

De elektromagnetiske krefter ifølge ligningene (7) og (8), dvs FxB og FyB forårsaker en strømning også i elektrolyttbadet .

Når strømningen av smeltet aluminium som forårsakes av de elektromagnetiske krefter ifølge ligningene (1) og (2) sam-menlignes med strømningen, i elektrolyttbadet som forårsakes av de elektromagnetiske krefter ifølge ligningene (7) og (8), er førstnevnte strømning noe større i de elektrolytiske celler som er anordnet på vanlig side om side måte, men når differansen i strømningshastigheter er for stor, blir grenseflaten mellom smeltet aluminium og elektrolyttbad ustabil, slik at det lett dannes bølger ved .overflategrensen. Er bølgende først opprettet, blir avstanden mellom anoden og aluminiumsmelten ustabil, og strømeffekten blir.ekstremt redusert. Det kreves således en passende lederanordning for reduksjon, av differansen mellom strømningen av smeltet aluminium og strømningen av elektrolyttbadet for en mer stabil drift av en elektrolytisk celle.

Det er til nå gjort forskjellige forsøk på å redusere det vertikale magnetfelt som hovedsakelig påvirker.det smeltede

aluminiumslag og på å gjøre dets fordeling symmetrisk for å redusere strømningen av aluminiumsmelte i lederanordningen av

elektrolytiske celler som.er anbrakt side om side. Eksempelvis viser det japanske patentskrift No. 16843/77 en lederanordning hvor alle katodestrømskinner på oppstrøms side for hver elektrolytisk celle strekker seg inn i rommet under cellen, parallelt med retning y, hvor de dreier mot høyre og venstre for å forløpe parallelt med retning x rundt sentrum av den elektrolytiske celle, og hvor de strekker seg mot utsiden av den elektrolytiske celle. Ved denne anordning kan det vertikale magnetfelt som påvirker det smeltede aluminiumslag reduseres betrak-telig, og strømningen av aluminiumsmelte kan dermed reduseres. De elektromagnetiske krefter ifølge ligning (7) og (8) blir dog større, og dermed er differansen mellom strømningen av elektrolyttbadet og.av aluminiumsmelte overhodet ikke tatt i betraktning. Ifølge beregninger gjort av oppfinneren av foreliggende oppfinnelse, har det faktisk vist seg at differansen mellom strømningen av aluminiumsmelte og av elektrolyttbadet blir nokså stor.

Den japanske utlagte søknad No. 290/81 viser en lederanordning av katodestrømskinner som på oppstrøms side forløper delvis langs.utsiden av kortsidene av hver/elektrolytiske celle og delvis inn i rommet under den elektrolytiske celle, parallelt med retning y, mens de forløper mot venstre og høyre i rommet under den elektrolytiske celle på dennes nedstrøms side, og hvor de.forløper på utsiden av den elektrolytiske celles kortside.. Ved denne anordning er det overhodet ikke tatt hensyn til de elektromagnetiske krefter gjennom elektrolyttbadet, og differansen mellom strømningen av aluminiumsmelten og av elektrolyttbadet er nokså stor.

Oppfinnerne i foreliggende søknad har gjort omfattende undersøkelser av en lederanordning som kan tilfredsstille føl-gende to krav: 1) De elektromagnetiske krefter gjennom aluminiumsmelten, dvs FxM og FyM ifølge de to ligninger (1) og (2) er gjort så symmetriske som mulig, og deres absolutte verdier er gjort mindre, hovedsakelig for å redusere strømningen eller hevningen av smeltet aluminium. 2) Differansen er gjort så liten som mulig mellom.strømningen av elektrolyttbadet, forårsaket av.de elektromagnetiske krefter FxB og FyB gjennom elektrolyttbadet ifølge ligningene. (7) og (8), og strømningen av smeltet aluminium, forårsaket av de elektromagnetiske krefter FxM og FyM gjennom aluminiumsmelten ifølge ligningene (1) og (2), for å redusere dannelsen av bølger i grenseflaten mellom aluminiumsmelte og elektrolyttbad.

Som et resultat av.undersøkelsene av forskjellige lederanordninger ved hjelp av computerprogrammer, har oppfinnerne funnet at krav 2) ikke alltid blir oppfylt ved reduksjon av strømningen av aluminiumsmelte bare i krav 1), og ytterligere undersøkelser har ført til at oppfinnerne fant frem til en lederanordning som i det vesentlige kan tilfredsstille både krav 1) og 2).

Foreliggende oppfinnelse gir elektrolytiske.celler, hvor det meste eller all ( 60% eller mer) av den elektriske katode-strøm på oppstrøms side av hver elektrolytisk celle i en første rekke flyter gjennom katodestrømskinner som er anordnet i rommet under den elektrolytiske celle, parallelt med aksiallinjen av rekken av elektrolytiske celler og hvor en del av den elektriske katodestrøm på oppstrøms side flyter gjennom katodestrømskin-nene som forløper langs utsiden av kortsiden av hver elektrolytisk celle mot naborekkens retning i første rekke i overens-stemmelse med graden av påvirkning av de elektrolytiske celler i naborekken. Når påvirkningsgraden av de elektrolytiske celler i naborekken er svært liten, er det mulig å unnvære katodestrøm-skinnene som forløper på utsiden langs kortsiden av de elektrolytiske cellers retning i.første rekke. Katodestrømskinnene som er anordnet i rommet.under hver elektrolytiske celle parallelt med aksiallinjen av rekken av elektrolytiske celler blir dreid mot venstre og høyre på et bestemt sted på nedstrøms side i rommet under den elektrolytiske celle og forløper deretter mot utsiden av kortsiden av den elektrolytiske celle. Slik kan det tilveiebringes elektrolytiske celler som i det vesentlige til-fredsstiller de nevnte krav 1) og 2).

Foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives mer detaljert under henvisning til vedlagte tegninger, hvor

fig. 1.viser en skjematisk anordning av elektrolytiske celler i to rekker i et elektrolytisk anlegg,

■fig. 2 er et skjematisk oppriss som viser en grunnleggende lederanordning for elektrolytiske celler ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 3 er et skjematisk oppriss som viser et utførelses-eksempel av foreliggende oppfinnelse,

I et vanlig elektrolytisk anlegg er det anordnet en rekke elektrolytiske celler sammen med en naborekke av elektrolytiske celler av.-elektriske grunner. Som vist i fig. 1, flyter den elektriske strøm gjennom de elektrolytiske celler 1,1,..., anordnet i rekke I, og deretter gjennom de elektrolytiske celler 1,1,..., som er anordnet i rekke II. Den generelle retning av den elektriske strøm er angitt ved pilen A. I fig. 1 er det vist to rekker av. elektrolytiske celler, men det kan også an-ordnes ytterligere rekker.

Betegnelsen "naborekke" vil her bety rekken II, sett fra rekke I eller.rekke I, sett fra rekke II. Oppfinnelsen vedrø-rer en lederanordning for elektrolytiske celler i minst to rekker, dvs en rekke og en naborekke.

I fig. 2 ses en grunnleggende lederanordning for elektrolytiske celler ifølge foreliggende oppfinnelse, hvor la og lb er elektrolytiske celler i en. gitt rekke, anordnet som vist i fig. 1, og hvor de elektrolytiske celler vil bli betegnet med bare 1, når det ikke er spesielt nødvendig å differensiere mellom la og lb. Pilen A viser den generelle retning av den elektriske strøm og pil B viser retningen av naborekkens belig-genhet .

Når det gjelder den elektrolytiske celle la som er anordnet på oppstrøms side i rekken, er det vist en anordning, hovedsakelig av katodestrømskinner, mens det med hensyn til den elektrolytiske celle lb, som er anordnet på nedstrøms side i rekken er vist en anordning hovedsakelig av anodestrømskinner. Den stiplede linje m i den elektrolytiske celle la på oppstrøms side i rekken viser en aluminiumsmeltesone. Aksen x og aksen y er senterlinjer i langsideretning hhv kortsideretning av en elektrolytisk celle, som omtalt ovenfor. Aksen y er med andre ord en aksiallinje for en rekke av elektrolytiske celler.

Katode-strømkollektorskinnene 2,2,... og 3j3>... rager frem fra katoden av den. elektrolytiske celle 1 mot oppstrøms hhv nedstrøms side og er koplet til katodestrømskinnene 10, 20 og 30, 40 som vist i fig. 2.

Ved foreliggende oppfinnelse blir 0-40% av katodestrømmen samlet ved oppstrøms side (tilsvarende halvparten av den totale strøm) og flyter gjennom katodestrømskinnene .10 og 15, som forløper langs utsiden på den elektrolytiske celles 1 kortvegg mot den andre rekke fra første rekke, mens resten av katode-strømmen som samles på oppstrøms side, dvs den strøm som sam.r les ved katodestrømskinnene 20 og 30, flyter gjennom minst to katodestrømskinner 21 og 31, som er anordnet i rommet under den elektrolytiske celle 1, parallelt med aksiallinjen (akse y) av rekken av elektrolytiske celler. Katodestrømskinnene 21 og 31 kan deles opp i flere små strømskinner.

Hvis vi antar at den totale elektrolytiske strøm er betegnet med I, blir \ av strømmen samlet på oppstrøms side og \ på nedstrøms side. Anta at forholdet forholdet av strømmen som samles på oppstrøms side betegnes med a, da blir a = 0 - 0,4 ved foreliggende oppfinnelse. Dette forhold a skal oppheve på-virkningen av det vertikale magnetfelt fra naborekken og må velges korrekt med tanke på graden av denne påvirkning.

Generelt blir det vertikale magnetfelt mer intensivert

med avtagende avstand fra naborekken, og dermed blir a-= 0 ba-re mulig dersom naborekken er anbrakt så langt borte at den ikke får noen vesentlig innflytelse, eller når det tas for-holdsregler for teoretisk opphevelse av naborekkens innflytelse, f.eks. som angitt i japansk patentsøknad (utlagt) No. 6486/80 . I tilfelle a = 0, vil katodesamleskinnene 10 og 15, som forløper mot naborekken langs utsiden av de elektrolytiske cellers kortsider bli overflødige. Når a overstiger 0,4, vil symmetrien av det vertikale magnetfelt i en elektrolytisk celle 1 på den annen side bli forstyrret, eller forskjellen mellom strømningen av aluminiumsmelte og strømningen av elektrolyttbadet vil øke. I virkeligheten kan det synes vanskelig å eliminere det vertikale magnetfelt helt fra naborekken, uan-sett hvilke skritt som tas, og derfor er det å foretrekke at det ledes strøm, om enn i ringe mengde, til katodesamleskinnene 10 og 15. En større strømmengde til katodestrømskinnene 10 og 15 har uheldig effekt, med mindre naborekken. er svært

nær. Dermed ligger verdien av a fortrinnsvis i området 0,05 - 0,3.

Ved et beregningseksempel som oppfinnerne utførte for elektrolytiske celler med en strømkapasitet på 175 KA, kan de ovennevnte to krav.tilfredsstilles ved: bruk av a = 0,2 - 0,3, når avstanden til naborekken (senteravstand) er 25 m, og ved bruk av a = 0,05 - 0,2, når avstanden er 45 m.

Av den katodestrøm på oppstrøms side (1/2), blir annen strøm enn den til katodestrømskinnene 10 og 15, som forløper mot utsidene på kortendene av de elektrolytiske celler, mot naborekken, (a 1/2) ledet til katodestrømskinnene 21 og 31, som er anordnet i rommet under den elektrolytiske celle. Anta at de respektive forhold til katodestrømmen på oppstrøms side (1/2) er Bog x , a + 3 + V = 1. Vanligvis sørges for at a + 3 = y eller (a + 3)/y = 1.

Katodestrømskinnene 21 og 31, som er anordnet i rommet

■under den elektrolytiske celle., er der dreid mot venstre hhv høyre og koplet til katodestrømskinnene 23 hhv 33, og forløper til utsidene på den elektrolytiske celles kortsider,

tet er viktig i foreliggende oppfinnelse. Anta at avstanden fra senterlinjen (akse x) i den elektrolytiske celles langsideretning til enden av aluminiumsmeltesonen i den elektrolytiske celle 1 er d, avstanden fra akse x til katodestrømskinnen 23 som.dreier mot naborekkens side er a og at avstanden fra akse x til katodestrømskinnen 23, som dreier mot motsatt side av naborekken er b, Dreiepunktet er på nedstrøms side av akse x og ligger som følger i foreliggende oppfinnelse: a = 0,3 d - 0,7 d

b = 0,4 d - 0,7 d

På grunnlag av beregninger med henblikk på forskjellige data, dvs. økonomisk og fysisk normal stilling av lederen, avstanden til naborekken, a verdien m.v., har oppfinnerne funnet at de ovennevnte krav 1) og 2) kan tilfredsstilles i det vesentlige ved vending innenfor nevnte områder.

Når vendepunktet ligger nærmere akse x enn de angitte

områder, dvs ved a< 0,3 d og b<0,4.d, kan de elektromagnetiske krefter gjennom aluminiumsmelten. riktignok reduseres og dermed kan strømningen av aluminiumsmelte reduseres., men differan-

sen fra strømningen av det elektrolytiske bad er større. Det betyr at krav 2) ikke kan tilfredsstilles.

Når vendepunktet er nærmere nedstrøms side. enn det som

er angitt, dvs ved- a > 0,7 d og b > 0,7 d, blir strømningen av aluminiumsmelten økt, og også differansen fra. strømningen av elektrolyttbadet blir økt, og dermed kan kravene 1) og 2) ikke tilfredsstilles.

Katodestrømskinnene 23 og 33 som vender i rommet under den elektrolytiske celle kan også deles opp i flertall av små strømskinner, på samme måte som katodestrømskinnene 21 og 31, anordnet i parallell med aksen y i rommet under den elektrolytiske celle og verdiene av a og b ved oppdeling er avstandene av de oppdelte strømskinner til de elektriske senterlinjer.

Anordningen av katodestrømskinner for katodestrømmen som samles ved oppstrøms side av den elektrolytiske celle 1 er omtalt ovenfor. Katodestrømmen som samles på nedstrøms side, dvs den elektriske strøm fra den elektrolytiske celle 1 gjennom katode-strømsamlerskinnene 3,3,... ledes til utsidene på kortendene av den elektrolytiske celle 1 gjennom katodestrømskin-ner 40, anordnet i parallell med langsideretningen av den elektrolytiske celle 1, som ved en vanlig elektrolytisk celle.

Katodestrømskinnene på utsidene, på den elektrolytiske

. celles 1 kortender, er både på oppstrøms side og på nedstrøms side koplet til stigerstrømskinner 50, 50, anordnet på kortendene av en annen elektrolytisk celle 1 på nedstrøms side (elektrolytisk celle lb i fig. 2) via katodestrømskinnene 15, 25 og 35,45, anordnet i parallell med kortenderetningen av den elektrolytiske celle 1. Stiger-strømskinnene 50 og 50 er videre

koplet til en anodestrømskinne 60 av den elektrolytiske celle 1 for å forsyne den med elektrisk.strøm. Stiger-strømskinnene 50 og 50 er anordnet noe på oppstrøms side på den elektrolytiske celles 1 kortender, men kan være anordnet i midtposisjon på kortendene.

I fig. 3 er et aktuelt utførelseseksempel.av foreliggende oppfinnelse vist, hvor samme deler som i fig. 2 er betegnet med samme henvisningstall og symboler.

I fig. 3 rager katodestrømsamlerskinnene 2 og 3 fra opp-strøms og nedstrøms side av den elektrolytiske celle 1 og er koplet til katodestrømskinnene 10, 20, 20', 30 og 30' på opp-strøms side hhv. katodestrømskinnene 40 og 40 på nedstrøms side. Av katodestrømmen på oppstrøms side er forholdet a av strømmen til katodestrømskinnene 10 og 15 fastlagt som følger: a = 0,071 (7,135)

Av katodestrømmen på oppstrøms side er forholdet for strømmen, til katodestrømskinnene 21 og 21', anordnet i rommet under den elektrolytiske celle på den side som vender mot naborekken .og forholdet y for strømmen til katodestrømskinnene 31 og 31' på motstående side i forhold til naborekken også fastlagt som følger: =0,429 (42,9$)

Y = 0, 500 ( 50,055)

Katodestrømskinnene 21 og 21' og 31 og 31', som er anordnet i parallell med akse y i rommet under den elektrolytiske celle er dreid mot venstre hhv høyre på nedstrøms side i rommet under den elektrolytiske celle og koplet til katodestrøm-skinnene 23 og 23' hhv 33 og 33' i parallell med akse x, og avstandene a og b fra akse x har følgende forhold til avstanden d fra senterlinjene av de elektrolytiske celler i lengderetning til enden av den lange side av aluminiumsmeltesonen i den elektrolytiske celle 1

a = b = 0,5d

På den annen side er katodestrømskinnenev3,3,.••, som rager frem fra nedstrøms side av den elektrolytiske celle 1 koplet i et 50-50 forhold til katodestrømskinnene 40 hhv 40, anordnet i parallell med den elektrolytiske celles 1 langside og forløpende til utsidene på kortendene av den elektrolytiske celle 1. Alle katodestrømskinner 10, 23, 23', 33, 33', 40 og 40', som forløper til utsidene på kortendene av den elektrolytiske celle 1 er koplet til stiger-strømskinner 50 og 50 for en annen elektrolytisk celle 1, anordnet på nedstrøms side, via katodestrømskinnene 15, 25, 35, 45 hhv 45.

Ved dette aktuelle utførelseseksempel er beregningen ba-sert på en foretrukket anordning med plassering av naborekken forholdsvis langt borte, spesielt ved å anta at avstanden til naborekken (senteravstand) er 45 m.

I lederanordningen for elektrolytiske celler ifølge opp finnelsen, kan fordelingen av elektromagnetiske krefter gjennom aluminiumsmelten gjøres symmetrisk, deres absolutte verdi kan reduseres og differansen mellom strømningen av aluminiumsmelte og elektrolyttbad som følge av de elektromagnetiske krefter kan reduseres. Således kan strømning eller hevning av aluminiumsmelte reduseres, og dannelsen av bølger som lett opptrer i grenseflaten, mellom aluminiumsmelten og elektrolyttbadet, kan dempes til et minimum. Dette kan øke kapasiteten av de elektrolytiske celler og kan sikre stabil og effektiv cel-ledrift av.elektrolytiske celler med større kapasitet. Oppfinnelsen har således en bemerkelsesverdig kommersiell betydning.

Claims (3)

1. Elektrolytiske celler for fremstilling av aluminium, anordnet side om" side i minst to rekker, karakterisert ved at 0-40% av katodestrømmen som samles på en langside på en oppstrøms side av hver elektrolytiske celle i en første rekke blir ledet gjennom katodestrømskinner, som i første rekke forløper langs utsiden på en kortende av den elektrolytiske celle vendt mot andre rekke, at resten av ka-todestrømmen på oppstrøms side av den elektrolytiske celle i første rekke ledes gjennom minst to katodestrømskinner som er anordnet i parallell med en aksiallinje for første rekke av de elektrolytiske celler i et rom under hver elektrolytisk celle, hvor katodestrømskinnene som er anordnet i rommet under den elektrolytiske celle dreier mot venstre hhv høyre i rommet under den elektrolytiske celle i et punkt på nedstrøms side av senterlinjen i den elektrolytiske celles lengderetning, hvor en avstand for punktet fra senterlinjen er i området 0,3d til 0,7d på den side som dreier mot andre rekke og i området 0,4d til 0,7d på den side som er motstående nevnte andre rekke, hvor d er en avstand fra senterlinjen til en ende av den langs-gående side av aluminium-smeltesonen i den elektrolytiske celle, hvor de vendte katodestrømskinner forløper til utsidene av kortendene av hver elektrolytiske celle i første rekke og hvor de respektive katodestrømskinner på utsiden av.de korte ender av hver elektrolytiske celle i første rekke sammen med katodestrømskinnene for katodestrøm som er samlet på en langside, på nedstrøms side av.hver elektrolytiske celle, er koplet til stiger-strømskinner, som hver er anordnet på kortendene for en annen elektrolytisk celle som er anordnet på ned-strøms side i samme rekke.

2. Elektrolytiske celler som angitt i krav 1, karakterisert ved at 5-30% av katodestrømmen som samles på siden, på oppstrøms side av hver elektrolytiske celle ledes gjennom katodestrømskinnene som forløper langs utsiden på kort-enden av hver elektrolytiske celle, .i.første rekke iv.retri±ng av andre rekke.

3. Elektrolytiske celler som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at katodestrømskinnene som er anordnet i rommet nedenfor hver elektrolytiske celle er vendt mot den side som vender mot den andre rekke og mot motstående side i nevnte rom, hvor summen av en strøm til katode-strømskinnene som er anordnet i rommet på den side som vender mot andre rekke og en strøm til katodestrømskinnene som for-løper langs utsiden på kortendene av hver elektrolytiske celle i retning av den andre rekke i første rekke er lik en strøm til katodestrømskinnene anordnet i rommet på den side som er motstående retningen av den andre rekke.