Способ централизованного контроля технологического состояния алюминиевого электролизера

Способ централизованного контроля технологического состояния алюминиевого электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, и может быть использовано при автоматизированном управлении технологическими процессами электролиза. Цель изобретения - повышение точности классификации технологического нарушения и оперативности централизованного обнаружения электролизеров с нар тпенным технологическим режимом. При контроле технологического состояния электролизера , включающем измерение амплитуды колебаний его рабочего напряжения и тока серии, дополнительно измеряют амплитуду и частоту колебаний переменной составляющей сопротивления электролизера, которую сравнивают с заданным диапазоном для различных технологических состояний электролизера. При совпадении результата измерения с однртм из диапазонов классифицируют характер технологического нарушения. В сравнении с базовым объектом эксплуатация способа по предварительным оценкам приводит к увеличению выхода по току на 0,75%, снижению расхода электроэнергии на 160 кВт-ч/т, повышению производительности труда на 2,3, улучшению условий труда технологического персонала. 1 табл. ( (Л е йй 0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д11 С 25 С 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4152094/31-02 (22) 26.11.86 (46) 23.11.88. Бюл. Ф 43 (71) Уральский политехнический инсти— тут им. С.M,Êèðîâà (72) Б.Б.Гущин, В.А.Лебедев, С ° В.Шалагинов, В.П.Горбачевский, В.И.Овсянников, Н.M.Школьникова, Ф,Д.Демидов-Полякман, А.Н.Успенский, A.À.Костылев, В.В.Черепенин и В.В.Скидин (53) 669.713.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 891808, кл ° С 25 С 3/20, 1981. (54) СПОСОБ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АЛ10МИНИЕВОГО ЗЛЕКТРОЛИЗЕРА (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, и может быть использовано при автоматизированном управлении технологическими процессами электролиза. Цель изобретения — повышение точности класси„SU, 1439157 А 1 фикации технологического нарушения и оперативности централизованного обнаружения электролизеров с нарушенным технологическим режимом. При контроле технологического состояния электролнзера, включающем измерение амплитуды колебаний его раоочего напряжения и тока серии, дополнительно измеряют амплитуду и частоту колебаний пере" менной составляющей сопротивления электролизера, которую сравнивают с заданным диапазоном для различных технологических состояний электролизера.

При совпадении результата измерения с одним из диапазонов классифицируют д характер технологического нарушения.

В сравнении с базовым объектом эксплуатация способа по предварительным оценкам приводит к увеличению выхода (" по току на 0,757, снижению расхода электроэнергии на 160 кВт ч/т, повышению производительности труда на

2,3, улучшению условий труда технологического персонала. 1 табл. 4ь

1439 1 57

Изобретение относится к автоматизированному управлению процессом электролизе ра алюминия.

Целью изобретения является повыше. ние точности классификации технологического нарушения и оперативностч централизованного обнаружения электролизеров с нарушенным технологическим режимом.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при наличии неровностей на подошве анода плотность тока на выступах больше, чем на впадинах, Усиленное газообразование на выступах увеличивает колебания сопротивления междуполюсного зазора, 1 Ъ если неровность не погружена в металл. Дополнительные колебания сопротивления возникают за счет оплескивания неровностей катодным металлом.

При погружении неровности анода в металл колебания сопротивления междуполюсногб зазора по частоте уменьшаются, а по амплитуде остаются такими ,же как и в первом случае, Это вызвано тем, что газовыделение уменьшается и . основной вклад в изменение сопротивления вносят колебания металла, омывающего этот выступ.

Наличие куска анода в междуполюсном зазоре вызывает изменение сопротивления электролизера за счет перемещения этого куска.под воздействием, анодных газов и более высокой электропроводности спеченной анодной массы

1,25-1,43 Гц; (1,33-1,54}x10" Ом—

0,38-0,84 Гц; (3-20-4,06)х10 Ом "

0,08-0,32 Гц; (0,53-0,99)хlO Ом—

1,71-2,49 Гц„ (1,11"1,25)xlO Ом

0,49-0,64 Гц „ (0,06"0 25)xlO Ом— по отношению к электролиту. Так как движение куска под воздействием анодных газов носит хаотический характер, 5 то и колебания сопротивпения междуполюсного зазора по частоте и амплитуде не являются периодическими, Зажатие на бортовую настыль, как правило, происходит за .счет чреэмер10 ного слива металла из электролиэера.

При данном технологическом нарушении анод частично контактирует с настылью. При относительно хорошей электропроводности бортовой настыли и вы15 сокой плотности тока между анодом и настылью возникают электрические разряды, поэтому колебания сопротивления междуполюсного зазора увеличиваются по амплитуде и частоте, В зависимости от технологического состояния электролизера колебания сопротивления электролизера находятся в диапазоне 0,08-2,49 Гц (0,06

-4,06) ° 10 Ом.

25 В таблице показаны наиболее часто наблюдаемые значения частоты и амплитуды колебания. переменной составляющей сопротивления электролизера (75 кА), 30 неровности подошвы анода Н 4,5 см; кусок анода; зажатие анода на бортовую настыль; нормальный режим.

Из данных таблицы следует, что оп ределенным значением диапазона частоты и амплитуды переменной составляю-, щей сопротивления электролизера соответствуют определенные технологические состояния электролизеров:

I неровности подошвы анода Н 3 см;

Автоматизированный контроль за технологическим состоянием электролиэера может быть реализован одиоквадратным делителем или аналоговым четырехквадратным перемножителем 525 ПСЗ с гальванической оптронной развязкой.

Сигнал, пропорциональный переменной составляющей сопротивления электролизера, поступает на регистратор. В качестве регистратора могут быть ис

I } пользованы стандартные самопишущие милливольтметры типа Н"381 или

Н-3012.

Пример l. Ha электролизере с боковым токоподводом зарегистрированы колебания переменной составляющей электролизера с амплитудой 1,20х х 10 Ом и частотой 2,20 Гц. Эти результаты укладываются в диапазон значений, характерных для технологического нарушения — зажатие ванны. Оператор системы Алюминий" повышает уставку и регулирует электролизер, После регулирования зарегистрированы колебания с амплитудой 0,15xlO Ом и частотой 0,55 Гц, что соответствует

14391

iI р и м е р 2. На электролизере

5 зарегистрированы колебания переменной составляющей сопротивления электролизера с диапазоном амплитуд (0,57 — 0,95) х 10 Ом и диапазоном час-б тот 0,10 — 0,25 Гц, Эти значения ха- 10 рактерны для технологического нарушения — кусок анода в междуполюсном пространстве, Оператор системы "Алюминий по громкоговорящей связи объявляет бригаде номер электролизера и )5 характер технологического нарушения.

Технологический персонал, вскрывает корку электролита и удаляет кусок анода из междуполюсного зазора, после чего амплитуда переменной состав- 2 ляющей сопротивления электролизера

4 составляет 0,12 х 10 Ом, а частоты

0,62 Гц, что соответствует диапазону значений нормального режима.

Способ централизованного контроля технологического состояния алюминиевого электролизера, включающий измерение амплитуды колебаний его рабочего напряжения и амплитуды колебаний тока серии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности классификации технологического нарушения и оперативности централизованO ного обнаружения электролизеров с нарушенным технологическим режимом, дополнительно измеряют амплитуду и частоту колебаний переменной составляющей сопротивления электролизера, ко25 торые сравнивают с заданным диапазоном, и при совпадении результата измерения с одним из диапазонов классифицируют характер технологического нарушения следующим образом:

30 нормальный режим; (0,06-0,25)x)0 6

-б (1,33-1,54)x)0 (3,20-4,06)х10 (0,53-0,99)x)0 (1,11-1,25)х10

0,49-0,64 Гц)

1,25-1,43 Гц;

0,38-0,84 Гц;

0,08-0,32 Гц;

),71-2,49 Гц;

Ом—

Ом — .неровности подошвы анода, Н 3 см;

Ом — неровности подошвы анода, Н 4,50 см;

Ом — куски анода;

Ом — зажатие анода на бортовую настыль.

Неров ости подошвы анода

НйЭ см

Неровности подошвы анода, Н> 4,5 см

Нормальный ре"

Куски анода

Зажатие на бо товую наатыль

10 Ом

Гц J

Гц

Гц

1,25 1,54

1,28 1,45

l,26 1,51

0,56

0,84

0,72

0,38

l,30 1,33

),27 1,48

1,30 1,33

1,3) 1,37

0,80

0,73

0,78 диапазону с нормальным режимом работы электролиэера.

Опытно-промышленная эксплуатация способа, проведенная в течение месяца на 640 электролизерах, позволила обнаружить 967. всех технологических на—

3,68 0,09

4,06 0,19

3,22 0,08

3,20 0,28

3,65 0,32

3,89 0,08

3,43 0,16

57

) рушений и классифицировать 90% из них.

Использование результатов контроля способствует своевременному устранению технологических нарушений и сок" ращению их общего количества, Формула изобретения

10 Ом Гц 10 Ом Гц 10 Ом

О,бб 1,?8 1,14 0,50 0,08

0,99 2,49 1,16 0,55 0,11

0 64 1 71 1 25 0 6) 0 25

0,68 2,23 1,22 0,49 0,06

0,73 2,19 1,16 0,64 0,09

0,64 1,96 1,24 0,52 0,07

0,85 2,49 1,16 0,59 0,12

1439157

Зажатие на бор товую настыль

Нормальный реЖИМ

Неровности подошвы анода, Куски анода

Неровности подошзи анода

Н З см ÍÝ45 си

«й Ь °

° Ю

Гц . l0 Ом Гц j6 Ом

° 4В я 4 ФюфФ ью ° мМЬ

0,87

I 18

2,18

1,35 1,39 0,43 4,02 0,21

1,87

1,23

0,71

3 25 0,12

3 58 0,29

3,20 0,16

3,65 0,21

3 68 0,32

1,91

0,61

1,)9

1,98

0,85

1,16

2,49

0,87

1,24

1,86

0,73

I,ЗI 1,37

0,64

0,72 3ь72 0,08

1,77

1,12

1 48 0,43

-1, 27

97) 1,25

0,61

3,43 0,29

3,55 0,09

2 23 1,22

1,32 ),51

0,54

0,96

2,19

l,l6

3,20 0,28

1,43

0,68

1,46 0,38

2,16

1,18

1,87

i 23

0,59 3,58 0,)9

0,84 4 06 0,21

2,)8

1,26 1,5)

i,38 1,49

1,18

0,99

1,25

0 87

1,71

1,43 1,46 0,56 3,68 0,25

0,89

),24

l,96

0 71 1,77

1,25 1,54

0,S0 3,65 0,12

1,12

0,78

3,43 0,08

2,49

0,64

1,3/

1,16

1,31

1,45

1,91

0,84

1,28

1,77

l,14

0,96

4,01 0,08

l,23

1,96

0,62 3,39 0,17

0,96

l,47

)в41

0,90

3,67 0 25

3,32 0,32

),92

l,32 l,52

0 56

),989 1,20

0,78

1,26 1,54 0,43 4,02 0,28

2,23

1119

0,67

1,77

0,64

l,12

3,72 0,08

0,72

1,3/ .

1,31

1,7) 0,53

0,43 4,02 0,17

1,27 1,48

1,41 1,46 071

1,38 1,49 0,59

1,26 1,51 0,38

1,32 1,51 0,80

1,28 1,45 0,56

1,30 1,33 0,78

1,34 I 38 0,72

1,31 1,30 0,48

1,30 1 38 0,39

4,02 0,17 0,53

3,72 0,32 0,73

4,06 0,16 0,85

Продолжение таблицы

Гц )О 0 Гц IÎ О

0 51 0,17

0,49 0,06

0,6) 0,25

0 53 0,08

0,50 0,08

О, 64 0,09

0,51 0,17

0,53 0,,08

0,39 0,06

0,52 0,07

0,57 0,13

0,62 0,23

0,50 0,08

0 59 0,12

0,63 0,24

0,49 0,06

0 53 0,08

0,64 0,09

0,49 0 25

0 53 0,23

0,57 0,22

0,50 0,24

0,59 0,19

0,5i 0,17

0,55 0,08

1439) 57

Продолжение таблицы

Нормальный режим

Неровности подошвы анода

Нй3 см

Зажатие на бор товую настыль

Гц !О Ом

Гц )б Ом

Гц 1(Г Ом

Гц 10 О

Гц 10 Ом

1,30 1,33

1,32 1,51

1,22

0,39 О, 06

0 52 0,07

1,16

1,43 1,46 0,38, 3,20 0,28 0,68 2,16

l,44 1,38 0,72 3,72 0,32 0,73 1,87

1,30 1,38

1,41 1,47

1,38 1,49 0,56 3,67 0,13 0,87 1,92

0,60 0,12

0,62 0,10

0,57 0,15

1,30 1,36

1,35 1,33

l,21

0,6) 3,26

0,19 0,65 2,46

0,08 0,64 1,95

1,18

1,30 l 33 0,73 3,89

),24 0,52 0,07

),31 1,37 0,78 3,43 0,16 0,85 2,49

1,35 1,39 0,43 4,02 0,21 0,87 2,18

1,16

1,18

l,26 1,51 !,38 1,49

1,18

1,25

1,43 1,46 0,56 3,68 0,25 0,89 ),96

1,24

1,25 1,54 0,80 3,65 0,12 0,71 1,77

I,12

1,30 1,38

1,26 1,54

1,20 0 50 0,24

0,59 0,19

0,62 0,12

l,19

1,38 1,50 0,59 3,62 0,19 0,55 2,19

1,43 1,46 0,56 3,66 0,12 0,72 1,87

1,!8

1,24 0,49 0,24

1,20

1,22

I i)3

1917

),23

1,37 1,49

1,41 1,45

1,28 1,53

1 35 1,37

1,26 1,54

Неровности по- Куски анода дошвы анода, If&4 ° 5 см

0,78 3,43 0,29 0,61 2,23

0,54 3,65 0,09 0,96 2,19

038 343 010 09! 218

0,59 3,77 0,17 0,70 1,87

0,47 4,01 0,22 0,60 1,98

0,59 3,58 0,19 0,99 2,IS

0,84 4,08 .0,2) 0,87 1,71

0,39 3,32 0,32 0,78 1,98

0,43 4,02 0,28 0,67 2,23

0,38 3,21 0,21 0,84 1,71

0,43 4,01 0,25 0,89 1,96

0 56 3,72 0,13 0 71 1 91

0,38 3,42 0,09 0,66 2,49

0,48 3,87 0,23 0,63 1,93

1,18 0,57 0,)3

1,23 0,62 0,23

1,19 0,50 0,15

1,22 0,51 0,16

0,59 0,12

0,51 0,17

0,50 0,08

0,59 0,12

0,63 0,24

0,49 0,06

0,51 .0,22

0,53 0,18

0,60 0,12

0,58 0,17

0,61 0,)3

1439! 57

Продолжение таблицы

Нормальный режим

Неровности но доптвы анода, Н43 см

Зажатие на бор товуо наатыль

Неровности по- Куски анода дошвы анода, Н& 4,5 см

Гц 10 Ом

Гц 10 Ом

10 Ом Гц 10 Ом Гц

I O Ou

Гц

0,73

1,71 l,l4

1,.78 l,l2

0,97

0,83

2,!8

1,18

1,78 1„14

2,45 1,18

0,70

1,38 1,49, !

0,69

Составитель А. Абросимов

Редактор !!.Гунько Техред М.Дидык Корректор H,Âàñèëüåâà

Заказ 6043/27 Тираж 622 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1,43 1,46

1,34 1,37

1,39 1,51

l,2б 1,53

Оф77 3р 16 Оэ 14

0,69 3,25 0,09

0,51 3,70 0,16

0,59 3,59 0,11

О,бб 3,38 0 19

0,55 0,23

0,49 0,24

0 53 0,15

0,49 0,24

0,56 0,13