Способ контроля технологических параметров электролизера

Способ контроля технологических параметров электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Респубттнк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (22) Заявлено 23. 06. 81 (21) 3327463/22-02

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (53)м. Кл.

Гасударственный камптет

СССР с присоединением заявки № (23) Приоритет

С 25 С 3/20 (53) УДК 621 357 °

° 13 (088. 8-) по делам иаебретений и открытий

Опубликовано 30. l2.82. Бюллетень №48

Дата опубликования описания 30.12.82 .1

3 7

А. И. Громыко, ...,,; .-, "" . /

У. --- -".;

Красноярский политехнический институт (72) Автор изобретения (71) Заявитель

I (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАИЕТРОВ

ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

Изобретение относится к промышленному производству алюминия электролизом криолит-глиноземных распла вов, а более конкретно — к контролю электрохимических параметров межполюсного промежутка алюминиевого электролизера, и может быть использовано при оценке технологических нарушений процесса электролиза.

Известен способ контроля техноло10 гического состояния алюминиевого электролизера, основанный на измерении амплитуды колебаний межполюсного напряжения электролизера, пс величине которой судят о характере тех- нологического нарушения, например о наличии прямого контакта между расплавом алюминия и анодом, о наличии ,конусов на подошве анода и др. (1) .

zo

Основным недостатком способов, ос- . нованных на анализе флуктуаций межполюсного напряжения электролизера является низкая точность, обуслоленная, во-первых, фильтрующим действием емкости межполюсного напряжения электролизера, в результате чего флуктуации с частотами выше

3-5 Гц, за исключением гармоник питающей сети, имеют низкий уровень .амплитуд, кроме того, очень сильно сказываются флуктуации соседних электролизеров. Поэтому вероятность обнаружения технологических нарушений с помощью способов и устройств, основанных на анализе параметров флуктуаций межполюсного нап ряжения, не превышает 70-80 т, от общего количества нарушений.

Наиболее близким к предлагаемому . является способ контроля состояния межполюсного промежутка электролизера, включающий измерение параметров ЭДС пульсаций, снимаемых с индукционного датчйка, усиление и разделение положительных и отрицательных импульсов на ряд уровней, по па157

1О

Зо

40

3 985 раметрам которых судят о технологиче.ском состоянии межполюсного промежутка электролизера j2J .

В этом способе исключено влияние

Флуктуаций соседних ванн, но часть спектра флуктуаций теряется из-за дифференцирующего действия индукционной рамки. Спектральная плотность распределения флуктуаций, снимаемых с индукционной рамки, имеет достаточно высокий уровень амплитуд и не подвержена влиянию соседних ванн, Однако часть технологических нарушений характеризуется параметрами флуктуаций в диапазоне 0,1-.1,0 Гц, которые практически отсутствуют в

ЭДС, снимаемой с индукционного датчикаа, Это снижает вероятность обнаружения некоторых технологических нарушений данным способом.

Цель изобретения - повышение точности контроля технологи ческих нарушений.

Указанная цель достигается тем, что флуктуации межполюсного напряжения измеряют одновременно с флуктуациями электродвижущей силы индукционного датчика и по параметрам суммарного напряжения флуктуаций определяют вид технологического нарушения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 спектральные характеристики измеряемых величин.

Устройство,. с помощью которого осуществляют предлагаемый способ, включает анод 1 и катод 2 алюминиевого зле кт роли зер а, стал ьной кожух

3 катода, индукционный датчик 4 ка-, толную шину 5, анодную шину 6, гальванический разделитель 7, линию 8, связи с системой ACY ТП типа "Злект" ролиз" или "Алюминий-3А" и систему

АСУ ТП.

Индукционный датчик 4 охватывает борт катодного кожуха или допол-. нительную стальную полосу жесткости тор ц а катодного кожуха и соеди няе тся одним концом с катодной шиной 5, а вторым подключается к входной клемме гальванического разделителя 7 вторая входная клемма котоФ рого соединяется с анодной шиной 6, а-выход гальванического разделйтеля связан двухпроводной линией с системой 9 АСУ ТП.

Флуктуации горизонтальной составляющей магнитного поля электролизера наводят в индукционном датчике

4 ЭДС. Флуктуации ЭДС поступают на гальванический разделитель 7 одновременно с флуктуациями межполюсного напряжения, что достигается последовательным соединением источников флуктуаций к входу гальванического разделителя. Низкое сопротивление индукционного датчика не оказывает влияния на амплитуды гармоник флуктуаций межполюсного напряжения в диапазоне 0,1-5,0 Гц. В то же время низкое сопротивление межполюсного промежутка не снижает амплитуды флуктуаций ЭДС индукционного датчика.

В результате спектр флуКтуаций расширяется (Фиг. 2 в), что дает возможность существенно расширить перечень контролируемых параметров за счет анализа полного спектра флуктуаций в диапазоне 0-30 Гц.

Так, путем вычисления характерной частоты магнитных шумов в диапазоне 3-8 Гц можно определять время наступления анодного эффекта. Вычисление характерной частоты производят путем определения спектральной плотности распределения суммарных флуктуаций электролизера в указанном диапазоне.

Ряд информационных параметров дает автокорреляционная функция флуктуаций, по характеру которой можно определить такие параметры, как волны на поверхности металла, поперечные колебания всей -массы металла, интенсивность газовыделения, "го» рячий ход" электролизера.

Флуктуирующее токораспределение в межполюсном промежутке создает в, расплаве магнитогидродинамические и газодинамические силы, вызывающие смещение расплава и образование волн на его поверхности . Характерные частоты колебаний массы расплава

Рр= 0,1-0,5 Гц, а поверхности расплава F>=- 0,4-1,2 Гц. Частота колебаний Г зависит от массы расплава, сечения стенки настылй и степени деформации подины. Частоты колебаний поверхности расплава Х0 зависят от высоты и ширины линзы расплава.

Учитывая, что ширина линзы расплава изменяется Hà ti за сутки, и производя измерения Гр и Г1, можно

9851 контролировать уровень расплава, массу и степень деформации подины.

Для контроля указанных параметров необходимо вычислять спектральные и дисперсионные характеристики суммарных флу кту аци и эле ктроли зера.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность известных способов контроля технологических параметров электролизеров, I0 основанных на анализе флуктуаций межполюсного напряжения электролизера и

ЭДС индукционных датчиков, устанавливаемых на электролизных ваннах, а также повысить точность контроля техно IS логических параметров как за счет расширения спектра контролируемых флуктуаций, так и за счет снижения влияния шумов соседних ванн, кроме того, дает возможность раСширить 20 перечень одновременно контролируемых .параметров например, индукционный датчик, установленный для анализа флуктуаций ЭДС, можно одновременно использовать для снятия переходной 25

ЭДС при электромагнитном опособе контроля массы незавершенного производства и температуры электролита).

Эффективность предпагаемого способа контроля технологических пара- 30 метров электролизера состоит в том, что повышается точность контроля и прогнозирования технологических нарушений за счет передачи на измери57 6 тельное .устройство ACY ТП всего информационного спектра электромагнитных флуктуаций, при этом сокращается расход кабельных линий связи, поскольку рабочее напряжение, флуктуации межполюсного напряжения и флуктуации ЭДС индукционных датчиков передаются по одной и той же линии связи.

1 формула изобретения

Способ контроля технологических параметров электролизера с жидким катодом, например алюминиевого, включающий измерение параметров флуктуаций,электродвижущих сил индукционного датчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ" ности контроля технологических нарушений, измеряют флуктуации межполюс" ного напряжения одновременно с фпуктуациями электродвижущей силы индукционного датчика и по параметрам сум марного напряжения флуктуаций"определяют вид технологического нарушения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

8 387030, кл. C 25 C 3/20, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР и 717156, кл. С 25 С 3/20, 1977, 985157

Составитель Г. Демин

Техред Д.Бабинец,, Корректор Г, Orap

Редактор Н. Безродная

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

Заказ 10094/37 Тираж 686 Подпи снов ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,,и открытий

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