Способ управления работой алюминиевого электролизера

Способ управления работой алюминиевого электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (i>979529 (6t ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 09.03.81 (21) 3258303/22-02 с присоединением заявки М (23) П риоритет— (51)M. Кл.

С 25 С 3/20

ВауАарспкааый канитат

СССР в аалам азааратанкй я открытий

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07,12.82 (5З) УДК Ь21,3Ы..1 (088.8) И. С. Качановская, Л. В. Лебедева, М. П. Хацкель, С. С. Котова

P. В. Свобода, В. И. Заливной, O . К. Тепляков и О. С; Хромовских "" (72)" Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский н проектный институт алюминиевой, магниевой н электродной промышленйости. (7 t ) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ АЛ10МИНИЕВОГО

ЗЛ ЕКТРОЛ ИЗ ЕРА

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия.

Одним иэ основных условий, обеспечивающих высокие технико-экономические показатели при электролизе алюминия, является ведение процесса при оптимальном междуполюсном расстоянии. При междуполюсном расстоянии ниже оптимального снижается выход на току, сокращается рабочее пространство электролизера, увеличивается вероятность возникновфння технологического нарушения, известного из практики под названием "зажатие между полюсного расстояния". При междуполюсном расстоянии выше оптимального имеет место излишний расход электроэнергии.

Кроме того, при наличии на подошве анода неровностей, не контактирующих с катодом (выступов с более высокой плотностью тока, чем на впадинах), ухудшаются условия их самоликвидации, что приводит впоследствии к ухудшению работы электролизепа.

Известен способ определения междуполюсного расстояния в алюминиевом электролизере путем ввода под анод цилиндрического стального стержня, плотно прижатого к подошве анода и погруженного нижним концом в слой катодного алюминия. Благодаря растворению стали в жидком алюминии и образованию конуса в той части стержня, где он оплескнвается волнами катодного металла, способ позволяет оценить высоту волн и междуполюсное расстояние (11.

Основными недостатками способа являются его трудоемкость, низкая оперативность, невозможность автоматизации.

Наиболее близким к изобретению явля ется способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия.

Способ предполагает измерение пульсаций рабо

20 чего, напряжения, использование регистратора низкочастотных колебаний электрического на-. пряжения н электронно-вычислительной машины, входя1деи в структуру автоматизирован979529 ной системы управления процессом электролиза (21

l I ли" аткч очос<>ба — ог1>анн t..нн<>си информации, отсутствие данных для оденки величины междуполюсного расстояния и невозможность использования этого важного параметра для управления лроцсссом.

Цель изобретения — .предупреждение нарушений технологического режима. ь

Укаэанная цель достигается тем, что лро- Ip изводят измерение пульсаций рабочего напряжения, производят, по меньшей мере, два последовательных изменения междуполюсного расстояния, при каждом иэ них измеряют частоту пульсаций рабочего напряжения, оценивают знак ес приращения и после изменения зинка определяют рабочее значение ме>кдуполюсно! 0 1>асстояния по формуле

П

1, =I> +Е::аР„, 20

0= О- 11 гле l„-- эпачелие межпуполюсного расстояния, лри котором изменяется знак приращения частоты пульсаций рабочего напряжения, см; 25

Л1 — величина i-ro изменения междуполюсцого расстояния с учетом его знака, см; п -- шсло последовательных изменений междулолюсного расстояния до пере 3р мены знака приращения частоты пуль саций. 5

Способ позволяет с помощью определения и рсгулироввния междуполюсного расстояния вести процесс электролиза беэ технологических нарущсний и, как следствие, с более высоким выходом ло току. Использование предложенного способа дает возможность автоматизировать процесс.

1h чертеже представлен график зависимости частоты пульсаций от величины междуиолюсного расстояния.

Как видно иэ графика, кривая изменения частоты пульсаций с изменением междуполюсного расстояния при значении его, равном 1„

45 проходит через минимум, Его положение отно;сительно оси ординат не зависит от формы

1подошвы анода. В соответствии с характером зависимости при L ) Ie (правая ветвь кривой) знак приращения частоты пульсаций сос

50 впадает со знаком изменения междупслюсного расстояния, а при 1 (Ie (левая ветвь кривой), наоборот, знак приращения частоты пульсаций противоположен знаку изменения междуполюсного расстояния, Сумма последовательных ступенчатых изменений междуполюс ного расстояния . 1; до достижения Ie, когда знак приращения частоты пульсаций изменяется иа обратный, составляет разницу

4 между исходной (рабочей) величиной междуполюсного расстояния L и его значением 10. ,Г1чя полупромьилленного электролиэера на силу тока 6 кА 10 = 11,3 см, а для промышлешгого электролиэера на силу тока 150—

160 кА 1о по данным таблицы равно 5,1 см, Иэ таблицы видно, что знак приращения частоты пульсаций совпадает со знаком изменения меж ъполюсного расстояния преимущественно при значениях L ) 5,1 см. При

L < 5,1 см знак приращения частоты противоположен знаку изменения междуполюсного расстояния. Таким образом, качественный переход с переменой знака приращения частоты происходит на электролиэерах на силу тока

150 — 160 кА при L = 1о = 5,1 см.

В таблице приведена зависимость знака при ращения частоты пульсаций рабочсго напряжения от величины междуполюсного расстояния и знака его изменения.

Совпадение знаков приращения междуполюсного расстояния и частоты при первом изменении междуполюсного расстояния означает, что для достижения lo междуполюсное расстояние надо снижать, и наоборот, Способ осуществляется следующим образом.

С помощью регистратора низкочастотных пульсаций электрического напряжения, подключенного на определенное время к участку анод- катод контролируемого электролиэера, регистрируют частоту пульсаций при исходном (рабочем) значении междулолюсного расстояния; затем перемещая анод, производят не менее двух последовательных ступенчатых изменений междуполюсного расстояния в сторону увеличения или уменьшения на 2 — 10%, На каждой ступени длительностью 10 — 30 мин измеряют частоту пульсаций, сравнивают ее значение с полученным на предыдущей ступени и определяют знак приращения частоты.

Междуполюсное расстояние продолжают ступенчато изменять до тех пор, пока знак приращения частоты не изменится на обратный.

Величину изменения междуполюсного расстояния (Л11), при переходе с одной ступени на другую определяют по времени отработки механизма перемешения анода с учетом егоскорости. Суммируют значения всех и изменений междуполюсного расстояния, при которых знак приращения частоты пульсаций остается постоянным, и получают значение г:Л11, ко1=1 торбе затем вычитают с учетом знака от значения 1о

Операция изменения междуполюсного расстояния является пробной и выполняется в период контроля работы электролизера.

После того, как все операции пробных изменений междуполюсного расстояния, необходимые для осуществления предложенного спо

9795

Междуполюсное рассто

L, см

5,8-5,9

1. ) 5,1 см

В 90 — 95% случаев знак приращения частоты совпадает со знаком изменения междуполюсного расстояния

5,6 — 5,8

5,7-5,8

91

5,5-5,6

5,5-5,6

5,4-5,5

5,4-5,6

93

5,3-5,4

5,3-5,4

88

5,2-5,3

5,2-5,3

5,1-5,2

+10

5,0 — 5,1

4,9-5,2

4,9 — 5,0

-9

4,8-5,0

10

4,7-4,8

13

S соба, закончены, на электролизере снова устанавливают первоначальное (рабочее) значение межпуполюсного расстояния или корректируют его для значения, заданного технологическим режимом. 5

Автоматический контроль междуполюсного расстояния может быть реализован с помощью электронно-вычислительной машины, входящей в структуру автоматизированной системы управления процессом электролиза, которая помимо регистратора низкочастотных пульсаций

29 d электрического напряженит включает систему автоматического перемещения анода типа

"Алюминий" и производит контроль и управление процессом по заданной программе, Способ позволяет организовать регуляргый автоматический контроль (по меньшей мере, один раз в сутки) величины междуполюсного расстояния на электролизерах корпуса, что обеспечивает более стабильную работу электролизера. Экономический эффект составляет

1,5 млн. р.

L (5,1 см

В 85 — 90% случаях знак приращения частоты не совпадает со знаком изменения междуполюсного расстояния

979529

Продолжение таблицы

I

4,7-4,8

4,5-4,6

4,5-4,7

13

4,3-4,4

10

4,2-4,3

4,1-4,3

-10

+8

4,1 42

Формула изобретения

Способ управления работой алюминиевого злсктролизера, включающий автоматическое измерение пульсаций рабочего напряжения и использование их для управления процесcQM,îòëè÷àющийсятем,что, И с целью предупреждения нарушений технологического режима, производят по меныпей мере два последовательных изменения междуполюсного расстояния, при каждом из них измеряют частоту пульсаций рабочего напряжения,. З» оценивают знак ее приращения и после изменения знака определяют рабочее значение междуполюсного расстояния по формуле.

h C,=Е, M дЕ,, 1 3S где 1е — значение междуполюсного расстояния, при котором изменяется знак приращения частоты пульсаций рабочего напряжения, см;

Ы; — величина i-ro изменения междуполюсного расстояния с учетом его знака, см; п — число последовательных изменений междуполюсного расстояния до перемены знака приращения частоты пульсации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 771195, кл. С 25 С 3/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР М 605867, кл. С 25 С 3/20, 1975.

979529

Меж3упалюсиое расстояние, сн

Составитель Г. Демин

Редактор Т. Парфенова Техред M.Hàëü

Корректор М. Демчик

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9287/10 Тираж 686

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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