Способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия

 

ОПИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОИХ СВЙДЕТЮЛЬСТВУ 300243 О

Союз Севетскмх

Соцналнстических

Республик (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 04. 09;81(21) 3374181/22-02 р -ае з с присоединением заявки Йо

С 25 С 3/20

Государствеииый комитет.СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070383 Бюллетень Мо 9

РЦ kg 669. 71 (088 ° 8) Дата опубликования описания 07»0383

В.В,Жигалев, В.Ф.Виноградов, И.Н Сухансв и Р.А.Митрофанов

1

I! h

Всесоюзный ордена Октябрьской Ре буЮции, научцо., исследовательский и проектный инс)титут алюминиевой, магниевой и электродной промышлейноатй..

I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

I (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ НОДОпПЩ АНОДА

ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛККИНИЯ.l

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим сйособом.

Известно, что в результате значительного скопления пены, кусков.угля, глиноземных осадков на подине на нижней плоскости анодного массива (подошве ) образуются неровности конусообразной формы. Образование последних приводит к нарушению технологического режима, которое, как правило, выражается в местном перегреве айодов, электролита и, .таким образом, снижает технико-экономические показате6М работы электролиэеров.

Обнаружение неровностей в между .:. олюсном зазоре затруднено и зачас» тую возможно уже после развития горячего хода электролизера. Ликвидация данного нарушения требует больших трудозатрат, а операции по их устранению выполняют при значитель.ных выделениях тепла и вредных фторводородных соединений..

Известен способ прекращения анодных эффектов на электролизере опусканием анодного массива таким абра». зом, чтобы междуполюсное расстояиив,(ИПР) составляло более 30% от рабо чего и дальнейшего питания электро1 лизера глиноземом до восстановления: оптимальной концентрации (1). Снижение междуполюсного расстояния требует увеличения глубины шихты, что влечет за собой дополнительные затраты.

Значительные перемещения анода в оп-< ределенной степени дестабилизируют технологический режим агрегата.

Известен способ обнаружения неправильно установленного анода s алюминиевом злектролизере, обнаружения анода, находящегося в начальной стадии замыкания или замкнувшегося на .катодный металл, который определяется исходя из изменения-площади контакта анод-электролит в результате образования н отделения газовых пузырьков анода (2). Изменение площади контак". та вызывает колебания анодного тока

„c частотой, зависящей от выделения газа на аноде. Измененную величину, представляющую количество синусоид;.

25 дальных колебаний анодного тока за» данный период времени, сравнивают с заданной величиной, представляющей количество колебаний, обусловленных выделением газа на правильно уставов»

ЗО ленном аноде или аноде без кону1002410 сов и, если измеренная величина меньше заданной, пбсылается сигнал, указывающий на короткое замыкание, Заданная величина устанавливается на основании среднего анодного .тока.

Основным недостатком этого способа обнаружения неправильно установленных анодов или наличия неровностей на подошве анода является его сложное аппаратурное оснащение, Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля состояния подошвы анода электролизера для по @ ения алюминия, сопро- вождающийся анодными эффектами, в ко-15 тором фиксируют напряжение анодных эффектов и температуру электролита и по их отклонению от оптимальных величин и амплитудам и частоте колебаний рабочих напряжений .судят о расположе-20 нии и характере неровностей.

Недостатком известного способа является сложное аппаратурное оформление схемы контроля (3).

Целью изобретения является повыение технико-экономических показатеей алюминиевых электролизеров и улучшение условий труда за счет сокра. щения сроков обнаружения и ликвидации неровностей на нижней плоскости анодного массива.

Указанная цель достигается тем, что используют способ контроля coc"" тояния подошвы анода электролизера для получения алюминия, в котором при вертикальном перемещении анодного массива для ликвидации анодного эффекта анодны 1 массив опускают, уменьшая междуполюсное расстояние (МПР) до величины, составляющей 2030% от номинального значения, и по 40 дальнейшему самопроизвольному снижению напряжения в течение 1-15 с судят об отсутствии нарушений на подошве анода электролизера.

Уменьшение МПР на величину, меньшую 20% от номинального, нецелесообразно, так как в этом случае возникает значительное количество повтор ных анодных эффектов, Уменьшение МПР на величину, большую 30%,также нецелесообразно,ибо при уменьшении его на данную величину анодный эффект прерывается.Кроме того, уменьшение МПР на величину, большую 30%, приводит к большей дестабилизации энергетического режима электролизера и требует определенного резерва шахты ванны по высоте, Самопроизвольное снижение напряже " ния имеет интервал 1-15 с ° Время, меньшее 1 с„ трудно регистрируется в практике из-за инерционности приборов, а верхний предел времени определяется длительностью происходящего . явления,i 65

Предлагаемый способ контроля состояния подошвы анода алюминиевых электролизеров позволит стабилизировать технологический режим их работы, улучшить условия труда обслуживающего персонала и повысить технико-экономические показатели, Способ контроля состояния подошвы анода алюминиевых электролизеров осуществляется следующим образом.

При возникновении анодного эффекта на электролизере анодный массив опус кают до уменьшения междуполюсного расстояния на величину до 20-30% от номинальной величины последнего. Как правило это соответствует напряжению на электролизере 3,0-3,2 В. Обычно анодный эффект при этом устраняется. 3атем напряжение на агрегате в течение 1-15 с плавно самопроизвольно снижается и устанавливается на уровне 1,5-2,0 B до подъема анодов. Для электролизеров, на которых существуют конуса, установившееся после гашения анодного эффекта напряжение продолжает оставаться стабильным и дальнейшего его спада не наблюдается, Происходящим явлениям на электроде электролизера можно дать следующее объяснение — при опускании анодного массива для гашения анодного эффекта междуполюсное расстояние уменьшают на величину до 20-30% от номинального. В период перемещения анода он еще пассивирован вследствие замедленности разложения соединений типа

С О. Но спустя уже 10-15 с после окончания опускания анодного массива наступает депассивация электрода и поэтому напряжение самопроизвольно снижается до величины 2,0-1,5 B u остается на этом уровне до подъема анода.

В том случае, когда на подошве анода имеется конус, явление депассивации уже не играет той роли, как было в предыдущем случае, При уменьшении междуполюсного расстояния на величину 20-30% от номинального и наличии конуса, величйна которого соизмерима с этой величиной междуполюсного расстояния, происходит практически короткое замыкание за счет электронной проводимости через неровность на подошве анода. Поэтому в данном случае не происходит самопроизвольного скачка снижения падения напряжения на аноде.

Способ был опробован на Волховском алюминиевом заводе в 1981 г.

Ликвидация анодных эффектов выполнялась в. двух режимах: с выкручиванием анода и без выкручивания.анода. Испытания обоих режимов показали целесообразность применения данного способа, так как в этом случае анодный эффект повторился только на 2225% электролиэеров. Прерывание анод-

1002410

Формула изобретения

Составитель А.Костин

Редактор Н.Коляда Техред Е.Харитончик Корректор О.Билак

Заказ 1734/ll Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж«35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 ных эффектов проводилось без специ- альной подачи глинозема в электролит. Проведенные дополнительные ис.пытания с подпиткой глинозема показали, что количество повторных анодных эффектов практически не наблюдается

На большинстве электролизеров после опускания анодов вспышка гасла, при этом номинальное МПР, равное

4,5-5,0 см, уменьшали на величину от 20% до ЗОВ, что соответствовало установлению напряжения на электролиэере 3,0-3,2 В. Затем в течение

1-15 с напряжение плавно самопроизвольно снижалось до 2,6-1,5 В и ос- 15 ,танавливалось на этом значении до .;подъема анодов. Однако на некоторых электролиэерах напряжение после анодного эффекта снижалось только до величины 3,0-3,4 B дальнейшего спада gp напряжения не наблюдалось и оно продолжалр стабильно оставаться на этом уровне до подъема анодов.

После тщательного обследования удалось установить следующее: электроли- 75 веры, у которых не наблюдается спада напряжения после ликвидации анодных эффектов имеют нарушения состояния подошвы. Электролизеры с подобным поведением напряжения при вскрытии характеризовались наличием на подошве конусов, причем высота их была небольшой — 2-3 см, т.е. они только начинали зарождаться и не перекрывали еще полностью ИПР.

Таким образом, опускание анодного массива до уменьшения междуполюсного расстояния на величину до 20-30% от номинальной величины позволяет эффективно прерывать анодные эффекты, при этом опускание анодов может быть использовано также с целью своевременного выявления конусов на нижней поверхности анода, предупреждения их роста и последствий, ведущих к горячему ходу электролиэеров, а в конечном счете — к снижению техникоэкономических показателей работы.

Ожидаемый экономический эффект

28,8 тыс.руб. на корпус электролиза.

Способ контроля состояния: подошвы анода электролизера для получения алюминия, включающий измерение напряжения при вертикальном перемещении анодного массива для ликвидации анодного эффекта, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью сокращения сроков контроля, анодный массив опускают с. уменьшением междуполюсного расстояния до величины, составляющей

20-30% от номинального значения, и по дальнейшему самопроизвольному снижению напряжения в течение 1-15 с судят об отсутствии нарушений на подошве анода электролизера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США в 3539461, кл, 204-67,1977.

2. Заявка Великобритании 9 1476625, кл. С 7 В, опублик. 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

9 605867, кл. С 25 С 3/20, 1975,