Способ контроля технологических параметров электролизера

Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублни КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К А 8 1) Дополиител 2)Заявлено 2 е к авт. сеид-ву(23) Приоритет Гааударстееней каметет СССРбли а 2) Автор изобретения омык асноярский политехнический институт) Заявитель 54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАИЕТРО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 5 я ин- азь щ па Изобретение относится к промышленному производству алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов, а более конкретно - к контролю электрохимических параметров межполюсного промежутка алюминиевого электролизера, и может быть использовано при оценке технологических нарушений процесса электролиза.Известен способ контроля технологического состояния алюминиевого электролизера, основанный на измерении амплитуды колебаний межполюсного напряжения электролизера, пс ве-. личине которой судят о характере технологического нарушения, например о наличии прямого контакта между расплавом алюминия и анодом, о наличии ,конусов на подошве анода и др.2Основным недостатком способов, ое-. нованных на анализе флуктуаций межполюсного напряжения электролизера является низкая точность, обуслодленная, 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 сказывается флуктуации соседних электролизеров. Поэтому вероятность обнаружения технологических нарушений с помощью способов и устройств, основанных на анализе параметров флуктуаций межполюсного нап" ряжения, не превышает 70-804 от обще- ч го количества нарушении,Наиболее близким к предлагаемявляется способ контроля состоянмежполюсного промежутка электролизера, включающий измерение параметров ЭДС пульсаций, снимаемыхдукционного датчйка усиление иделение положительных и отрицателных импульсов на ряд уровней, по3 985раметрам которых судят о технологиче.ском состоянии межполюсного промежутка электролизера 121 .В этом способе исключено влияниефлуктуаций соседних ванн, но частьспектра флуктуаций теряется из-задифференцирующего действия индукционной рамки. Спектральная плотность распределения флуктуаций, снимаемых с индукционной рамки, имеетдостаточно высокий уровень амплитуди не подвержена влиянию соседнихванн, Однако часть технологическихнарушений характеризуется параметрами Флуктуаций в диапазоне 0,1-1,0 Гц,которые практически отсутствуют вЭДС, снимаемой с индукционного датчикаа, Это снижает вероятность обнаружения некоторых технологическихнарушений данным способом,Цель изобретения - повышение точности контроля технологических 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,2спектральные характеристики измеряемых величин,Устройство,. с помощью которогоосуществляют предлагаемый способ,включает анод 1 и катод 2 алюминиевого электролизера, стальной кожух3 катода, индукционный датчик 4, ка-.тодную шину 5, анодную шину б, гальванический разделитель 7, линию 8,связи с системой АСУ ТП типа "Злект"ролиз" или "АлюминийА" и систему9 АСУ ТП.Индукционный датчик 4 охватываетборт катодного кожуха или допол-.нительнуюстальную полосу жесткоститорца катодного кожуха и соединяется одним концом с катодной шиной 5,а вторым подключается к входнойклемме гальванического разделителя 7 вторая входная клемма которого соединяется с анодной шиной б,а-выход гальванического разделйтелясвязан двухпроводной линией с системой 9 АСУ ТП.157 1 О пазоне 0,1-5,0 Гц. В то же время низ кое сопротивление межполюсного промежутка не снижает амплитуды флук 40 20 25 Зо 55 45 50 55 Флуктуации горизонтальной составляющей магнитного поля электролизера наводят в индукционном датчике 4 ЭДС. Флуктуации ЭДС поступают нагальванический разделитель 7 одновременно с флуктуациями межполюсного напряжения, что достигается последовательным соединением источниковфлуктуаций к входу гальванического разделителя. Низкое сопротивлениеиндукционного датчика не оказываетвлияния на амплитуды гармоник флуктуаций межполюсного напряжения в диатуаций 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, попереч" ные 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 расплаваа поверхности расп лава 0= 0,4-1,2 Гц, Частота колебаний Р зависит от массы расплава сечения стенки настылй и степени деформации подины, Частоты колебаний поверхности расплава Х 0 зависят от высоты и ширины линзы расплава,Учитывая, что ширина линзы расплава изменяется на 1 за сутки , и производя измерения ГР и Рп, можно9851контролировать уровень расплава, массу и степень деформации подины,Для контроля указанных параметров необходимо вычислять спектральные и дисперсионные характеристики сум марных флуктуаций электролизера,Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность известных способов контроля технологических параметров электролизеров, 10 основанных на анализе флуктуаций межполюсного напряжения электролизера и ЭДС индукционных датчиков, устанавливаемых на электролизных ваннах, а также повысить точность контроля техно-. 15 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- зв метров электролизера состоит в том, что повышается точность контроля и прогнозирования технологических нарушений за счет передачи на измери 57 6тельное, устройство АСУ ТП всего информационного спектра электромаг" нитных флуктуаций, при этом сокращается расход кабельных линий связи, поскольку рабочее напряжение, Флук-. туации межполюсного напряжения и флуктуации ЭДС индукционных датчиков передаются по одной и той же линии свяФормула изобретенияСпособ 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 точности контроля технологических нарушений, измеряют Флуктуации межполюс" ного напряжения одновременно с флуктуациями электродвижущей силы индукционного датчика и по параметрам сумф марного напряжения флуктуаций"определяют вид технологического нарушения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР М 387030 1 кл . С 25 С 3/201 1970 . 2. Авторское свидетельство СССР й 717156, кл. С 25 С 3/20) 1977.985157 Сост авителРедактор Н, Безродная Техред А.Ба Тираж 686 нного комитета СССР етений,и открытий35, Раувская наб д акаэ 1009В 4/37НИИПИ Государствпо делам изоб13035, Москва, Ж дпис иал ППП "Патент", г Ужгород, ул ная,7 Х 0