Способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия

ОПИСАНИЕ ЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Соцналнстнческн к Республнк1 Тг АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ МФ ),Нм18 ю ) ,"ту 6) Дополнительное к авт. свнд-ву Заявлено 08.08.75 (21) 2161491/22-02 5) М. Кл. С 25 С 3/20 с присоединением заявки РЙ(45) Дата опубликования описания 18,0478 веиаретввааыб аваатв Овввтв Маааетрвв 666 ав ааааа азвбрвтваааа втарытаб 669,713,7.(088.8) 2) 7 вторы И.С, Качановская, Л.В. Лебедева, С.Э. Гефтер, В.Т. Беспалов, изобретения н,т, золотарева и А.Б. Гуревич Всесоюзный научно-исследовательский и проектный инстиалюминиевой, магниевой и электродной промышленности(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПОДОШВЫ АНО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ лектроли иэ распа соверя эапо же- ри 1 еКав Изобретение относится к з тическому получению алюминия лавленных сред и направлено н шенствование способов кснтрол Р цессом. 5Известен способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия по амплитуде и частоте колебаний рабочего напряжения с получением данных для регулирования процесса электролиза, сопровождающегося анод- ными эффектами. По этому способу возможен контРоль теплового режима алюминиевого электролизера по температуре электролита в зависимости от частоты 15 колебаний рабочего напряжения в диапазоне 0,5-2,0 геРц 11.Однако полученная таким способом информация о состоянии подошвы анода недостаточно надежна. На неровности ано да, не контактирующие с металлом, эта инФормация не распространяется.Дефекты анода обнаруживаются на крайней стадии расстройства технологии, когда выступы анода имеют непосредст венный контакт с катодом. Отсутствие данных о наличии выступов подошвы анода на более ранней стадии их образования не позволяет, изменяя положение анода, предотвратить их развитие в конуса или шишки, замыкающие на металл. Кроме того, обнаружив замыкание, невозможно определить место его расположения в плане анода. С этой целью анод прощупывают по всей подошве, что требует дополнительных затрат тяжелого ручного труда.Целью изобретения является расширение информации о состоянии подошвы анода, повышение точности и оперативности контроля,Для этого предлагается способ, покоторому дополнительно фиксируют напряжение анодных эффектов и температуру электролита и при напряжении анодных эффектов ниже оптимального для данного типа электролизеров определяют расположение и характер неровностей на подошве анода по соотношению между амплитудой колебаний рабочего напря ния 1-100 мв и частотой 0,5-4 Гц, п веденной к постоянной температуре з тролита.Напряжение анодных эффектов в зависимости от условий электролиза находится в пределах 10-80 В, Выбор оптимальных значений зависит от типа электролиэера и для электролизера с верхним токоподводом на 160 нА последние сос - т ляют 35-45 В.605867 Колебаиия рабочего напряжения на злектролиэерах Спрн различном состоянии подошвы анода4 1,85 7 1,41 1,68 2,2 9 1,9 9 2,5 10 1,83 11 1,65 46 6 1,75 6 1,46 1,68 1,51 44 5 1,73 4 1,70 6 1,65 7 1,6 1,43 1,56 1,42 41 1,44 1,5 1,49 51 1,46 1,5 10 1,57 64 1,4 1,56 10 1,55 70 7 1,69 1,5 1,67 1,44 1,3 8 1,556 1,65 1,8 1,61 1, 55. 37 1,44 14 1,63 1,48 60 1,43 1,55 10 2,71 19 1,83 15 1,76 121,83 11 1,52 63 1,44 3 1,7 1,61 1,57 56 1,74 1,68 12 1,70 84 1,5 16 1,46 35 Предложение основано на результатах исследований, выполненных на электролизере полупромышленного типа, о влиянии газовыделения из-под анода,. неровностей:его подошвы, плотности тока, температуры и состава электролита . на колебания рабочего напряжения.Сущность явлений, протекающих гри наличии неровностей на подошве анода, состоит в том, что плотность тока на выступах больше, чем на впадинах,Усиленное газообразование на выступах увеличивает колебания сопротивления междуполюсного зазора и рабочего напряжения электролнзера. При напряжении анодных эффектов ниже оптимального для данной конструкции электролизера влияние неровностей подошвы на колебания рабочего напряжения становится определяющим. При этом локализация газовыделения в периферийных зонах подошвы анода создает более высокие колебания рабочего напряжения, чем в центральных.Это подтверждается результатами регистрации колебаний рабочего напряжения на электролизерах промышленного типа. Установлено, что в зависимости отконструкции электролизера и характеранеровностей подошвы анода колебаниярабочего напряжения, обусловленныеколебаниями сопротивления междуполюсного зазора под влиянием потока газо"вых пузырьков, находятся в диапазоне0,5-4 гц, 1-100 мВ,Для электролизеров с верхним токоподводом на 160 кА в таблице показанынаиболее часто наблюдаемые значениячастоты и амплитуды колебания рабочего напряжения при глубоких и мелкихнеровностях анода, не контактирующихс катодом,605867 Продолжение таблицы УГц АмВ 4 Гц Амв Гц ДмВ 1 Гм, )мВ МГц АмВ 1, 84. 15 1,73 9 1,71 17 1,75 13 1,6 9 1,63 10 1,62 9 1,84 13 1, 8 5 2 0 Из таблицы видно, что при напряжении анодных эффектов ниже 35 В (оптимальное напряжение анодных эффектов на электролизерах этого типа 35-45 В) мелким неровностям отвечают колебания рабочего напряжения ( 1 ) в .диапазоне 1,2-1,8 Гц, глубоким - 1,5-3,0 Гц. Неровностям, Расположенным по периферии анода, отвечают колебания (А) с 25 амплитудой 8-15 до 30 мВ, по центру 1-8 мВ. Таким образом, определенным значениям диапазона частоты и амплитуды 30 колебаний рабочего напряжения соответствуют определенные изменения характера подошвы анода: 1,2-1,5 гЦ; 1-7 мВ - мелкие неровности в центральных зонах подошвы анода; 1,5-1,8 гц; 1,8 мВ в . глубокие неровности в центральных зонах подошвы анода; 40 1,5-1,8 гц; 8-30 мВ - мелкие неровности в периферийных зонах анода 1,8"3 гц 8-30 мВ -глубокие неровности в периферийных зонах анода, Автоматизированный контроль состояния подошвы анода может быть реализован регистратором низкочастотных колебаний электрического напряжения, пригодного для регистрации колебаний частотой до нескольких герц и амплитудой до нескольких сотен милливольт, а автоматический контроль - например, с помощью электронной вычислительной машины, входящей в структуру автоматизированной системы управления процессом электролиза алюминия путем подключения их на определенное время к участку анод-катод каждого контролируемого электролизера. Выделение диапазона колебаний,частот 0,5-4,0 Гц может быть осуществлено при использовании в качестве регис" тратора низкочастотных колебаний электрического напряжения, например,стандартного самопишущего милливольтметра типа Нпри скорости его лентопротяжного механизма 5400 мм в час, Для смещения зажима на диаграммной ленте используется компенсирующее напряжение от постороннего источника постоянного тока.На чертеже изображена диаграммная лента прибора с регистрацией колебаний рабочего напряжения одного из конттролируемых электролизеров.Ее обработка с целью контроля состояния подошвы анода может быть выполнена непосредственно оператором или с помощью вычислительного устройства.Предложенный способ контроля состояния подошвы анода предусматривает следующий порядок действия.1. Подключение регистратора низкочастотных колебаний электрического напряжения в диапазоне 0,5-4 Гц и 1-100 мВ к участку анод-катод работа" ющего электролизера.Время Т регистрации колебаний рабочего напряжения выбирается предпочти" тельно в пределах от 10 до 20 сек, исходя из требований и оперативности контроля и точности определения средней частоты 1 и средней амплитуды А колебаний рабочего напряжения2. Вычисление средних значений частоты и амплитуды колебаний рабочего напряжения по формулами ЕА1= - и 4=Игдеп - количество периодов колебаний рабочего напряжения электролизера за время регистрации Т, сек.Е я 1 - суммарное значение амплитуды А колебаний рабочего напряжения за время регистрации Т, сек.3. Получение информации о напряжении анодного эффекта (Ю и з ) предшествующего Регистрации колебаний рабочего напряжения и сопоставление вычислительныхРзначений А и 1 при Ю а 1.з." Цолнин,схарактерными для каждой Разновидности неровностей подошвы анода.605867 П р и м е р. На электролизере 973 с верхним токоподводом на 160 кА за 20 сек зарегистрировано 35 периодов колебаний рабочего напряжения с амплитудой от 1 до 20 мВ и интегральным значением ее 350 мВ.Вычисленное значение1- д ,75 гЦ 1 4 ф ъ 10 МЗ.М35020ЭбОценка неровностей. подошвы анода: по периферии анода глубокие неровнос ти, не контактирующие с катодомПрименение предложенного способа позволяет осуществлять оперативный контроль эа состоянием подошвы анода на электролиэерах корпуса, своевремен но принимать меры по ликвидации неровностей подошвы анода и тем самым предотвращать развитие горячего хода,Формула изобретения 1. Заявка 9 1971194/22-1, С 25 С 3/20,1973, по которой принято решение о вы 25даче авторского свидетельства. а4,И ь 420 ставитель Г. Титовахред й.Богдан Коррект Редактор Е ик Е. Па каз 2344/1 11 НИ ИПТираж 738го комитетаизобретенийЖ, Рау ПодписноеСовета Министрови открытийскан наб д, 4/5 Государствен по дела 113035, Москатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал ПП 1 Способ контроля состояния подошвыанода электролиэера для получения алюминия по амплитуде и частсте колебаний рабочего напряжения с получением данных регулирования процессаэлектролиза, сопровождающегося анодными эффектами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения информации,повышения точности и оперативности контроля, дополнительно фиксируютнапряжение анодных эффектов и температуру электролита и при напряжении анодных эффектов ниже оптимального для данного типа электролизеров определяютрасположение и характер неровностей наподошве анода по соотношению междуамплитудой колебаний рабочего напряжения 1-;100 мВ и частотой 0,5-4 Гц, приведенной к постоянной температуре элек-,тролита,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: