Результат интеллектуальной деятельности: ОШИНОВКА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к электролитическому получению алюминия в электролизерах, размещенных в корпусе продольно в два ряда и соединенных друг с другом в последовательную цепь.

Известна ошиновка, содержащая установленные вдоль продольных сторон электролизера катодные шины с катодными стержнями, подключенные к анодным шинам следующего в ряду электролизера стояками, и поперечные соединительные шины в торцах анодной ошиновки следующего электролизера. Вблизи электролизера расположены две шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда оптимизации поперечного магнитного поля. Одна шина расположена в непосредственной близости от катодных шин вдоль продольной стороны электролизера, противоположной от соседнего ряда электролизеров, причем ток в этой шине направлен в сторону, противоположную току серии. Другая шина расположена под днищем электролизера параллельно продольной оси, ток в этой шине направлен в сторону направления тока серии. При этом часть шины для компенсации, установленной вдоль продольной стороны, расположена на высоте расплава. Обе шины контура компенсации электрически изолированы от ошиновки электролизера. Контур компенсации подключен к отдельной системе электрического питания (патент RU №2164557, опубл. 27.03.2001 г., МПК C25C 3/16).

В качестве прототипа выбрано средство компенсации магнитного поля соседнего ряда электролизеров по патенту US 4169034, МПК C25C 3/13, опубл. 25.09.1979 г. Суть изобретения заключается в том, что для компенсации вертикальной компоненты магнитного поля на продольно расположенных в рядах электролизерах, содержащих анодную ошиновку, соединенную с анодами посредством анодных штырей, и катодную ошиновку из катодных стержней с гибкими пакетами, используются дополнительные шины, размещенные в цепи коррекции магнитного поля вдоль внешней и/или внутренней стороны электролизера, с возможностью регулировки токовой нагрузки по шинам. Шины компенсации подключены к отдельной системе электрического питания.

Недостатками аналога и прототипа являются:

1. Большие потери токовой нагрузки, т.к. ток, подаваемый на шины контура для компенсации негативного влияния магнитного поля (вертикальной компоненты (Bz)) от соседнего ряда, не участвует в процессе электролиза.

2. Конструкция компенсационного контура позволяет решить на группе ванн задачу, связанную с негативным влиянием обратного ряда электролизеров, однако, в случае работы электролизеров в ряду на разной силе тока, не позволяет создать магнитное поле таким же, каким оно было бы на ваннах, если бы оба ряда были бы нагружены одинаково.

Задачей предлагаемого изобретения является создание ошиновки, имитирующей соседний ряд электролизеров с различной силой тока, для проведения испытаний ванн, расположенных в соседнем (обратном) ряду и эксплуатируемых на повышенную силу тока.

Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является обеспечение дополнительной подпитки током электролизера и стабилизация работы соседнего ряда электролизеров.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в ошиновке алюминиевого электролизера, содержащей анодные шины, соединенные с анодами посредством анодных стояков, катодные шины, компенсационный контур, содержится имитационно-подпиточный контур, состоящий из шины контура для имитации магнитного поля соседнего ряда электролизеров и шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда электролизеров, при этом шина контура для имитации магнитного поля соседнего ряда электролизеров расположена вдоль внутренней стороны электролизера с возможностью подачи токовой нагрузки на шину контура для имитации большей или меньшей, чем на шину контура для компенсации, а для регулирования количества подаваемой токовой нагрузки, на шине контура для компенсации влияния магнитного поля обратного ряда и/или на шине контура для имитации магнитного поля обратного ряда электролизеров расположен узел дополнительного сопротивления, при этом обе шины имитационно-подпиточного контура являются токоподводящими и крепятся к анодным стоякам или к катодным шинам первого в ряду электролизера.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой ошиновки.

Ошиновка электролизера включает в себя имитационно-подпиточный контур электролизера, состоящий из кремниево-преобразовательной подстанции подпитки (КПП-подпитки) 1, к которой крепятся токоподводящие шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда электролизеров и оптимизации поперечного магнитного поля 2 и токоподводящие шины контура для имитации соседнего ряда электролизеров с различной силой тока 3, а так же токоотводящие шины контура 4, 5. Токоподводящие шины имитационно-подпиточного контура 2, 3 крепятся к анодным стоякам, либо к катодным шинам крайнего электролизера в группе ванн, эксплуатируемых на повышенной силе тока, при помощи соединительных шин 6. По крайней мере, на одной токоподводящей шине контура расположен узел дополнительного сопротивления 7, представляющий собой уложенную витками алюминиевую шину 7а, 7б (фиг. 2).

Ошиновка работает следующим образом:

Ток от КПП-подпитки 1 подается на токоподводящие шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда электролизеров и оптимизации поперечного магнитного поля 2, расположенные вдоль внешней стороны группы электролизеров, и на токоподводящие шины для имитации соседнего ряда электролизеров с различной силой тока 3, расположенные вдоль внутренней стороны группы электролизеров. По крайней мере, на одной из токоподводящих шин имитационно-подпиточного контура, для регулирования подаваемой нагрузки расположен узел дополнительного сопротивления 7. Узел дополнительного сопротивления 7 в расшунтированном состоянии 7а позволяет подавать минимальное количество тока на токоподводящую шину, и наоборот, максимальное количество тока - в зашунтированном состоянии 7б, т.е. с помощью узла дополнительного сопротивления можно управлять количеством подаваемой нагрузки на токоподводящие шины имитационно-подпиточного контура. Токоподводящая шина контура для компенсации 2, расположенная с внешней стороны, компенсирует магнитное поле от обратного ряда электролизеров, а токоподводящая шина контура для имитации 3, расположенная с внутренней стороны электролизеров имитирует соседний ряд электролизеров 8 различной силой тока. Токоподводящие шины имитационно-подпиточного контура 2, 3, проходя вдоль группы электролизеров 9 с внутренней и внешней сторон, крепятся к анодным стоякам, либо к катодным шинам крайнего электролизера группы при помощи соединительных шин 6. Таким образом, ток, участвуя в процессе электролиза, проходит через всю группу электролизеров 9, выходит через катодные шины первого электролизера и поступает по токоотводящим шинам 4, 5 обратно на КПП-подпитки 1.

В качестве пояснительного примера:

В случае если испытания группы электролизеров 9 (фиг. 1) проводятся на более высокой силе тока, чем группе ванн 8, то для имитации магнитного поля (вертикальной компоненты (Bz)) от соседнего ряда на группе 9 и для стабилизации магнитного поля (вертикальной компоненты (Bz)) на группе ванн 8, на шину контура для имитации 3 подается более высокая нагрузка, чем на шину контура для компенсации 2, при этом узел дополнительного сопротивления 7 находится в расшунтированном состоянии. При повышении нагрузки на группе ванн 9, количество подаваемого тока на шину контура для имитации 3 увеличивается, а на шину контура для компенсации 2 уменьшается и, наоборот, при снижении нагрузки на группе ванн 9, количество подаваемого тока на шину контура для имитации 3 уменьшается, при этом узел дополнительного сопротивления находится в зашунтированном состоянии.

Использование данного изобретения позволяет имитировать соседний ряд электролизеров с работой на различную силу тока, стабилизировать магнитное поле от опытных ванн на электролизерах, эксплуатируемых на меньшую силу тока, чем опытные, а также осуществлять дополнительную подпитку током опытных электролизеров.