RU2255148C1 - Busbars of high-power aluminum cells - Google Patents

Abstract

FIELD: electrolytic production of aluminum, possibly structures of busbars of powerful aluminum cells with fired anodes arranged crosswise in housing.

SUBSTANCE: busbars include cathode rods connected with packs of cathode buses; anode struts connected through cross transmission buses with packs of cathode buses; anode buses provided with jumpers and connected with anodes struts. Busbars include at least five anode struts with next distribution of electric current loads for strut: central and boundary anode struts, 0.8 -1.0 mean electric current load for strut, remaining struts, 1.0 -1.25 mean electric current load for strut determined according to given expression. All cathode rods at each lengthwise side of cell are connected with one cathode pack having at least one cathode bus. Portions of packs of cathode buses, transmission buses and anode struts supplying current load to next cell have differentiated electric resistance providing predetermined electric current load.

EFFECT: lowered circulation speeds of metal and electrolyte, optimal electric current distribution by cathode and anode busbars, reduced electric current losses.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано в конструкциях ошиновок электролизеров с обожженными анодами (ОА) при их поперечном расположении в корпусе.The present invention relates to the electrolytic production of aluminum and can be used in busbar designs of electrolytic cells with calcined anodes (OA) with their transverse arrangement in the housing.

Ошиновка алюминиевого электролизера является одним из основных элементов конструкции всего агрегата и определяет его энергетические и магнитогидродинамические характеристики, эффективность эксплуатации алюминиевых электролизеров. С увеличением мощности агрегата эта зависимость возрастает многократно.The busbar of an aluminum electrolyzer is one of the main structural elements of the entire unit and determines its energy and magnetohydrodynamic characteristics, the efficiency of operation of aluminum electrolyzers. With increasing power of the unit, this dependence increases many times.

Основные требования к структуре магнитного поля и другим магнитогидродинамическим (МГД) параметрам для мощных электролизеров с поперечным расположением:The basic requirements for the structure of the magnetic field and other magnetohydrodynamic (MHD) parameters for high-power electrolyzers with a transverse arrangement:

- минимизация и симметрия продольной составляющей магнитного поля Вх;- minimization and symmetry of the longitudinal component of the magnetic field Bx;

- знакопеременность вертикальной составляющей магнитного поля Bz и минимизация ее абсолютной величины;- alternating sign of the vertical component of the magnetic field Bz and minimizing its absolute value;

- оптимальные значения скорости циркуляции металла и электролита;- optimal values of the circulation speed of the metal and electrolyte;

- минимальный перекос зеркала металла.- minimal distortion of the metal mirror.

Выполнение этих требований достигается различными путями:The fulfillment of these requirements is achieved in various ways:

- компоновкой, расположением основных элементов ошиновки (катодные шины, анодные стояки);- layout, arrangement of the main busbar elements (cathode tires, anode risers);

- различными вариантами токосъема, токоподвода и токораспределения (комплектование пакетов катодных шин, переброска токовой нагрузки, распределение токовой нагрузки);- various options for current collection, current supply and current distribution (completing packages of cathode buses, transfer of current load, distribution of current load);

- выполнением встречных ветвей катодных шин и замкнутых токопроводящих контуров для компенсации вертикальной составляющей магнитного поля.- the implementation of the oncoming branches of the cathode buses and closed conductive circuits to compensate for the vertical component of the magnetic field.

Известен способ обеспечения симметричности вертикальной составляющей магнитного поля в электролизерах для получения алюминия, расположенных поперечно оси симметрии, включающий создание корректирующего магнитного поля током замкнутого контура, образованного боковой катодной шиной и шиной, проходящей под днищем катодного кожуха, в котором замкнутые контуры располагают у каждого из двух торцов катодного кожуха, пропуская в них токи, определяемые соотношением:There is a method of ensuring the symmetry of the vertical component of the magnetic field in electrolyzers to produce aluminum located transverse to the axis of symmetry, including the creation of a correcting magnetic field by a closed loop current formed by the side cathode bus and a bus passing under the bottom of the cathode casing, in which closed circuits are placed at each of two the ends of the cathode casing, passing currents in them, determined by the ratio:

J=0,707h·Bz,J = 0.707h Bz,

где J - сила тока в контуре, кА;where J is the current strength in the circuit, kA;

h - расстояние по вертикали между рабочей поверхностью анода и шиной, проходящей под днищем кожуха, м;h is the vertical distance between the working surface of the anode and the tire passing under the bottom of the casing, m;

Bz - вертикальная составляющая индукции корректирующего магнитного поля контура, ГсBz is the vertical component of the induction of the correcting magnetic field of the circuit, G

(А.с. СССР №1093255, С 25 С 3/16, 1984 г. [1]).(USSR AS No. 1092955, C 25 C 3/16, 1984 [1]).

В известном решении достигается симметричность вертикальной составляющей магнитного поля, но не достигается существенного снижения абсолютной величины этой составляющей, что приводит к значительным скоростям циркуляции расплавов металла и электролита.In the known solution, the symmetry of the vertical component of the magnetic field is achieved, but a significant decrease in the absolute value of this component is not achieved, which leads to significant circulation velocities of the metal and electrolyte melts.

Известна ошиновка алюминиевого электролизера при поперечном расположении в корпусе, содержащая сборные шины с катодными спусками, установленные вдоль входной и выходной продольных сторон электролизера, в которой анодная ошиновка соединена с предыдущим электролизером посредством равноотстоящих стояков, расположенных на его входной стороне, через которые протекают одинаковые токи таким образом, что каждый стояк питает анодную ошиновку в точке, вокруг которой симметрично расположено одинаковое количество анодов, при этом крайние стояки соединены с крайними сборными шинами входной стороны электролизера пакетами шин, расположенными вдоль торцевых сторон, каждый из которых передает 35% тока входной стороны, и со сборными шинами выходной стороны электролизера, а средние стояки соединены со средними сборными шинами входной стороны пакетами шин, размещенными симметрично под катодными блоками, наиболее близко расположенными к торцам электролизера, каждый из которых передает 15% тока входной стороны, и со сборными шинами выходной стороны электролизера (Патент ФРГ №3436442, С 25 С 3/08, 1985 г. [2]).Known busbar aluminum cell with a transverse arrangement in the housing, containing busbars with cathodic slopes installed along the input and output longitudinal sides of the cell, in which the anode busbar is connected to the previous cell by means of equally spaced risers located on its input side, through which the same currents flow such so that each riser feeds the anode busbar at a point around which the same number of anodes are symmetrically located, with the extreme standing the ki are connected to the extreme busbars of the input side of the electrolyzer by bus packs located along the end sides, each of which transmits 35% of the current of the input side, and to the busbars of the output side of the electrolyzer, and the middle risers are connected to the middle busbars of the input side by bus packets placed symmetrically under the cathode blocks closest to the ends of the cell, each of which transmits 15% of the input side current, and with busbars of the output side of the cell (German Patent No. 3436442, C 25 3/08, 1985 [2]).

Недостатком известной ошиновки является то, что она не обеспечивает изменение знака направления вертикальной составляющей магнитного поля Bz при переходе через поперечную ось У, а только при переходе через продольную Х - (при поперечном расположении электролизеров в корпусе). Указанный недостаток обуславливает двухконтурную картину циркуляции расплава в электролизере с повышенными скоростями.A disadvantage of the known busbar is that it does not provide a change in the direction sign of the vertical component of the magnetic field Bz when passing through the transverse axis Y, but only when passing through the longitudinal X - (with the transverse arrangement of electrolyzers in the housing). The specified disadvantage causes a double-circuit picture of the circulation of the melt in the electrolytic cell with increased speeds.

Известна ошиновка электролизеров при поперечном их расположении в корпусе, содержащая сборные шины с катодными спусками, установленные вдоль входной и выходной сторон электролизера, в которой анодная ошиновка соединена с предыдущим электролизером посредством равноотстоящих стояков, расположенных на его входной стороне, через которые протекают одинаковые токи так, что каждый стояк питает анодную ошиновку в точке, вокруг которой симметрично расположено одинаковое количество анодов, при этом крайние стояки соединены с крайними сборными шинами входной стороны электролизера пакетами шин, расположенными вдоль торцевых сторон, каждый из которых передает 35% тока входной стороны и со сборными шинами выходной стороны электролизера, а средние стояки соединены со средними сборными шинами входной стороны пакетами шин, размещенными симметрично под днищем электролизера, каждый из которых передает 15% тока входной стороны, и со сборными шинами выходной стороны, в которой пакеты катодных шин, проходящие под днищем, приближены на входной стороне к торцам электролизера, а на выходной стороне - к ее середине (Патент РФ №2009275, С 25 С 3/16, 1999 г, [3]).The busbar of electrolytic cells is known for their transverse arrangement in the housing, containing busbars with cathodic slopes installed along the input and output sides of the cell, in which the anode busbar is connected to the previous cell by equidistant risers located on its input side, through which the same currents flow, that each riser feeds the anode busbar at a point around which the same number of anodes are symmetrically located, while the extreme risers are connected to the extreme teams and tires of the inlet side of the electrolyzer, busbars located along the end sides, each of which transmits 35% of the current of the inlet side and with busbars of the outlet side of the electrolyzer, and the middle risers are connected to the middle busbars of the inlet side of the busbar packages, placed symmetrically under the bottom of the cell, each of which transmits 15% of the current of the input side, and with busbars of the output side, in which the cathode bus packets passing under the bottom are close on the input side to the ends of the cell, and on the output side to its middle (RF Patent No. 20099275, C 25 C 3/16, 1999, [3]).

По технической сущности, наличию сходных признаков данное решение принято в качестве ближайшего аналога.By technical nature, the presence of similar features, this decision was made as the closest analogue.

Предлагаемая ошиновка обеспечивает четырехконтурную циркуляцию расплава, оптимальное снижение скоростей циркуляции металла и электролита. Недостатками известной ошиновки является недостаточное снижение абсолютной величины вертикальной составляющей магнитного поля Bz, не достигается оптимальное токораспределение по ошиновке и необходимая стабилизация технологических параметров.The proposed busbar provides four-circuit circulation of the melt, the optimal reduction in the speed of circulation of the metal and electrolyte. The disadvantages of the known busbar is the insufficient decrease in the absolute value of the vertical component of the magnetic field Bz, the optimum current distribution along the busbar and the necessary stabilization of technological parameters are not achieved.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение технико-экономических показателей процесса электролитического получения алюминия за счет стабилизации технологических параметров, снижения удельного расхода электроэнергии.The task of the invention is to increase the technical and economic indicators of the process of electrolytic production of aluminum due to the stabilization of technological parameters, reduce specific energy consumption.

Техническими результатами являются: снижение скоростей циркуляции металла и электролита, оптимизация токораспределения по катодной и анодной ошиновкам, снижение токовых потерь.Technical results are: reduction of metal and electrolyte circulation speeds, optimization of current distribution along the cathode and anode busbars, reduction of current losses.

Технические результаты достигаются тем, что ошиновка мощных алюминиевых электролизеров, при их поперечном расположении в корпусе, включающая катодные стержни, соединенные с пакетами катодных шин, анодные стояки, соединенные передающими шинами с пакетами катодных шин, анодные шины, снабженные перемычками и соединенные с анодными стояками, содержит не менее пяти анодных стояков, со следующим распределением токовой нагрузки:Technical results are achieved in that the busbar of high-power aluminum electrolyzers, when they are transverse in the housing, includes cathode rods connected to packages of cathode buses, anode risers connected by transmission buses to packages of cathode buses, anode buses equipped with jumpers and connected to anode risers, contains at least five anode risers, with the following distribution of current load:

центральные и крайние анодные стояки - 0,8-1,0 средней токовой нагрузки на стояк, Jcp., остальные стояки - 1,0-1,25 средней токовой нагрузки на стояк, Jcp., которую определяют из выражения:central and extreme anode risers - 0.8-1.0 of the average current load on the riser, Jcp., the remaining risers - 1.0-1.25 of the average current load on the riser, Jcp., which is determined from the expression:

где

Where

J - общая токовая нагрузка электролизера;J is the total current load of the cell;

n - количество анодных стояков;n is the number of anode risers;

при этом все катодные стержни по каждой продольной стороне электролизера соединены с одним коллекторным катодным пакетом, состоящим, по крайней мере, из одной катодной шины, а электрические цепи для подачи токовой нагрузки на последующий электролизер, состоящие из участков пакетов катодных шин, передающих шин, анодных стояков, выполнены с дифференцированным электрическим сопротивлением, обеспечивающим заданную токовую нагрузку.wherein all cathode rods on each longitudinal side of the electrolyzer are connected to one collector cathode packet, consisting of at least one cathode bus, and electric circuits for supplying current load to the subsequent electrolyzer, consisting of sections of cathode bus packets, transmission buses, anode risers, made with differentiated electrical resistance, providing a given current load.

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.

В предлагаемой ошиновке задача стабилизации технологических параметров процесса электролиза за счет снижения отрицательного влияния на расплавы металла и электролита магнитных полей (минимизация и симметрия продольной составляющей Вх, знакопеременность вертикальной составляющей Bz и уменьшение ее абсолютной величины) решается выравниванием токовых нагрузок при съеме тока с катодного устройства предыдущего электролизера - соединение всех катодных стержней по каждой продольной стороне электролизера с одним коллекторным катодным пакетом.In the proposed busbar, the task of stabilizing the technological parameters of the electrolysis process by reducing the negative effect of magnetic fields on metal and electrolyte melts (minimizing and symmetry of the longitudinal component Bx, alternating sign of the vertical component Bz and decreasing its absolute value) is solved by equalizing current loads when the current is removed from the cathode device of the previous electrolyzer - connection of all cathode rods on each longitudinal side of the electrolyzer with one collector cathode pa ketom.

Дифференцированное распределение токовой нагрузки по анодным стоякам способствует снижению отрицательного влияния магнитных полей и эффективному токораспределению, обеспечивающему минимальные электромагнитные и гидродинамические возмущения расплавов.The differentiated distribution of the current load along the anode risers helps to reduce the negative influence of magnetic fields and efficient current distribution, providing minimal electromagnetic and hydrodynamic perturbations of the melts.

Таким образом достигается снижение скоростей циркуляции металла и электролита, снижается перекос зеркала металла, создается требуемая топография контуров циркуляции расплавов в ванне, что обеспечивает стабилизацию технологических параметров процесса, и, в конечном итоге, повышение технико-экономических показателей процесса: снижение удельного расхода электроэнергии и повышение выхода по току.Thus, a decrease in the circulation speeds of the metal and electrolyte is achieved, the distortion of the metal mirror is reduced, the required topography of the circuits of melt circulation in the bath is created, which ensures the stabilization of the process parameters, and, ultimately, the increase of technical and economic parameters of the process: decrease in specific energy consumption and increase current output.

Стабильность необходимой токовой нагрузки обеспечивается выполнением элементов электрических цепей с дифференцированным электросопротивлением. За счет уменьшения количества сборных катодных шин уменьшается количество контактных соединений, а следовательно, и снижаются токовые потери.The stability of the required current load is ensured by the implementation of the elements of electrical circuits with differentiated electrical resistance. By reducing the number of prefabricated cathode buses, the number of contact joints is reduced, and therefore, current losses are reduced.

От ближайшего аналога предлагаемое решение отличается тем, что токовая нагрузка по стоякам распределяется дифференцированно:The proposed solution differs from the closest analogue in that the current load along the risers is distributed differentially:

центральные и крайние анодные стояки - 0,8-1,0 средней токовой нагрузки на стояк, Jcp., остальные стояки - 1,0-1,25 средней токовой нагрузки Jcp., которую определяют из выражения:central and extreme anode risers - 0.8-1.0 of the average current load on the riser, Jcp., the rest of the risers - 1.0-1.25 of the average current load Jcp., which is determined from the expression:

где

Where

J - общая токовая нагрузка электролизера;J is the total current load of the cell;

n - количество анодных стояков, все катодные стержни по каждой продольной стороне электролизера соединены с одним катодным пакетом, состоящим, по крайней мере, из одной катодной шины, а электрические цепи для подачи токовой нагрузки на последующий электролизер, состоящие из участков пакетов катодных шин, передающих шин, анодных стояков, выполнены с дифференцированным электрическим сопротивлением, обеспечивающим заданную токовую нагрузку.n is the number of anode risers, all cathode rods on each longitudinal side of the electrolyzer are connected to one cathode packet, consisting of at least one cathode bus, and electric circuits for supplying current load to the subsequent electrolyzer, consisting of sections of cathode bus packets transmitting tires, anode risers, are made with differentiated electrical resistance, providing a given current load.

Наличие в предлагаемом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих ближайший аналог, позволяет сделать вывод о его соответствии критерию патентоспособности "новизна".The presence in the proposed solution of signs other than those characterizing the closest analogue allows us to conclude that it meets the patentability criterion of "novelty."

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с ближайшим аналогом и другими известными решениями в данной области, близкими по технической сущности и наличию сходных признаков, показал следующее:A comparative analysis of the proposed technical solution with the closest analogue and other known solutions in this field, similar in technical essence and the presence of similar features, showed the following:

- известна ошиновка алюминиевого электролизера при поперечном расположении в корпусе, в которой анодная ошиновка соединена с предыдущим электролизером посредством равноотстоящих стояков, расположенных на его входной стороне, через которые протекают одинаковые токи таким образом, что каждый стояк питает анодную ошиновку в точке, вокруг которой симметрично расположено одинаковое количество анодов [2];- there is a known aluminum busbar with a transverse arrangement in the housing, in which the anode busbar is connected to the previous electrolyzer by means of equally spaced risers located on its input side, through which the same currents flow so that each riser feeds the anode busbar at a point around which it is symmetrically located the same number of anodes [2];

- известна ошиновка электролизера для получения алюминия при поперечном расположении в корпусе, в которой анодная ошиновка соединена с предыдущим электролизером посредством равноотстоящих стояков, расположенных на его входной стороне, через которые протекают одинаковые токи, при этом крайние стояки соединены с крайними сборными шинами входной стороны электролизера пакетами шин, расположенными вдоль торцевых сторон, каждый из которых передает 35% тока входной стороны, и со сборными шинами выходной стороны электролизера, средние стояки соединены со средними сборными шинами входной стороны пакетами шин, размещенными симметрично под днищем электролизера, каждый из которых передает 15% тока входной стороны, и со сборными шинами выходной стороны, а пакеты катодных шин, проходящие под днищем, приближены на входной стороне к торцам электролизера, а на выходной стороне - к ее середине [3];- the electrolyzer busbar is known for producing aluminum with a transverse arrangement in the housing, in which the anode busbar is connected to the previous electrolyzer by means of equally spaced risers located on its input side, through which the same currents flow, while the extreme risers are connected to the extreme busbars of the input side of the electrolyzer by packets tires located along the end sides, each of which transmits 35% of the input side current, and with busbars of the output side of the electrolyzer, middle risers connected to the middle busbars of the input side by bus packets placed symmetrically under the bottom of the cell, each of which transfers 15% of the current of the input side, and to the busbars of the output side, and the cathode bus packets passing under the bottom are close to the ends of the cell on the input side, and on the output side - to its middle [3];

- известна передача токовой нагрузки на последующий электролизер через коллекторную катодную шину предыдущего электролизера, к которой подсоединены все катодные стержни по продольной глухой (дальней от соседнего ряда электролизеров при их продольном двухрядном расположении в корпусе) стороне электролизера (патент РФ №2164557, С 25 С 3/16, 2001 г. [4]);- it is known to transfer the current load to the subsequent electrolyzer through the collector cathode bus of the previous electrolyzer, to which all the cathode rods are connected along the longitudinal blind (farthest from the adjacent row of electrolyzers with their longitudinal two-row arrangement in the housing) side of the electrolyzer (RF patent No. 2164557, C 25 C 3 / 16, 2001 [4]);

- известна ошиновка алюминиевого электролизера с поперечным размещением его в корпусе электролиза, содержащая катодные пакеты входной и выходной сторон катодного кожуха, обводные шины, стояки и анодные распределительные шины, в которой через стояки, расположенные у концов анодной распределительной шины, проходит 1/4-1/8, а 1/4 через остальные стояки - по 1/4-3/8 тока серии (патент СССР №865135, С 25 С 3/16, 1981 г. [5]);- the busbar of an aluminum electrolyzer with its transverse placement in the electrolysis housing is known, containing cathode packets of the input and output sides of the cathode casing, bypass buses, risers and anode distribution buses, in which 1/4-1 passes through risers located at the ends of the anode distribution bus / 8, and 1/4 through the remaining risers - 1 / 4-3 / 8 of the series current (USSR patent No. 865135, C 25 C 3/16, 1981 [5]);

- известна ошиновка электролизера для получения металла, включающая расположенные вдоль продольных сторон электролизера в одной вертикальной плоскости пакеты катодных шин переменного сечения с катодными отводами и пакеты анодных шин переменного сечения с анодными отводами, в которой катодный и анодный пакеты выполнены в виде единого пакета (патент РФ №2151221, С 25 С 7/02, 3/4, 2000 г. [6]);- the busbar of the electrolytic cell for producing metal is known, including packages of cathode buses of variable cross-section with cathode taps located along the longitudinal sides of the electrolyzer in the same vertical plane and packages of anode buses of variable cross-section with anode taps, in which the cathode and anode packets are made as a single package (RF patent No. 2151221, С 25 С 7/02, 3/4, 2000 [6]);

- известен способ ошиновки алюминиевых электролизеров, в котором дифференцированное токораспределение достигается выполнением сечения обводного пакета на ближней к соседнему ряду стороне электролизера (при продольном расположении в корпусе) большим и подключением к нему большего количества катодных стержней, чем к обводному пакету противоположной стороны электролизера (а.с. СССР №356312, C 22 D 3/12, 1972 г. [7]);- there is a known method for busbars of aluminum electrolytic cells, in which differentiated current distribution is achieved by making a cross section of the bypass package on the side of the cell closest to the adjacent row (with a longitudinal arrangement in the housing) large and connecting more cathode rods to it than to the bypass package of the opposite side of the cell (a. S. USSR No. 356312, C 22 D 3/12, 1972 [7]);

- известно использование в ошиновках электролизеров для производства алюминия перемычек по анодным шинам [2-4].- it is known that jumpers are used in electrolytic cells for the production of aluminum jumpers on anode buses [2-4].

Предлагаемое техническое решение наряду с известными признаками:The proposed technical solution along with well-known features:

- наличие перемычек по анодным шинам, дифференцированное токораспределение по ошиновке, характеризуется и признаками, ранее неизвестными:- the presence of jumpers on the anode tires, differentiated current distribution along the busbar, is also characterized by features previously unknown:

- предлагаемая ошиновка содержит не менее пяти анодных стояков со следующим распределением токовой нагрузки: центральные и крайние анодные стояки - 0,8-1,0 средней токовой нагрузки на стояк, остальные стояки - 1,0-1,25 средней токовой нагрузки Jcp., которую определяют из выражения:- the proposed tire contains at least five anode risers with the following distribution of current load: central and extreme anode risers - 0.8-1.0 average current load on the riser, the remaining risers - 1.0-1.25 average current load Jcp., which is determined from the expression:

где

Where

J - общая токовая нагрузка электролизера, кА;J is the total current load of the electrolyzer, kA;

n - количество анодных стояков;n is the number of anode risers;

- все катодные стержни по каждой продольной стороне электролизера соединены с одним коллекторным катодным пакетом шин;- all cathode rods on each longitudinal side of the electrolyzer are connected to one collector cathode package of tires;

- катодный пакет шин состоит по крайней мере из одной катодной шины;- cathode busbar package consists of at least one cathode bus;

- электрические цепи для подачи токовой нагрузки на последующий электролизер, состоящие из участков пакетов катодных шин, передающих шин, анодных стояков, выполнены с дифференцированным электрическим сопротивлением, обеспечивающим заданную токовую нагрузку.- electric circuits for supplying a current load to a subsequent electrolyzer, consisting of sections of cathode bus packets, transmission buses, anode risers, are made with differentiated electrical resistance, providing a given current load.

Использование совокупности известных и неизвестных признаков предлагаемого решения позволит получить эффективный съем токовой нагрузки с катодного устройства предыдущего электролизера, получить оптимальное заданное (расчетное и экспериментальное) токораспределение по ошиновке, обеспечивающее минимальные скорости циркуляции металла и электролита, уменьшить перекос зеркала металла, и в конечном результате достигнуть высоких технико-экономических показателей процесса.Using a combination of known and unknown features of the proposed solution will allow to obtain an effective removal of the current load from the cathode device of the previous electrolysis cell, to obtain the optimal predetermined (calculated and experimental) busbar current distribution that provides minimum metal and electrolyte circulation speeds, reduce the distortion of the metal mirror, and ultimately achieve high technical and economic indicators of the process.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентноспособности "изобретательский уровень".Thus, the proposed technical solution meets the criterion of patentability "inventive step".

Изобретение иллюстрируется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Ошиновка состоит из катодных стержней 1, которые по каждой продольной стороне электролизера соединены с пакетами коллекторных катодных шин 2, 3, анодных стояков 4, 5, 6, 7, 8, соединенных с пакетами катодных шин передающими шинами 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и соединенных с анодными шинами 21, 22, которые снабжены перемычками 23, соединительными шинами 24.The bus consists of cathode rods 1, which on each longitudinal side of the electrolyzer are connected to packages of collector cathode buses 2, 3, anode risers 4, 5, 6, 7, 8, connected to packages of cathode buses with transmission buses 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 and connected to the anode buses 21, 22, which are equipped with jumpers 23, connecting buses 24.

Ошиновка работает следующим образом.The bus operates as follows.

Токовая нагрузка с катодного устройства предыдущего электролизера через катодные стержни 1 передается на коллекторные катодные шины 2, 3, с которых через передающие шины 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 поступает на анодные стояки последующего электролизера 4, 5, 6, 7, 8 и через соединительные шины 24 на анодные шины 21, 22 и на анодный массив.The current load from the cathode device of the previous electrolyzer through the cathode rods 1 is transmitted to the collector cathode buses 2, 3, from which through the transfer buses 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 the anode risers of the subsequent electrolyzer 4, 5, 6, 7, 8 and through the connecting bus 24 to the anode bus 21, 22 and the anode array.

На крайние анодные стояки 4, 8 токовая нагрузка поступает с коллекторной катодной шины 2 входной стороны предыдущего электролизера через обводные передающие шины 9, 14, шины 25, 26 и передающие шины 10, 13 соответственно, расположенные под днищем электролизера. На средние анодные стояки 5, 7 токовая нагрузка поступает с коллекторного пакета катодных шин 3 выходной стороны предыдущего электролизера через шины 27, 28, передающие шины 15, 16, 18, 19 и, частично, от передающих шин 11, 12 входной стороны предыдущего электролизера через шины 17, 20.To the extreme anode risers 4, 8, the current load is supplied from the collector cathode bus 2 of the input side of the previous cell through the bypass transmit bus 9, 14, bus 25, 26 and transfer bus 10, 13, respectively, located under the bottom of the cell. On the middle anode risers 5, 7, the current load is supplied from the collector package of cathode buses 3 of the output side of the previous electrolysis cell via buses 27, 28, transmission buses 15, 16, 18, 19 and, in part, from transmission buses 11, 12 of the input side of the previous electrolysis cell tires 17, 20.

Токовая нагрузка на центральный анодный стояк 6 поступает с коллекторной катодной шины 2 входной стороны предыдущего электролизера через шину 29 и передающие шины 11, 12.The current load on the Central anode riser 6 comes from the collector cathode bus 2 of the input side of the previous cell through the bus 29 and the transmission bus 11, 12.

Для электролизера на силу тока 300 кА токовая нагрузка по анодным стоякам распределена следующим образом: анодные стояки 4 и 8-56 кА, анодный стояк 6-56 кА, анодный стояк 5-66 кА, анодный стояк 7-66 кА.For a cell with a current strength of 300 kA, the current load on the anode risers is distributed as follows: anode risers 4 and 8-56 kA, anode riser 6-56 kA, anode riser 5-66 kA, anode riser 7-66 kA.

Обеспечение заданной токовой нагрузки по анодным стоякам достигается использованием схемы съема токовой нагрузки с катодного устройства предыдущего электролизера и передачей ее на анодные стояки последующего электролизера по электрическим цепям, выполненным с дифференцированным электрическим сопротивлением их элементов.Providing a given current load along the anode risers is achieved by using the current load removal circuit from the cathode device of the previous electrolyzer and transferring it to the anode risers of the subsequent electrolyzer through electric circuits made with differentiated electrical resistance of their elements.

Предлагаемая ошиновка рассчитана на трехмерной модели, составленной по компоновочным чертежам с учетом ферромагнитных элементов анодного и катодного устройств и выполнена в опытном варианте на Уральском алюминиевом заводе. Достаточно низкие значения разброса тока по катодным стержням (99 А) и анодным блоком (176 А), малые величины составляющих магнитной индукции (средняя по модулю Вх - 1,049 мТл, Bz - 0,843 мТл), малый перекос металла (0,45 см) и низкие скорости циркуляции металла: средняя - 1,18 см/с, максимальная - 10,36 см/с позволяют надеяться на получение высоких технико-экономических показателей разработанных электролизеров.The proposed bus is calculated on a three-dimensional model, compiled according to the layout drawings, taking into account the ferromagnetic elements of the anode and cathode devices, and is made in a pilot version at the Ural Aluminum Plant. Rather low values of the current spread across the cathode rods (99 A) and the anode block (176 A), small values of the magnetic induction components (average modulus Bx - 1.049 mT, Bz - 0.843 mT), small skew of the metal (0.45 cm) and low metal circulation speeds: average - 1.18 cm / s, maximum - 10.36 cm / s allow us to hope for high technical and economic indicators of the developed electrolyzers.

Claims (1)

Ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их поперечном расположении в корпусе, включающая катодные стержни, соединенные с пакетами катодных шин, анодные стояки, соединенные передающими шинами с пакетами катодных шин, анодные шины, снабженные перемычками и соединенные с анодными стояками, отличающаяся тем, что она содержит не менее пяти анодных стояков со следующим распределением токовой нагрузки:The busbar of powerful aluminum electrolyzers with their transverse arrangement in the housing, including cathode rods connected to packages of cathode buses, anode risers connected by transmission buses to packages of cathode buses, anode buses equipped with jumpers and connected to anode risers, characterized in that it does not contain less than five anode risers with the following current load distribution: центральный и крайние анодные стояки - 0,8-1,0 средней токовой нагрузки на стояк (J_cp),Central and extreme anode risers - 0.8-1.0 average current load on the riser (J _cp ), остальные стояки - 1,0-1,25 средней токовой нагрузки на стояк (J_cp), которую определяют из выражения:the remaining risers - 1.0-1.25 of the average current load on the riser (J _cp ), which is determined from the expression:

где J - общая токовая нагрузка электролизера, кА;where J is the total current load of the cell, kA; n - количество анодных стояков,n is the number of anode risers, при этом все катодные стержни по каждой продольной стороне электролизера соединены с одним коллекторным катодным пакетом, состоящим по крайней мере из одной катодной шины, а электрические цепи для подачи токовой нагрузки на последующий электролизер, состоящие из участков пакетов катодных шин, передающих шин, анодных стояков, выполнены с дифференцированным электрическим сопротивлением, обеспечивающим заданную токовую нагрузку.wherein all cathode rods on each longitudinal side of the electrolyzer are connected to one collector cathode packet, consisting of at least one cathode bus, and electric circuits for supplying current load to the subsequent electrolyzer, consisting of sections of cathode bus packets, transmission buses, anode risers, made with differentiated electrical resistance, providing a given current load.