專利名稱：包括用于均衡在生產(chǎn)線兩端處的磁場(chǎng)的裝置的用于生產(chǎn)鋁的電解池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)公知的Hall-Heroult法通過(guò)熔池電解即通過(guò)將溶解在熔融冰晶石浴槽也被稱為電解槽中的氧化鋁電解來(lái)生產(chǎn)鋁。本發(fā)明尤其涉及使橫向布置的矩形電解池組的磁場(chǎng)均衡。
背景技術(shù)：
用于熔融浴槽電解來(lái)生產(chǎn)鋁的工廠包含有大量電解池，通常幾百個(gè)，它們成排布置并且使用連接導(dǎo)體串聯(lián)連接，以便形成通過(guò)連接導(dǎo)體電連接在一起的兩條或多條平行線。形狀為矩形的這些電解池可以縱向取向(即，其主軸與主生產(chǎn)線軸線平行)，或者橫向取向(即其主軸線與主生產(chǎn)線軸線垂直)。
已經(jīng)提出了大量電解池和連接導(dǎo)體布置，以便首先限制焦耳效應(yīng)損失，并且第二降低由連接導(dǎo)體和相鄰電解池所產(chǎn)生出的磁場(chǎng)對(duì)電解過(guò)程的影響。例如，由Aluminium Pechiney所擁有的法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R2552782(對(duì)應(yīng)于美國(guó)專利No.4592821)披露了橫向布置的一排電解池，它們?cè)诠I(yè)上以大約300KA的電流強(qiáng)度下操作。根據(jù)該專利，通過(guò)連接導(dǎo)體尤其是在熔鍋下面通過(guò)的那些導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)來(lái)確保磁性電解池穩(wěn)定性。也由Aluminium Pechiney所擁有的法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R2583069(對(duì)應(yīng)于美國(guó)專利No.4713161)披露了橫向布置的一排電解池，它們能夠在大約500至600KA的電流強(qiáng)度下工作。根據(jù)該專利，由于使用盡可能小而直接的連接導(dǎo)體所以減小了電路結(jié)構(gòu)和安裝成本，同時(shí)通過(guò)使用與每排平行地布置并且位于其任一側(cè)上的單獨(dú)校正導(dǎo)體來(lái)增大磁性穩(wěn)定性和Faraday產(chǎn)量。
電解池的排狀布置其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化了連接導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)并且使得磁場(chǎng)圖均勻。但是，在這些排之間的連接導(dǎo)體的存在妨礙了每排的端部電解槽的磁場(chǎng)的均勻性。
美國(guó)專利Nos.3775280和4189368提出了連接導(dǎo)體布置。但是，這些專利涉及縱向布置的電解池組，它沿著這些排沒(méi)有包括任何校正導(dǎo)體。另外，這種電解池的電流強(qiáng)度通常不會(huì)超過(guò)100KA。
歐洲專利申請(qǐng)EP0342033和中國(guó)專利申請(qǐng)CN2477650披露了適用于橫向布置的電解池組的連接導(dǎo)體布置，它沿著這些排沒(méi)有包括任何校正導(dǎo)體。通過(guò)沿著端部電解池并且在其附近產(chǎn)生出電流的連接導(dǎo)體的布置來(lái)補(bǔ)償干擾磁場(chǎng)。這些文獻(xiàn)涉及配備有設(shè)計(jì)用于大約300KA的電流強(qiáng)度的熔鍋的電解池組。
因此，申請(qǐng)人研究出在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上令人滿意的解決方案，用于均衡由長(zhǎng)方形電解池形成的電解池組的磁場(chǎng)，該電解池沿著這些排的內(nèi)側(cè)配備有校正導(dǎo)體并且設(shè)計(jì)用于大于300KA的電流強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于根據(jù)HallHeroult法通過(guò)熔池電解來(lái)生產(chǎn)鋁的電解池組，它包括至少兩排電解池，它們?yōu)橹本€的并且相互平行，其中這些電解池橫向布置，并且在這些電解池之間具有恒定的中心距Eo；所謂的“內(nèi)部”校正電路，它對(duì)于每一排包括沿著該排在其面對(duì)著相鄰排的一側(cè)設(shè)置的至少一個(gè)內(nèi)部校正導(dǎo)體；所謂的“外部”校正電路，它對(duì)于每一排包括沿著該排在其與相鄰排相反的一側(cè)設(shè)置的至少一個(gè)外部校正導(dǎo)體；所謂的“主”連接電路，它位于一排的端部電解池和另一排的相應(yīng)端部電解池之間，并且其特征在于，對(duì)于至少一排主連接電路包括一層導(dǎo)體，其中每個(gè)導(dǎo)體從該排的端部電解池延伸至離其主軸線C預(yù)定距離處(D2和/或D2′)，所述距離(D2和/或D2′)優(yōu)選至少等于中心距Eo，
內(nèi)部校正電路包括被稱為“橫向段”的基本上直線的導(dǎo)體，它相對(duì)于這排的縱向軸線垂直布置并且位于離這排的端部電解池預(yù)定距離(D1和/或D1′)處，并且它在該電解池的長(zhǎng)度Lo的預(yù)定部分L上沿著所述端部電解池延伸。
申請(qǐng)人指出的是，在沒(méi)有磁場(chǎng)均衡裝置的情況中，這排端部電解池尤其受到平均附加垂直磁場(chǎng)ΔBz影響。本發(fā)明因此打算將該附加垂直磁場(chǎng)ΔBz保持在圍繞著接近零的最小值和最大值限定的范圍內(nèi)。
申請(qǐng)人還觀察到，一排的端部電解池的磁場(chǎng)圖的擾動(dòng)不僅是由于在這些排之間的連接導(dǎo)體，而且還由于在這些排的端部處的連續(xù)性和對(duì)稱性的中斷。
申請(qǐng)人還想到為該電解池組配備一層導(dǎo)體，它能夠模擬在端部電解池之外的電解池的存在。本申請(qǐng)人還想到在電解池排的端部處引入所述橫向段，以便補(bǔ)償由在這些排之間的連接導(dǎo)體產(chǎn)生出的磁場(chǎng)。這些裝置的組合使之能夠均衡在位于一排(通常大約第一10個(gè)電解池)的連接端部處的電解池熔鍋處的磁場(chǎng)，即校正由連接導(dǎo)體產(chǎn)生出的令人不滿意的磁場(chǎng)圖。該組合尤其使之能夠限制基本上在這些電解槽中的垂直磁場(chǎng)Bz。另外，在內(nèi)部校正電路中使用橫向段由于提供了附加可調(diào)節(jié)參數(shù)所以能夠更精確地進(jìn)行校正調(diào)節(jié)。


下面將使用這些附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1以簡(jiǎn)化的方式并且在剖視圖中顯示出在電解池排中的兩個(gè)典型連續(xù)電解池。
圖2示意性地顯示出根據(jù)本發(fā)明的電解池組，它們包括兩排以及一內(nèi)部校正電路。
圖3顯示出與圖2對(duì)應(yīng)的電解池排端部。
圖4示意性地顯示出根據(jù)本發(fā)明的電解池組，它們包括兩排、一內(nèi)部校正電路以及一外部校正電路。
圖5顯示出與圖4對(duì)應(yīng)的電解池排端部。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及電解池組1，如圖1所示，它包括多個(gè)形狀基本上為矩形的電解池101、102、…、101′、102′。它們布置成形成至少兩排平行基本上為直線的電解池排F、F′，每排具有一縱向軸線A、A′。
在這些附圖中，電解池由從電解池排端部電解池開(kāi)始增大的參考標(biāo)號(hào)表示。這樣，每排的端部電解池(或“第一”電解池)由參考標(biāo)號(hào)101和101′表示，“第二”電解池由參考標(biāo)號(hào)102和102′表示，“第三”電解池由參考標(biāo)號(hào)103和103′表示，等等。
這些電解池101、102、…、101′、102′、…橫向布置(即，從而其“主軸線”C與所述排的主軸線A、A′垂直)并且彼此間距相同，因此在每排的相鄰電解池的主軸線C之間限定了恒定的中心距Eo。中心距Eo通常為5-8米。電解池101、102、…、101′、102′…的主軸線限定為與其長(zhǎng)邊18a、18b平行的對(duì)稱軸線。每個(gè)電解池101、102、…、101′、102′…具有長(zhǎng)度Lo，并且短邊19e、19i具有寬度Ro。該長(zhǎng)度Lo明顯大于寬度Ro。根據(jù)本發(fā)明的電解池組其長(zhǎng)度Lo通常大于寬度Ro的三倍。
這些排F、F′分開(kāi)距離Do，其數(shù)值取決于計(jì)及電解池組的電流強(qiáng)度Io和導(dǎo)體電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)選擇。該距離Do通常為40至100m。
如圖1所示，電解池組1的每個(gè)電解池101、102、…、101′、102′…包括一熔鍋3和陽(yáng)極4，這些陽(yáng)極由通常包括一桿部5和一多承窩(multipod)6的安裝裝置支撐并且使用連接裝置8與陽(yáng)極框架7機(jī)械和電連接。熔鍋3包括通常由加強(qiáng)件加強(qiáng)的金屬外殼和由耐火材料以及布置在外殼內(nèi)部的陰極元件形成的坩鍋。外殼通常包括垂直橫壁。在操作中，通常由含碳材料制成的陽(yáng)極4部分浸沒(méi)在包含在熔鍋中的電解槽(未示出)中。熔鍋3包括通常由鋼制成的配備有陰極棒10的陰極組件9，其中一個(gè)端部11從熔鍋3中露出來(lái)以能夠與在電解池之間的連接導(dǎo)體12、…17電連接。
連接導(dǎo)體12、…17與所述電解池101、102、…、101′、102′…連接，以形成電串聯(lián)，該電串聯(lián)形成電解池組的主電路100。連接導(dǎo)體通常包括在連接導(dǎo)體13和升起部分14、15上游的柔性導(dǎo)體12、16、17。圖2顯示出包括5個(gè)升起部分的連接電路的情況(如在法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R2552782中一樣)。圖4顯示出包括8個(gè)升起部分的連接電路的情況(如在法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R2583069中一樣)。上游連接導(dǎo)體可以完全或部分在熔鍋下面通過(guò)和/或繞過(guò)它。
根據(jù)本發(fā)明的電解池組還包括至少一個(gè)獨(dú)立于這組電解池的并且沿著這些電解池的所謂“內(nèi)”側(cè)即位于相鄰一排側(cè)的那一側(cè)延伸的電校正電路。在圖2和3中所示的實(shí)施方案中，電解池組1包括被稱為“內(nèi)部電路”的單個(gè)電校正電路200。在圖4和5中所示的實(shí)施方案中，該電解池組1包括與該電解池組相獨(dú)立的兩個(gè)電校正電路，即被稱為“內(nèi)部電路”的第一校正電路和被稱為“外部電路”300的第二校正電路。
內(nèi)部校正電路200包括至少一個(gè)導(dǎo)體20、20′，它們被稱為“內(nèi)部校正導(dǎo)體”并且沿著每一排在其面對(duì)著相鄰那排電解池的一側(cè)設(shè)置。該導(dǎo)體通?；旧蠟橹本€的并且與每一排的縱向軸線A、A′平行。該電路還包括至少一個(gè)內(nèi)部連接導(dǎo)體21，用來(lái)確保在每一排的內(nèi)部校正導(dǎo)體20、20′之間的電連續(xù)性。位于內(nèi)校正導(dǎo)體20、20′一側(cè)的電解池的短邊被稱為內(nèi)側(cè)19i。
同樣，外部校正電路300包括至少一個(gè)導(dǎo)體30、30′，它們被稱為“外部校正導(dǎo)體”并且沿著每一排在與相鄰那排電解池相反的一側(cè)設(shè)置。該導(dǎo)體通常基本上為直線的并且與每一排的縱向軸線平行。該電路還包括至少一個(gè)外部連接導(dǎo)體31，用來(lái)確保在每一排的外部校正導(dǎo)體30、30′之間的電連續(xù)性。位于外校正導(dǎo)體30、30′一側(cè)的電解池的短邊被稱為內(nèi)側(cè)19e。
在操作中，強(qiáng)度為Io的電解電流在電解池組1中流動(dòng)，強(qiáng)度為Ii的校正電流在內(nèi)部校正電路200中流動(dòng)。如果該電路還包括外部校正電路，則強(qiáng)度為Ii的第一校正電流在內(nèi)部校正電路200中流動(dòng)，并且強(qiáng)度Ie的第二校正電流在外部校正電路300中流動(dòng)。這些電流的方向通常為由在圖2和4中的相應(yīng)箭頭所示的方向。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，用來(lái)通過(guò)根據(jù)Hall-Heroult法進(jìn)行熔池電解來(lái)生產(chǎn)鋁的電解池組1包括多個(gè)電解池101、102、…、101′、102′…，它們被布置以形成電解池的至少一個(gè)第一排F和一個(gè)第二排F′，它們?yōu)槌?jí)一的并且相互平行，所述電解池101、102、…、101′、102′…與每排的一縱向軸線A、A′橫斷地布置并且在這些電解池之間具有恒定中心距Eo，每個(gè)電解池101、102、…、101′、102′…具有長(zhǎng)度Lo；在每排電解池之間的連接導(dǎo)體12，…17；所謂的“內(nèi)部”校正電路，它包括沿著第一排在其面對(duì)著第二排的一側(cè)設(shè)置的至少一個(gè)第一內(nèi)部校正導(dǎo)體20、沿著第二排在其面對(duì)著第一排的一側(cè)設(shè)置的一個(gè)第二內(nèi)部校正導(dǎo)體20′以及至少一個(gè)所謂的“內(nèi)部”連接導(dǎo)體21；所謂的“主”連接電路400，它位于第一排的端部電解池101和第二排的端部電解池101′之間，并且其特征在于，對(duì)于所述至少一排主連接電路400包括至少一層導(dǎo)體40、40′，其中每個(gè)導(dǎo)體401、401′與這排電解池的端部電解池101、101′連接并且從其延伸至預(yù)定距離D2、D2′，內(nèi)部校正電路200還包括至少一個(gè)被稱為“橫向段”的矩形導(dǎo)體23，23′，它與內(nèi)部校正導(dǎo)體20、20′連接，相對(duì)于這排電解池的縱向軸線A、A′垂直布置并且在端部電解池的長(zhǎng)度Lo的預(yù)定部分L上預(yù)定的距離D1、D1′沿著那排電解池的端部電解池101、101′延伸。
如圖3和5所示，使用從電解池的短內(nèi)邊19i延伸的假想線計(jì)算出預(yù)定部分或“一部分”L。預(yù)定部分L優(yōu)選大于0.5Lo，并且更優(yōu)選大于0.8Lo。所述或每個(gè)橫向段23、23′優(yōu)選沿著端部電解池的整個(gè)長(zhǎng)度Lo延伸(在該情況中L等于Lo)。
距離D1和D1′與距離D2和D2′對(duì)于每排可以不同。
包括根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)均衡裝置的那排電解池認(rèn)為要被“補(bǔ)償”。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明這組電解池的每一排根據(jù)本發(fā)明補(bǔ)償，即每一排包括至少一層導(dǎo)體40、40′，并且內(nèi)部校正電路200包括至少一個(gè)橫向段23、23′。
所述第一20和第二20′內(nèi)部校正導(dǎo)體優(yōu)選為直線的并且與這些排的縱向軸線A、A′平行。它們通常位于離電解池的外側(cè)預(yù)定預(yù)定距離Di處(即，通常位于離熔鍋外殼的金屬壁的垂直表面預(yù)定距離Di處)。預(yù)定距離Di的數(shù)值通常小于1米。校正導(dǎo)體20、20′通常位于熔鍋3的高度處。
確保在兩排電解池之間的電連續(xù)性的主連接電路400通常包括至少一個(gè)所謂的“橫向”連接導(dǎo)體43，它優(yōu)選相對(duì)于這些排的縱向軸線A、A′垂直布置并且布置在離這些排的端部電解池101、101′預(yù)定距離D3處。
那層或每層導(dǎo)體40、40′位于連接電路400側(cè)，并且優(yōu)選覆蓋這些電解池101、102、…、101′、102′…的長(zhǎng)度Lo的至少80％并且更優(yōu)選至少為其90％。所述或每一層40、40′優(yōu)選為平面。所述或每一層40、40′的導(dǎo)體401，401′優(yōu)選均勻地分布(即，以便平行并且彼此間隔相同的距離)，通常與升起部分14、15的那些類似。層40、40′的單獨(dú)導(dǎo)體401、401′通常通過(guò)與來(lái)自電解池的近長(zhǎng)邊18a和/或遠(yuǎn)長(zhǎng)邊18b的導(dǎo)體13連接的縱向連接導(dǎo)體12a、12b與端部電解池101、101′連接。幾個(gè)連接導(dǎo)體11、12、13可以與該層的相同單獨(dú)導(dǎo)體401、401′連接。
主連接電路400優(yōu)選包括至少一個(gè)與層40、40′的導(dǎo)體401、401′連接的聯(lián)接導(dǎo)體41、41′。為了簡(jiǎn)化連接電路的實(shí)施方案，所述或每個(gè)聯(lián)接導(dǎo)體41、41′優(yōu)選為直線的、相對(duì)于這些電解池排的縱向軸線A、A′垂直布置并且位于所述預(yù)定距離D2和/或D2′處。聯(lián)接導(dǎo)體41、41′的長(zhǎng)度優(yōu)選基本上等于層40、40′的寬度W。
優(yōu)選的是，主連接電路400還包括一方面與聯(lián)接導(dǎo)體41、41′連接并且另一方面與橫向連接導(dǎo)體43連接的連接導(dǎo)體42、42′，以便確保在這些導(dǎo)體之間的電連續(xù)性。連接導(dǎo)體42、42′優(yōu)選為縱向的，即直線的并且與這排電解池的縱向軸線A、A′平行，并且位于所述軸線的預(yù)定距離處。連接導(dǎo)體42、42′與在每一排的軸線的聯(lián)接導(dǎo)體41、41′的中心連接，以便確保該電路的電均衡并且保持主連接電路相對(duì)于這排電解池的縱向軸線A、A′的對(duì)稱性。該連接可以相對(duì)于縱向軸線A、A′朝著這些電解池排的內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置，以便形成附加的補(bǔ)償不對(duì)稱性。
內(nèi)部連接導(dǎo)體21優(yōu)選包括所謂的“橫向”導(dǎo)體，它相對(duì)于這些電解池排A、A′的縱向軸線垂直布置并且位于離這些排的端部電解池101、101′預(yù)定距離D4處。在該結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部連接電路200還包括中間連接導(dǎo)體22、22′、24、24′，它們包括內(nèi)部中間導(dǎo)體22、22′以及外部中間導(dǎo)體24、24′。內(nèi)部中間導(dǎo)體22、22′優(yōu)選從相應(yīng)的內(nèi)部連接導(dǎo)體20、20′延伸出并且優(yōu)選至少延伸至所述或每個(gè)預(yù)定距離D1和/或D1′。該實(shí)施方案使之能夠延伸該電解池排的特定導(dǎo)體的對(duì)稱性并且因此限制了由在該電解池組在這排電解池端部處的連續(xù)性中斷而引起的磁場(chǎng)擾動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的電解池組必要時(shí)還包括所謂的“外部”校正電路300，它包括至少一個(gè)沿著第一排在與第二排相反的一側(cè)延伸的第一外部校正導(dǎo)體30、一個(gè)沿著第二排在其與第一排相反的一側(cè)設(shè)置的第二外部校正導(dǎo)體30′以及一個(gè)所謂的“外部”連接導(dǎo)體31。第一30和第二30′外部校正導(dǎo)體優(yōu)選為直線的并且相對(duì)于這些電解池排的縱向軸線A、A′平行。它們通常位于離這些電解池的外側(cè)預(yù)定距離De處。該預(yù)定距離De的數(shù)值通常小于1米。校正導(dǎo)體30、30′通常位于熔鍋3的高度處。
外部連接導(dǎo)體31優(yōu)選包括所謂的“橫向”導(dǎo)體，它相對(duì)于這些電解池排A、A′的縱向軸線垂直布置并且布置在離這些排的端部電解池101、101′預(yù)定距離D5處。在該結(jié)構(gòu)中，外部校正電路30對(duì)于每一排還包括至少一個(gè)外部中間連接導(dǎo)體32、32′。這些中間導(dǎo)體32、32′優(yōu)選從相應(yīng)的外部校正導(dǎo)體30、30′延伸出。它們延伸至預(yù)定距離D5，它優(yōu)選至少等于所述或每個(gè)預(yù)定距離D1和/或D1′。該實(shí)施方案使之能夠延伸該電解池排的特定導(dǎo)體的對(duì)稱性并且因此限制了由在該電解池組在這排電解池端部處的連續(xù)性中斷而引起的磁場(chǎng)擾動(dòng)。
內(nèi)部校正電路200的外部中間導(dǎo)體24、24′通常與外部校正電路300的中間導(dǎo)體32、32′平行。這些導(dǎo)體可以分開(kāi)非常小的距離E，該距離可以小于1米。
橫向連接導(dǎo)體21、31、43優(yōu)選為直線的以便簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)并且限制其成本。
這些距離D1至D5相對(duì)于位于這些連接導(dǎo)體側(cè)面的端部電解池101、101′的縱向軸線或“主軸線”C確定。
這些距離D3、D4和D5優(yōu)選盡可能大。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些距離的數(shù)值大于或等于預(yù)定閾值S3、S4、S5就足夠了。實(shí)際上，對(duì)于大于這些閾值的距離值而言，根據(jù)本發(fā)明的電路使之能夠補(bǔ)償由在電解池排之間的連接導(dǎo)體21、31、43引起的附加磁場(chǎng)沖擊。這些閾值S3、S4和S5的數(shù)值取決于電解電流Io的強(qiáng)度、校正電流Ii和Ie的強(qiáng)度以及看起來(lái)可接受的總附加磁場(chǎng)ΔBz的數(shù)值。這些距離D3、D4和D5通常大于或等于橫向段23、23′的距離D1、D1′的5倍。
這些距離D3、D4和D4優(yōu)選具有相同數(shù)量級(jí)的大小，即在它們之間的差異非常小(即，通常相差小于20％，或者甚至相差小于10％)，以便簡(jiǎn)化這些電路的實(shí)施方案。在該情況中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)這些閾值S3、S4和S5的數(shù)值由近似等式S3＝S4＝S5≌K×Io×(ΔBz/Bo)α給出，其中K為一常數(shù)，α為在-1至-0.2之間的常數(shù)，ΔBz以高斯為單位給出，并且Bo＝1G。
橫向段23、23′的預(yù)定距離D1、D1′被選擇以補(bǔ)償由在電解池排之間的連接導(dǎo)體21、31、43引起的附加電場(chǎng)沖擊。更具體地說(shuō)，這些確定的距離D1、D1′優(yōu)選是這樣的，以使得由所有導(dǎo)體加在與無(wú)端電解池排上的特定磁場(chǎng)上的附加磁場(chǎng)在一排的端部電解池尤其是端部電解池101、101′處局限在最大值+ΔBz和-ΔBz之間。
通常為聯(lián)接導(dǎo)體41、41 ′的距離的確定距離D2、D2′優(yōu)選至少等于中心距Eo，更優(yōu)選至少等于中心距Eo的兩倍。
這些確定距離D1和D1′或D2和D2′的數(shù)值對(duì)于每條經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)碾娊獬嘏哦酝ǔ；旧舷嗤?br> 實(shí)施例1申請(qǐng)人進(jìn)行了這樣的計(jì)算，該計(jì)算模擬了由間隔大約50m的距離Do的兩個(gè)平行排形成的具有200個(gè)電解池的電解池組。這些電路具有與在圖2和3中的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)?？v向連接導(dǎo)體42、42′與相應(yīng)聯(lián)接導(dǎo)體41、41′的中心連接。這些電解池的長(zhǎng)度為15m。橫向段23、23′覆蓋著最后電解池的整個(gè)長(zhǎng)度(即，部分長(zhǎng)度L等于1)。在這些電解池之間的中心距為6m。該電路包括5個(gè)彼此分開(kāi)2.7米的升起部分。那層導(dǎo)體40、40′包括間隔為2.7米的5個(gè)導(dǎo)體。
電流強(qiáng)度如下Io＝350kA并且Ii＝30kA。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)K≌0.13m/kA，并且α≌-0.44。
還要指出的是，使用以下參數(shù)，對(duì)于等于24m的距離D3、D4和D5、等于3.5m的距離D1和D1′以及至少等于6m的距離D2和D2′，可以使在每一排的端部電解池中心處的附加垂直磁場(chǎng)強(qiáng)度ΔBz小于5高斯。
實(shí)施例2申請(qǐng)人進(jìn)行了這樣的計(jì)算，該計(jì)算模擬了由間隔大約85m的距離Do的兩個(gè)平行排形成的具有200個(gè)電解池的電解池組。這些電路具有與在圖4和5中的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)?？v向連接導(dǎo)體42、42′與相應(yīng)聯(lián)接導(dǎo)體41、41′的中心連接。這些電解池的長(zhǎng)度為18m。橫向段23、23′覆蓋著最后電解池的整個(gè)長(zhǎng)度(即，部分長(zhǎng)度L等于1)。在這些電解池之間的中心距為6m。該電路包括8個(gè)彼此分開(kāi)2米的升起部分。那層導(dǎo)體40、40′包括間隔為2米的8個(gè)導(dǎo)體。
電流強(qiáng)度如下Io＝480kA，Ii＝180kA并且Ie＝105kA。
要指出的是，在沒(méi)有磁場(chǎng)均衡裝置的情況下，在每一排的第一端部電解池上的平均附加磁場(chǎng)±ΔBz其絕對(duì)值為5至14高斯。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)K≌0.17m/kA，并且α≌-0.58。
還要指出的是，使用以下參數(shù)，對(duì)于等于32m的距離D3、D4和D5、等于6m的距離D1和D1′以及至少等于6m的距離D2和D2′，可以使在每一排的端部電解池中心處的附加垂直磁場(chǎng)強(qiáng)度ΔBz小于5高斯。
本申請(qǐng)人觀察到該層充分模擬了在這些電解池排端部之后缺少的電解池的存在，從而這些端部電解池不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度擾動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種電解池組(1)，用于通過(guò)根據(jù)Hall-Heroult法進(jìn)行熔池電解來(lái)生產(chǎn)鋁，它包括多個(gè)電解池(101、102、...、101′、102′...)，它們被布置形成至少一個(gè)第一電解池排和一個(gè)第二電解池排，它們?yōu)橹本€的并且相互平行，所述電解池(101、102、...、101′、102′...)與每排的縱向軸線A、A′橫斷布置并且在這些電解池之間具有恒定中心距Eo，每個(gè)電解池(101、102、...、101′、102′...)具有長(zhǎng)度Lo；在每排電解池之間的連接導(dǎo)體(12、...17)；所謂的“內(nèi)部”校正電路(200)，它包括沿著第一排在其面對(duì)著第二排的一側(cè)設(shè)置的至少一個(gè)第一內(nèi)部校正導(dǎo)體(20)、沿著第二排在其面對(duì)著第一排的一側(cè)設(shè)置的一個(gè)第二內(nèi)部校正導(dǎo)體(20′)以及至少一個(gè)所謂的“內(nèi)部”連接導(dǎo)體(21)；所謂的“主”連接電路(400)，它位于第一排的端部電解池(101)和第二排的端部電解池(101′)之間，并且其特征在于，對(duì)于所述至少一排主連接電路(400)包括至少一層導(dǎo)體(40、40′)，其中每個(gè)導(dǎo)體(401、401′)與這排電解池的端部電解池(101、101′)連接并且從其延伸至預(yù)定距離(D2、D2′)，內(nèi)部校正電路(200)還包括至少一個(gè)被稱為“橫向段”的直線的導(dǎo)體(23，23′)，它與內(nèi)部校正導(dǎo)體(20、20′)連接，相對(duì)于這排電解池的縱向軸線A、A′垂直布置并且在端部電解池的長(zhǎng)度Lo的確定部分L上方確定的距離(D1、D1′)沿著那排電解池的端部電解池(101、101′)延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的電解池組，其特征在于，所述確定部分L大于0.5Lo。
3.如權(quán)利要求1所述的電解池組(1)，其特征在于，所述確定部分L大于0.8Lo。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，所述或每個(gè)距離(D2、D2′)至少等于中心距Eo。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，每個(gè)距離(D2、D2′)至少等于中心距Eo的兩倍。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，所述或每層導(dǎo)體(40，40′)覆蓋了所述電解池(101、102、...、101′、102′...)的長(zhǎng)度Lo的至少80％。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，所述或每一層(40、40′)為平面。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，所述或每一層(40、40′)的導(dǎo)體(401，401′)按照相互平行并且彼此間隔相同的距離的方式被分布。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，所述主連接電路(400)包括至少一個(gè)與所述或每個(gè)層(40、40′)的導(dǎo)體(401、401′)連接的聯(lián)接導(dǎo)體(41、41′)。
10.如權(quán)利要求9所述的電解池組(1)，其特征在于，所述聯(lián)接導(dǎo)體(41、41′)為直線的，相對(duì)于這些電解池排的縱向軸線A、A′垂直布置并且位于所述預(yù)定距離(D2，D2′)處。
11.如權(quán)利要求9或10所述的電解池組(1)，其特征在于，所述聯(lián)接導(dǎo)體(41、41′)的長(zhǎng)度基本上等于所述或每個(gè)層(40、40′)的寬度W。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，所述主連接電路(400)包括所謂的“橫向”導(dǎo)體(43)，它相對(duì)于這些電解池排的縱向軸線A、A′垂直布置并且位于離這些排的端部電解池(101，101′)確定距離(D3)處。
13.如權(quán)利要求12所述的電解池組(1)，其特征在于，所述主連接電路(400)包括至少一個(gè)與層(40、40′)的導(dǎo)體(401、401′)連接的聯(lián)接導(dǎo)體(41、41′)，并且所述聯(lián)接導(dǎo)體(41、41′)為直線的，相對(duì)于這些電解池排的縱向軸線A、A′垂直布置并且位于所述確定距離(D2，D2′)處。
14.如權(quán)利要求13所述的電解池組(1)，其特征在于，所述主連接電路(400)還包括一方面與聯(lián)接導(dǎo)體(41、41′)連接并且另一方面與橫向連接導(dǎo)體(43)連接的連接導(dǎo)體(42、42′)，以確保在這些導(dǎo)體之間的電連續(xù)性，并且連接導(dǎo)體(42、42′)為直線的，與這排電解池的縱向軸線A、A′平行，并且位于所述軸線的確定距離處。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，所述內(nèi)部連接導(dǎo)體(21)包括所謂的“橫向”導(dǎo)體，它相對(duì)于這些電解池排的縱向軸線A、A′垂直布置并且位于離這些排的端部電解池(101、101′)預(yù)定距離(D4)處。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的電解池組(1)，其特征在于，它還包括所謂的“外部”校正電路(300)，它包括至少一個(gè)沿著第一排在與第二排相反的一側(cè)延伸的第一外部校正導(dǎo)體(30)、一個(gè)沿著第二排在與第一排相反的一側(cè)設(shè)置的第二外部校正導(dǎo)體(30′)以及一個(gè)所謂的“外部”連接導(dǎo)體(31)。
17.如權(quán)利要求16所述的電解池組，其特征在于，所述外部連接導(dǎo)體(31)包括所謂的“橫向”導(dǎo)體，它相對(duì)于這些電解池排的縱向軸線A、A′垂直布置并且布置在離這些排的端部電解池(101、101′)確定距離(D5)處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解池組(1)，用來(lái)通過(guò)熔池電解來(lái)生產(chǎn)鋁，它包括至少兩排橫向布置的電解池；內(nèi)部校正電路(200)，它在每排在相鄰排附近具有至少一個(gè)內(nèi)部校正導(dǎo)體(20，20′)；以及位于這些排的最后電解池(101，101′)之間的主連接電路(400)。在至少一排中，主連接電路(400)包括一層導(dǎo)體，每個(gè)導(dǎo)體從那排電解池的最后電解池的端部延伸至離它確定距離(D1，D1′)處，并且內(nèi)部校正電路(200)包括一部分橫向?qū)w，它布置在離沿著最后電解池延伸其長(zhǎng)度Lo的給定部分L的最后電解池(101，101′)給定距離(D，D1′)處。對(duì)于其數(shù)值大于300kA的電解電流而言，本發(fā)明使得平均補(bǔ)充垂直磁場(chǎng)能夠降低到非常低的數(shù)值。
文檔編號(hào)C25C3/16GK1938455SQ200580010151
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者摩根·拉赫維特, 尼古拉斯·利戈內(nèi)什 申請(qǐng)人:皮奇尼鋁公司