Способ управления работой алюминиевого электролизера

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)3 Й, Кл. С 25 С 3/20 ЬвударспаввЮ каиитет СССР в далем изобретений я аткрыткЯ(72)" Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский н проектный институталюминиевой, магниевой и электродной промышленйости.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ АЛЮМИНИЕВОГО ЗЛ ЕКТРОЛ ИЗ ЕРА Изобретение относится к цветной металлур. гин, в частности к электролитическому получению алюминия. Одним иэ основных условий, обеспечивающих высокие технико. экономические показа. тели при электролизе алюминия, является ведение процесса при оптимальном между- полюсном расстоянии. При междуполюсном расстоянии ниже оптимального снижается выход на току, сокрашается рабочее пространство электролизера, увеличивается вероятность возникновения технологического нарушения, известного из практики под названием "зажатие между полюсного расстояния". При между. полюсном расстоянии выше оптимального име. ет место излишний расход электроэнергии.Кроме того, при наличии на подошве анода неровностей, не контактируюших с катодом (выступов с более высокой плотностью тока, чем на впадинах), ухудшаются условия их самоликвидации, что приводит впоследствии к ухудшению работы электролизеоа. Известен способ определения междуполюсного расстояния в алюминиевом электролизере путем ввода под анод цилиндрического стального стержня, плотно прижатого к подо. шве анода и погруженного нижним концом в слой катодного алюминия, Благодаря растворению стали в жидком алюминии и обра. зованню конуса в той части стержня, где он оплескнвается волнами катодного металла, способ позволяет оценить высоту волн и междуполюсное расстояние 11. Основными недостатками способа являютсяего трудоемкость, низкая оперативность, не.возможность автоматизации. Наиболее близким к изобретению явля.ется способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия.Способ предполагает измерение пульсаций рабо 20чего, напряжения, использование регистратора низкочастотных колебаний электрического напряжения н электронно-вычислительной маши.цы, входяаей в структуру автоматиэирован 979529ной системы управления процессом электролиза 2,11 ти.тат( гчлоиба - ог 1.а 1 ц и тл информации, отсутствие данных для оденки величинь междуполюсного расстояния и невоз.можность использования этого важного пара.метра для управления лроцсссом.Цель изобретения - предупреждение нарушений технологического режима,ьУкаэанная цель достигается тем, что лроизводят измерение пульсаций рабочего напря.жения, производят, по меньшей мере, двапоследовательных изменения междуполюсногорасстояния, при каждом иэ них измеряют частоту пульсаций рабочего напряжения, оценивают знак ес приращения и после изменения;ийка определяют рабочее значение междуполюс 1 оо р;1 сстоя 11 я по формулеи=р +, дЕ,20 гле 1 о - . значение лежцуполосного расстояния,лри котором иэменяетс знак при.ращения частоты пульсаций рабочегонапряжения, см; 25Ы - величина 1-го изменения междупо.люспого рассто 1 ния с учетом егознака, см;п - пкло последовательных изменениймеждулолюсного расстояния до пере. ЗОмены знака приращения частоты пульсаций,оСпособ позволяет с помощью определецяи рс улировцния междуполюсного расстояниявеси процесс электролиза беэ технологическихарущсций и, как следствие, с более высо.ким выходом ло току, Использование предложенного способа дает возможность автоматизировать процесс.На чертеже представлен график зависимости частоты пульсаций от величины междуполюсного расстояния.Как видно иэ графика, кривая изменениячастоты пульсаций с изменением междуполюс.ного расстояния при значении его, равном 145проходит через минимум, Его положение отно,сительно оси ординат не зависит от формыподошвы анода, В соответствии с характеромзависимости при 1.: 1 о (правая ветвь кривой) знак прирацения частоты пульсаций сос50впадает со знаком изменения междупслюсногорасстояния, а при 1. ( 1 о (левая ветвь кривой), наоборот, знак приращения частотыпульсаций противоположен знаку изменениямеждуполюсного расстояния, Сумма паследова.тельных ступенчатых изменений междуполюсного расстояния . 1, до достижения 1 о, когда знак приращения частоты пульсаций изменяется иа обратный, составляет разницу 4между исходной (рабочей) величиной междуполюсного расстояния 1. и его значением 1 о.,Г 1 чя полупромьплленного электролиэера насилу тока 6 кА 1 о = 11,3 см, а для про.мышлен 1 ого электролиэера на силу тока 150 -160 кА 1 по данным таблицы равно 5,1 см,Иэ таблицы видно, что знак приращения час.тоты пульсаций совпадает со знаком изменения лежтуполюсного расстояния преимущест.венно при значениях 1 ) 5,1 см, При1. С 5,1 см знак приращения частоты противопо.ложен знаку изменения междуполюсного расстояния. Таким образом, качественный пере.ход с переменой знака приращения частотыпроисходит на электролиэерах на силу тока150 - 160 кА при 1. = 1 о = 5,1 см.В таблице приведена зависимость знака при ьращения частоты пульсаций рабочсго напряжения от величины междуполюсного расстояния и знака его изменения.Совпадение знаков приращения междуполюсного расстояния и частоты при первом изменении междуполюсного расстояния означает, чтодля достижения 1 о междуполюсное расстояниенадо снижать, и наоборот,Способ осуществляется следующим образом.С помощью регистратора низкочастотныхпульсаций электрического напряжения, подклю.ченного на определенное время к участкуанод- катод контролируемого электролиэера,регистрируют частоту пульсаций при исходном (рабочем) значении междулолюсного расстояния; затем перемещая анод, производятне менее двух последовательных ступенчатыхизменений междуполюсного расстояния в сто.рону увеличения или уменьшения на 2 - 10%,На каждой ступени длительностью 10 - 30 минизмеряют частоту пульсаций, сравнивают еезначение с полученным на предыдущей ступени и определяют знак приращения частоты,Междуполюсное расстояние продолжают ступенчато изменять до тех пор, пока знак прира.щения частоты не изменится на обратный.Величину изменения междуполюсного расстояния (Ы;), при переходе с одной ступенина другую определяют по времени отработкимеханизма перемещения анода с учетом егоскорости. Суммируют значения всех и изменений междуполюсного расстояния, при которыхзнак приращения частоты пульсациф остаетсяпостоянным, и получают значение г:Ы 1, коььторбе затем вычитают с учетом знака от зна.чения 1 оОперация изменения междуполюсного рас.стояния является пробной и выполняется впериод контроля работы электролизера,После того, как все операции пробных из.менений междуполюсного расстояния, необходимые для осуществления предложенного спо.5,8-5,9 1. ) 5,1 смВ 90 - 95% случаев знакприращения частотысовпадает со знакомизменения междуполюсного расстояния(51 см В 85 - 90% случаях знак приращения частоты не совпадает сознаком изменения междуполюсного рас,9 4,9 - 5 8-5,0 3 4,7-4,8 5соба, закончены, на электролизере снова устанавливают первоначальное (рабочее) значение межпуполюсного расстояния или корректируют его для значения, заданного технологическим режимом. 5Автоматический контроль междуполюсного расстояния может быть реализован с помощью электронно-вычислительной машины, входящей в структуру автоматизированной системы уп. равления процессом электролиза, которая по. 10 мимо регистратора низкочастотных пульсаций 29 6электрического напряженит включает системуавтоматического перемещения анода типа"Алюминий" и производит контроль и управ.ление процессом по заданной программе,Способ позволяет организовать регуляргыйавтоматический контроль (по меньшей мере,один раз в сутки) величины междуполюсногорасстояния на электролизерах корпуса, чтообеспечивает более стабильную работу электролизера. Экономический эффект составляет1,5 млн. р,+8 4,1-4 2 Формула изобретения Способ управления работой алюминиевого злсктролизера, включающий автоматическое измерение пульсаций рабочего напряжения и использование их для управления процессом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, 2 З с целью предупреждения нарушений технологического режима, производят по меныцей мере два последовательных изменения междуполюсного расстояния, при каждом из них изме. ряют частоту пульсаций рабочего напряжения, Зф оценивают знак ее пририцения и после изменения знака определяют рабочее значение междуполюсного расстояния по формуле.и1.,:Е,Е дЕ11 35 где 1 е - значение междуполюсного расстояния, при котором изменяется знакприращения частоты пульсаций рабочего напряжения, см;Ы; - величина -го изменения междуполюсного расстояния с учетом егознака, см;п - число последовательных изменениймеждуполосного расстояния до перемены знака приращения частоты пуль.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 771195,кл. С 25 С 3/20, 1978,2, Авторское свидетельство СССР МО 605867,кл. С 25 С 3/20, 1975./5 4 ПП "Патент", г. Ужгород, ул П Фили 1 аф Тираж 686 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 13035, Москва, Ж - 35, Рауш