Способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия

ОПИСАНЙЕИЗОБРЕТЕИИЯК АВТОРСКОИХ СВЙДЕТЮЛЬСТВУ и 3002430 Союз СвветскмхСоцмаактическихРеспублик(22) Заявлено 04,09;81(21) 3374181/22-02 рд ае з с присоединением заявки Йо С 25 С 3/20 Государствеииый комитет.СССР по делам изобретеии 6 и открытийДата опубликования описания 070383 В,В,Жигалев, В.Ф.Виноградов, И.Н.Сухансви Р.А.МитрофановВсесоюзный ордена Октябрьской РебрЮции. научцо,исследовательский и проектный инс)титуталюминиевой,магниевой и электродной промышлейноатй.,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ НОДООПЩ АНОДА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛККИНИЯ Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитичвским сйособом.Известно, что в результате значительного скопления пены, кусков.угля, глиноземных осадков на подине на нижней плоскости анодного массива (подошве) образуются неровности конусообразной формы, Образование последних приводит к нарушению технологического режима, которое, как правило, выражается в местном перегреве айодов, электролита и, таким образом, снижает технико-экономические показателей работы электролиэеров.Обнаружение неровностей в между,:,юлюсном зазоре затруднено и зачас тую возможно уже после развития горячего хода электролизера. Ликвидация данного нарушения требует больших трудозатрат, а операции по их устранению выполняют при значитель.ныхвыделениях тепла и вредных фторводородных соединенийИзвестен способ прекращения анодных эффектов на электролизере опусканием анодного массива таким абра зом, чтобы междуполюснов расстояние,(ИПР) составляло более 30 от рабочего и дальнейшего питания электролизера глиноземом до восстановленияоптимальной концентрации (1). Снижение междуполюсного расстояния требует увеличения глубины шихты, что влечет за собой дополнительные затраты.Значительные перемещения анода в оп-ределенной степени дестабилизируюттехнологический режим агрегата.Известен способ обнаружения неправильно установленного анода э алюми"ниввом злектролизере, обнаружения ано.да, находящегося в начальной стадиизамыкания или замкнувшегося на .катодный металл, который определяется исходя из изменения.площади контактаанод-электролит в результате образования н отделения газовых пузырькованода 2. Изменение площади контакта вызывает колебания анодного токас частотой, зависящей от выделениягаза на аноде, Измененную величину,представляющую количестэЬ синусоид";.25 дальных колебаний анодного тока эаданный период времени, сравнивают сзаданной величиной, представляющейколичество колебаний, обусловленныхвыделением газа на правильно уставов 30 денном аноде или аноде без кону 1002410сов и, если измеренная величинаменьше заданной, пбсылается сигнал,указывающий на короткое замыкание,Заданная величина устанавливаетсяна основании среднего анодного .тока,Основным недостатком этого способа обнаружения неправильно установ"ленных анодов.или наличия неровностей на подошве анода является егосложное аппаратурное оснащение,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ контроля состояния подошвы анода электролизера для поциения алюминия, сопро-вождающийся анодными эффектами, в ко тором фиксируют напряжение анодныхэффектов и температуру электролита ипо их отклонению от оптимальных величин и амплитудам и частоте колебанийрабочих напряжений .судят о расположе нии и характере неровностей.Недостатком известного способа является сложное аппаратурное оформление схемы контроля 31.Целью изобретения является повыение технико-экономических показатеей алюминиевых электролизеров иулучшение условий труда за счет сокращения сроков обнаружения и ликвидации неровностей на нижней плоскостианодного массива.Указанная цель достигается тем,что используют способ контроля сос"тояния подошвы анода электролизерадля получения алюминия, в которомпри вертикальном перемещении анодного массива для ликвидации анодногоэффекта анодны 1 массив опускают,уменьшая междуполюсное расстояние(МПР) до величины, составляющей 2030 от номинального значения, и по 40дальнейшему самопроизвольному снижению напряжения в течение 1-15 с судят об отсутствии нарушений на подошве анода электролизера.Уменьшение МПР на величину, меньшую 20 от номинального, нецелесообразно, так как в этом случае возникает значительное количество повторных анодных эффектов, Уменьшение МПРна величину, большую 30,также нецеле.сообразно,ибо при уменьшении его наданную величину анодный эффект прерывается.Кроме того, уменьшение МПР навеличину большую 30, приводит кбольшей дестабилизации энергетического режима электролизера и требуетопределенного резерва шахты ванны повысоте,Самопроизвольное снижение напряже"ния имеет интервал 1-15 сВремя,меньшее 1 с трудно регистрируетсяв практике из-за инерционности прибо"ров, а верхний предел времени определяется длительностью происходящего. явления, 65 Предлагаемый способ контроля состояния подошвы анода алюминиевыхэлектролизеров позволит стабилизировать технологический режим их работы,улучшить условия труда обслуживающегоперсонала и повысить технико"экономи"ческие показатели,Способ контроля состояния подошвыанода алюминиевых электролизеров осуществляется следующим образом,При возникновении анодного эффектана электролизере анодный массив опускают до уменьшения междуполюсного расстояния на величину до 20-30 от номинальной величины последнего. Как правило это соответствует напряжению наэлектролизере 3,0-3,2 В. Обычно анодный эффект при этом устраняется. Затем напряжение на агрегате в тече"ние 1-15 с плавно самопроизвольноснижается и устанавливается на уровне 1,5-2,0 В до подъема анодов. Дляэлектролизеров, на которых существуют конуса, установившееся послегашения анодного эффекта напряжениепродолжает оставаться стабильным идальнейшего его спада не наблюдается,Происходящим явлениям на электроде электролизера можно дать следующее объяснение - при опускании анодного массива для гашения анодного эффекта междуполюсное расстояние уменьшают на величину до 20-30 от номинального. В период перемещения анодаон еще пассивирован вследствие замедленности разложения соединений типаСО. Но спустя уже 10-15 с послеокончания опускания анодного массива наступает депассивация электродаи поэтому напряжение самопроизвольноснижается до величины 2,0"1,5 В иостается на этом уровне до подъемаанода,В том случае, когда на подошвеанода имеется конус, явление депассивации ужене играет той роли,как было в предыдущем случае, Приуменьшении междуполюсного расстоянияна величину 20-30 от номинальногои наличии конуса, величйна которогосоизмерима с этой величиной междуполюсного расстояния, происходит практически короткое замыкание за счетэлектронной проводимости через неров"ность на подошве анода. Поэтому вданном случае не происходит самопроизвольного скачка снижения падениянапряжения на аноде.Способ был опробован на Волховском алюминиевом заводе в 1981 г.Ликвидация анодных эффектов выполнялась в. двух режимах; с выкручиванием анода и без выкручивания.анода. Испытания обоих режимов показалицелесообразность применения данногоспособа, так как в этом случае анодный эффект повторился только на 2225 электролиэеров. Прерывание анод1002410 Формула изобретения Составитель А.Костин Редактор Н,Коляда Техред Е,Харитончик КорректорО.БилакЗаказ 1734/11 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ных эффектов проводилось без специ-альной подачи глинозема в электролит. Проведенные дополнительные ис,пытания с подпиткой глинозема показали, что количество повторных анодных эффектов практически не наблюдаетсяНа большинстве электролизеров после опускания анодов фвспышка гасла, при этом номинальное ИПР, равное 4,5-5,0 см, уменьшали на величину от 20 до 30, что соответствовало установлению напряжения на электролиэере 3,0-3,2 В. Затем в течение 1-15 с напряжение плавно самопроизвольно снижалось до 2,0-1,5 В и ос ,танавливалось на этом значении до .;подъема анодов. Однако на некоторых электролиэерах напряжение после анод. ного эффекта снижалось только до величины 3,0-3,4 В, дальнейшего спада 20 напряжения не наблюдалось и оно продолжалр .стабильно оставаться на этом уровне до подъема анодов.После тщательного обследования удалось установить следующее: электроли веры, у которых не наблюдается спада напряжения после ликвидации анодных эффектов имеют нарушения состояния подошвы. Электролизеры с подобным поведением напряжения при вскрытии характеризовались наличием на подошве конусов, причем высота их была небольшой - 2-3 см, т.е, они только начинали зарождаться и не перекрывали еще полностью ИПР.Таким образом, опускание анодного массива до уменьшения междуполюсного расстояния на величину до 20-30 от номинальной величины позволяет эффективно прерывать анодные эффекты, при этом опускание анодов может быть использовано также с целью своевременного выявления ффконусовф на нижней поверхности анода, предупреждения их роста и последствий, ведущих к фгорячему ходу электролиэеров, а в конечном счете - к снижению техникоэкономических показателей работы.Ожидаемый экономический эффект 28,8 тыс.руб. на корпус электролиза. Способ контроля состояния: подошвыанода электролизера для полученияалюминия, включающий измерение напряжения при вертикальном перемещениианодного массива для ликвидации анодного эффекта, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью сокращения сроков контроля, анодный массив опускают с уменьшением междуполюсного расстояния до величины, составляющей20-30 от номинального значения, ипо дальнейшему самопроизвольному сни"жению напряжения в течение 1-15 ссудят об отсутствии нарушений на подошве анода электролизера,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США в 3539461,кл, 204-67,1977.2. Заявка Великобритании 9 1476625,кл. С 7 В, опублик. 1977,3, Авторское свидетельство СССРР 605867, кл. С 25 С 3/20, 1975,