Способ контроля и регулирования работы электролизера для получения алюминия и устройство для осуществления способа

мерения падения йапряженнй между жидким алюминием и анодом иликатодом.кДля осуществления постоянного электрического контакта с жидким алюминием применен вспомогательный электрод, состоящий пз металлического проводника, помещенного в трубе из диэлектрика (например, силита), укрепленной в защитной втулке из углеродистого материала.На фиг. 1 показаны схематичный разрез электролизера и схема включения контрольной и регулирующей аппаратуры; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства для автоматического регулирования работы электролизера; на фиг, 3 - шкала контрольного вольтметра.Электролизная ванна (фиг. 1) снабжена механизмом МПА для подъема и опускания анода, приводимым в действие электродвигателем ЭД. К анодной А и катодной К ошиновкам подключены контактный гальванометр КГ, используемый как вольтметр, измеряющий падение напряжения на ванне, и реле напряжения РН. Контрольный вольтметр В при помощи вспомогательного электрода Э включен между жидким алюминием и анодной ошиновкой А, По другому варианту этот вольтметр может быть подключен к катодной ошиновке К (как показано пунктирной линией).В состав устройства для автоматического регулирования работы электролизера, помимо указанного механизма и приборов, входит реверсивный магнитный пускатель РМП (фиг.2) с термореле ТР 1 и ТР 2, обмотками возбуждения ОН и ОВ и пусковыми кнопками КН, КПН и КПВ, однополюсный рубилышк Р, промежуточные реле РА, РБ, РВ, сигнальные лампы БЛ, КЛ, ЗЛ и щиток Щ управления с трехполюсным рубильником и предохранителями.С целью упрощения схемы и уменьшения количества отдельных элементов устройства, в контактный гальванометр КГ обычного типа вмонтированы два ртутных переключателя, Датчиком для контактного гальванометра КГ служит потенциометр П, включенный параллельно основной цепи электролизной ванны Нормально открытые контакты КГ 2 и КГ 4 гальванометра являются передвижными вдоль шкалы прибора, чем обеспечивается его настройка на различное значение регулируемой величины. Неподвижный контакт гальванометра КГ 1, работающий на переключение, и КГ 5, нормально открытый, смонтированы соответственно в начале и в конце шкалы прибора, градуированной по номинальному напряжению ванны.Для включения устройства в работу необходимо включить трехполюсный рубильник на щитке Щ и однополюсный рубильник.Автоматическое регулирование работы электролизера, заключающееся в заданных пределах падения напряжения на ванне за счет изменения величины междуполюсного расстояния МР путем перемещения анода, осуществляется следующим образом.При нормальном напряжении на ванне, на которое настроен контактный гальванометр КГ, стрелка прибора находится в зоне контакта КГЗ и периодически через каждые 15 секунд замыкает этот контакт, вследствие чего загорается мигающим светом белая лампа БЛ, сигнализируя о нормальной работе электролизера.Если напряжение на ванне упадет ниже допустимой величины, то при очередном периоде контроля стрелка гальванометра замкнет контакт КГ 2, что приведет к возбуждению обмотки ОВ пускателя РМП и переключению контактов ОВ 1 и ОВ 2. При этом благодаря замыканию главных контактов ОВ 1 будет включен электродвигатель ЭД механизма МПА перемещения анода, который начнет поднимать анод, вызывая тем самым повышение напряжения на ванне.При размыкании контакта КГ 2 цепь обмотки ОВ взорвется, контакты ОВ 1 и ОВ 2 вернутся в исходное положение и электродвигатель ЭД остановится,Если к началу следующего периода контроля напряжение на ваннедостигнет нормальной величины, то снова будет иметь место замыкание контакта КГЗ и цепи белой сигнальной лампы БЛ.Если же напряжение на ванне поднимется выше заданного предела, то стрелка гальванометра здмкнет контакт КГ 4, что приведет к возбуждению обмотки ОН пускателя РМП и переключению контактов ОН 1, ОН 2 и ОНЗ. При этом благодаря замыканию главных контактов ОН 1 электродвигатель ЭД будет приведен во вращение в сторону, обратную той, в которую он врашался при замыкании контактов ОВ 1, что приведет к опусканию анода и уменьшению падения напряжения на ванне. Размыкание контакта ОН 2 и замыкание контакта ОНЗ, происходящие одновременно с замыканием контактов ОН 1, не вызовут срабатывания каких-либо элементов устройства.При замыкании контакта КГ 4 обмотка ОН пускателя окажется обесточенной, контакты ОН 1, ОН 2 и ОНЗ вернутся в исходное положение ц электродвигатель ЭД остановится,Таким образом, при нормальном режиме работы ванны осуществляется автоматическое поддержание заданной величины падения напряжения на ванне.При возникновении аварийного режима в виде анодного эффекта, сопровождающегося медленным подъемом напряжения на ванне, примерно до 12 - 15 в, стрелка гальванометра КГ при очередном периоде контроля замкнет контакт КГ 5, отчего загорится красная сигнальная лампа КЛ (которая может дуолироваться акустическим сигналом, ца схеме не показанным), возникнет возбуждение обмотки промежуточного реле РА и переключение контактов РА 1, РА 2 и РАЗ. При этом замыкание контакта РА 1, шунтцрующего контакт КГ 5, обеспечивает самоблокировку реле РА, что является необходимым, тк как контакт КГ 5 разомкнется значительно раньше, чем будет закончена ликвидация аварийного режима работы ванны. Размыкание контакта РАЗ, разрывающее цепь обмотки ОВ пускдтеля, исключает возможность включения электродвигателя ЭД на подъем анода. Замыкание же контакта РА 2 вызовет возбуждение обмотки ОН пуск;теля и тем самым ьключецце электродвигателя ца опускание анода, а также приведет к замыканию контакта ОНЗ, шунтируюгцего кнопку КН, что исключает возможность приведения схемы в нормальное состояние путем нажатия кнопки КН. Поэтому анод в данном случае будет опускаться до тех пор, пока не замкнет ванну накоротко, т. е. до соприкосновения с жидким алюминием.Когда напряжение на ванне окажется равным илп близким к нулю, стрелка гальванометра при очередном периоде контроля переключит контакт КГ 1, что приведет к обесточиванию обмотки ОН, возврату контактов ОН 1, ОН 2 и ОНЗ в исходное положение и к остановке электродвигателя. Одновременно с этим переключение контакта КГ 1 вызовет срабатывание реле РВ и переключение конактов РВ 1, РВ 2 ц РВЗ. При этом замыкание контакта РВ 1, шунтцрующего нормально открытую часть контакта КГ 1, обеспечивает самоблокцровку реле РВ, рдзмьц;ание контакта РВ 2 исключает возбуждение обмотки ОН, а замыкание контакта РВЗ вызогет непрерывное горение белой лампы БЛ. Возврат в исходное (открытое) положение контакта ОНЗ позволяет нажатием кнопки КН вернуть схел в цсходчое положение после загрузки ванны глиноземом, Затем для начала автоматичес;ого регулирования процесса электролиза цеобходи-о, не выключая рубильника Р, нажать кнопку КПВ пуска электродвигателя на подъем анода и деожать ее замкнутой до тех пор, пока стрелка гальванометрд не окажется межд контактами К 12 и КГ 4,Аналогичным образом, нажатием кнопки КПН, осуществляется опускание анода,Нормально замкнутый контакт ТР 1-2, принадлежащий термореле ТР 1 ц ТР 2, предохраняет электродвигатель ЭД от перегрузок.В случае возникновения так называемого мгновенного анодного эффекта, характеризующегося резким возрастанием напряжения на ванне (примерно до 25 - 40 в), срабатывает электромагнитное реле напряжения РН и своим контактом РН 1 замыкает цепь обмотки возбуждения промежуточного реле РБ и зеленой лампы ЗЛ. Замыкание контакта РБ 1 реле РБ самоблокируется, что необходимо, так как контакт РН 1 разомкнется раньше, чем будет ликвидирован анодный эффект.В то же время прн очередномпериоде контроля стрелка альванометра замкнет контакт КГ 5, что оудет сопровождаться уже оса- ными выше переключениями в схеме, вызывающими опускание анода до соприкосновения с жидким алюминием.Нажатием кнопки КН после ликвидации анодного эффекта схема возвращается в исходное положение.Контрольный вольтметр В (фиг. 1), измеряющий падение напряжения в электролите, находящееся в известной зависимости от междуполюсного расстояния МР, используется в данном случае как указатель величины междуполюсного расстояния, а также утечки тока. С этой целью вольтметр снабжается шкалой, одна часть которой проградуирована в миллиметрах междуполюсного расстояния, а другая - в процентах от номинальной величины рабочего тока, как это показано на фиг. 3.Изображенный на фиг. 1 вспомогательный электрод Э для обеспечения постоянного электрического контакта с жидким алюминием представляет собой тугоплавкий металлический проводник, помещенный в трубке из диэлектрика (например, силита), которая крепится в защитной втулке из углеродистого материала.В том случае, если возможно крепление вспомогательного электрода непосредственно в слое застывшего электролиза, который является диэлектриком, указанный металлический проводник может быть помещен в трубке из углеродистого материала.Предмет изобретения1, Способ контроля и регулирования работы электролизера для получения алюминия путем поддержания в заданных пределах падения напряжения на ванне за счет перемещения анода, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества контроля и регулирования, в процессе работы электролизера контролируют падение напряжения между жидким алюминием и анодом или катодом и автоматически изменяют междуполюсное расстояние в зависимости от изменения падения напряжения на ванне, а в период ликвидации анодного эффекта анод автоматически опускают до соприкосновения с жидким алюминием.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, о тл и ч а ю щеес я тем, что оно заключает в себе электродвигатель, приводящий в действие: механизм перемещения анода, контактный вольтметр, измеряющий падение напряжения на ванне и воздействующий на цепи управления указанным электродвигателем; реле напряжения, предназначенное для блокировки контактного вольтметра и для управления электродвигателем в период ликвидации анодного эффекта, и контрольный вольтметр, предназначенный для измерения падения напряжения между жидким алюминием и анодом или катодом,3. Устройство по п, 2, отлич а ю щ е е с я тем, что для обеспечения постоянного электрического контакта с жидким алюминием применен вспомогательный электрод, состоящий из металлического проводника, помещенного в трубку из диэлектрика, например силита, укрепленную в защитной втулке из углеродистого материала.