Способ автоматического контроля технологических нарушений в работе алюминиевого электролизера

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и 8997 25(51) М. Кл. С 25 С 3/20 Гооударотееииый комитет СССР оо делан изооретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский й институталюминиевой, магниевой и электродной ности.1,и Днепровский алюминиевый завод им. о,.М.Кйбоват(71) Заявите 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИИ В РАБОТЕ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА Изобретение относится к области злектролитического получения алюминия, предназначено для автоматического поиска, обнаружения и определения вида технологических нарушений в работе алюминиевых электролизеров и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическим процессом элек тролиза алюминия. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического контроля технологических нарушений в работе алюминиевого электролизера, включающий измерение среднего значения амплитуды пульсации его рабочего напряжения, сравнение ре" зультатов измерения амплитуды с заданным диапазоном значений, установленным для нормального технологического режима, и сигнализацию о технологическом нарушении в случае отклонения амплитуды от этих значений 11).Недостаток известного способасостоит в недостаточной оперативности автоматического обнаружения 5и сигнализации о технологическихнарушениях.Цель изобретения - повышение оперативности автоматического обнару" 10жения и сигнализации о технологических нарушениях, связанных с неравномерным сгоранием анодного массива.Поставленная цель достигается 15тем, что согласно способу, включаю"щему измерение среднего значенияамплитуды пульсации рабочего напря"жения электролизера, сравнениерезультатов измерения амплитудыс заданным диапазоном значений,установленным для нормального технологического режима, и сигнализацию о технологическом нарушениив случае отклонения амплитуды отэтих значеннйр дополнительно производят перемещение анода вверх,если амплитуда пульсации меньшенижней границы диапазона, и вниз,если амплитуда пульсации больше 5верхней границы диапазона, затемповторно измеряют среднюю амплитудупульсации рабочего напряжения электролиэера, сравнивают полученноезначение с границами диапазона и 1 Овозвращают анод в исходное положение, при этом если после перемещения анода вниз амплитуда пульсацииоказалась меньше верхней границызаданного диапазона, то сигнализируют о нарушении типа подмыканиеанода", а если после перемещенияанода вверх амплитуда пульсацийоказалась больше нижней границы заданного диапазона, то сигнализируют 20о нарушении типа "замыкание анодана металл.Сущность предлагаемого способазаключается в том, что наряду с амплитудой пульсаций рабочего напряжения в качестве источника ин,ормации используется разовое перемещение анодного массива, которое позволяет отличить технологические нарушения, связанные с неравномерностью 56сгорания анода, от других нарушений,связанных с возмущениями энергетического режима электролизера, Признаком таких нарушений является существенное изменение величины амплитуды пульсации относительно границы диапазона значений амплитды,установленных для нормального режи"ма, которое происходит после перемещения анода. Б случае, если отклонение амплитуды от одной из границдиапазона нормальных значений после перемещения не меняет знак, можно делать заключение о том, что тех-,нологическое нарущение энергетического режима, которое возникло наэлектролизере, не связано с неравномерностью сгорания анодного массива. В основу изобретения положены известные явления. Первое из них - значительное увеличение амплитуды пульсаций рабочего напряжения электролизера при возникновении заметных выступов (неровностей) на подошве 55 анода. Объясняется это тем, что поверхность катода в ванне всегда колеблется под действием электромагнитного поля, создаваемого сильнымэлектрическим током, протекающим поошиповке и в ванне электролиэера.Когда выступы на подошве анода достигают соизмеримой с междуполюсиымрасстоянием (4-5 см) величины, топериодически происходит резкоепадение напряжения из-за "замыканий" выступа (выступов) на металл -подмыкание анода" и повышение напряжения при удалении поверхностиметалла от поверхности выступа намаксимальное расстояние. Амплитудатаких колебаний напряжения может достигать значений 300-500 мВ (присреднем значении падения напряжения на электролизере 4,2-4,5 В).Другое явление - значительное снижение по сравнению с нормальнымизначениями амплитуды пульсации рабочего напряжения электролиэера приналичии на подошве анодного массивавыступов, превышающих величину междуполюсного расстояния, При этом выступ погружен в катодный металл, т.е.электроды частично закорочены другот друга, Появление локальной электронной проводимости в рабочем пространстве электролизера приводитк существенным потерям тока, снижению объема выделяемых анодных газови значительному снижению амплитудыпульсаций до 2-6 мВ. Использование этих обеих явлений совместно позволяет отличить их не только друг от друга, но и отостальных технологических нарушенийв работе электролизера. Если в случае, когда амплитуда пульсаций превышает верхнюю границу диапазона нормальных значений, например 100 мВ,переместить анод вниз (для замыкания выступов на подошве анода наме галл), то при наличии "подмыкания анода" амплитуда пульсаций уменьшится до значений ниже О мВ. Если в случае, когда амплитуда пульсаций оказалась ниже нижней границы диапазона нормальных значений,например 12 мВ, переместить анодвверх (для размыкания выступов на подошве анода с металлом), то при наличии "замыкания анода на металл"амплитуда пульсации увеличится дозначения 120-350 мВ,То обстоятельство, что на практике в одну серию объединяются электролиэеры, как правило, одинаковой899 У 4стояния электролизера, которое может быть выполнено автоматическиили оператором системы "Алюминий"без привлечения технологическогоперсонала, что позволяет уменьшитьинтервал времени между обнаружением и ликвидацией укаэанных наруше ий. конструкции, позволяет выбрать величину контрольного перемещенияанодного массива постоянной для всех 0 формула изобретения ного расстояния, или 2-2,5 см. Перенологического состояния каждого элекФилиал ППП "Патент",. г, Ужгород, ул. Проектная, 4 электролизеров. При выборе численных значений нужно учитывать, что величина перемещенине может быть выше значений, приводящих при движении вниз к выдавливанию электролита, а при движении вверх - к разрыву электрической цепи, т,е. должна быть менее половины междуполюс -мещение должно быть существенными для того, чтобы система контроляреагировала на неровности подошвыанодного массива, которые заметноухудшают технологический режим,т,е, те выступы на подошве, высотакоторых превосходит 2-5-3 см. Таким образом величина перемещениянаходится в диапазоне 0,5-1,5 см.По времени перемещения анодногомассива эти величины для различныхконструкций приводов находятся впределах 4-45 с, что свидетельствует о наличии технологического нарушения на электролизере, не связанного с неравномерностью сгорания ано -да. По прошествии 30-60 с послевключения лампы СГна пульте оператора-технолога последний долженсообщать технологическому персоналу о технологическом нарушении, после чего, нажимая кнопку включенияпривода ГЫЫ или КВН и сбрасываниясигнала КСС, он возвращает анод висходное положение, восстанавливаетсхему и передает управление обегающему устройству. Полный цикл работы схемы контроля технологического состояния для одного электролиэера длится 2,5-6,5 мин. Целесообразная дискретность проверки техтролизера необходима не чаще, чем один раз в 6-8 ч.Применение предлагаемого способа контроля работы алюминиевого электролизера обеспечивает автоматическое выделение технологических нарушений, связанных с наличием на подошве анода выступов-"конусов", при этом основным приемом ликвидации неровностей подошвы анода является их выхслгание" путем значительного увеличения междуполюсного расВЯШПИ Заказ 12095/38 Способ автоматического контролятехнологических нарушений в работе5 алюминиевого электролизера, включающий измерение среднего значенияамплитуды пульсации его рабочегонапряжения, сравнение результатовизмерения амплитуды с заданным диа 20 пазоном значений, установленным длянормального технологического режи"ма, и сигнализацию о технологическом нарушении в случае отклоненияамплитуды от этих значений, о т -25 л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения оперативности автоматического обнаружения и сигнализации о технологических нарушениях,.связанных с неравномерным сгорани 36 ем анодного массива, дополнительнопроизводят перемещение анода вверх,если амплитуда пульсаций меньшенижней границы заданного диапазона,к вниз, если амплитуда пульсациибольше верхней границы заданногодиапазона, затем повторно измеряютсреднюю амплитуду пульсаций рабочего напряжения электролиэера, сравнивают полученное значение с границамиЮ. диапазона и возвращают анод в исходное положение, при этом, если послеперемещения анода вниз амплитуда пуль"сации оказалась меньше верхней границы заданного диапазона, то сигнализируют о нарушении типа "подмыкание анода", а если после перемещения анода вверх амплитуда пульсацииоказалась больше нижней границы заданного диапазона, то сигнализируюто нарушении типа "замыкание анодана металл".Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2898648, кл. С 25 С 3/20,26.03.80.Тираж 686