Способ автоматического устранения анодных эффектов

 

Использование: изобретение относится к области электролитического получения алюминия из расплавов и предназначено для автоматического устранения анодных эффектов в электролизере. Сущность: при возникновении анодного эффекта осуществляют продольный перекос нижней границы анода путем подъема одного из торцов и одновременного опускания другого торца. Предварительно увеличивают межэлектродное расстояние на 4-8%, измеряют падение напряжений в торцах электролизера, восстанавливают межэлектродное расстояние, опускают торец анода с меньшим значением падения напряжения и поднимают противоположный торец анода на 70-150% относительно межэлектродного расстояния . 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 25 С 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ, 1, П б.б с

ПРИ ГКНТ СССР б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

)- у . „- 1 .. : Е 4 ".;, .:.:.

Б " :=:= : К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4805276/02 (22) 21.03.90 (46) 15.11.92. Бюл. № 42 (71) Братский индустриальный институт (72) А.И.Бегунов, В,Н.Деревягин, С,Д.Цымбалов и В.И.Перекрестов (56) Патент Франции ¹ 1589563, кл. С 25 С 3/20, i970, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УСТРАНЕНИЯ АНОДНЫХ ЭФФЕКТОВ (57) Использование: изобретение относится к области электролитического получения алюминия из расплавов и предназначено для автоматического устранения анодных

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия из расплавов и предназначено для автоматического устранения анодного эффекта в злектролизере.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ устранения анодных эффектов, включающий загрузку глинозема в электролит и увеличение межэлектродного расстояния, при достижении величины напряжения, составляющей 150% от номинального. Производят опускание анода до величины, составляющей 30 — 60% относиФ тельно межэлектродного расстояния, затем после загрузки глинозема, поднимают анод в прежнее положение.

Уменьшение величины межэлектродного расстояния приводит к переливу расплава через борт ванны. Кроме этого, не снижается газосодержание электролита, поскольку заглубление анода в электролит

„, БЫ„„1775503 А1 эффектов в электролизере. Сущность: при возникновении анодного эффекта осуществляют продольный перекос нижней границы анода путем подъема одного из торцов и одновременного опускания другого торца.

Предварительно увеличивают межэлектродное расстояние на 4 — 8%. измеряют падение напряжений в торцах электролизера, восстанавливают межэлектродное расстояние, опускают торец анода с меньшим значением падения напряжения и поднимают противоположный торец анода на 70-150% относительно межэлектродного расстояния, 1 э.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. приводит к возрастанию гидросопротивления анодным газам, выделяющимся с кромками анода, тем самым снижается эффективность способа, анодные эффекты с напряжением 50 В и более, как показывает практика гашения, известным способом с первой попытки не устраняются, Поставленная цель достигается тем, что при возникновении анодного эффекта осуществляют продольный перекос нижней границы анода относительно горизонта путем подъема одного из торцов анода и одновременного опускания другого торца без уменьшения при этом средней величины межэлектродного расстояния. после чего анод возвращают в исходное положение.

Перед осуществлением перекоса предварительно могут увеличивать межэлектродное расстояние на 4-8%, затем измеряют падение напряжения в торцовых частях электролизера, например между центральными

1775503 частями торцов анодного кожуха и токопроводящими стержнями крайних (торцовых) катодных секций, восстанавливают межэлектродное расстояние, опускают торец анода с меньшим значением измеренного напряжения и одновременно поднимают противоположный торец на величину, составляющую 70 — 150 относительно межэлектродного расстояния.

Продольный перекос анода без уменьшения межэлектродного расстояния предотвращает выдавливание расплава через борт ванны, вызывает перекос катодного металла за счет перераспределения тока в аноде и в металле так, что возрастает доля горизонтальной составляющей тока в металле, Взаимодействие ее с вертикальной составляющей тока в цепи анод-электролит — катод создает электромагнитный эффект, вызывающий (при опускании одного из торцов анода) замыкание катодного металла на анод и тем самым ликвидацию анодного эффекта, Перемещение торцов анода в противоположных направлениях вызывает интенсивную циркуляцию электролита. Все это также повышает эффективность гашения.

При этом снижаются потери катодного металла и расход электроэнергии.

Предварительное увеличение межэлектродного расстояния усиливает влияние электромагнитного эффекта, позволяет осуществить прогрев расплава, при этом увеличивается разность измеряемых напряжений по торцам электролизера, что повышает точность измерений.

Опускание торца анода с мен шим значением напряжения увеличивает вероятность быстрого замыкания анода с металлом, при этом уменьшается время гашения анодного эффекта, снижается вероятность его повторного возникновения и, следовательно, расход электроэнергии.

Увеличение межэлектродного расстояния более 8 не целесообразно, поскольку не влияет на эффективность измерения напряжений в торцах электролизера, приводит к перегреву расплава и частичному попаданию угольной пены в межэлектроднае расстояние, Меньшая величина подьема анода, как показывают измерения, не всегда обеспечивает определение разности напряжений в торцах электролизера, что снижает эффективность способа.

Величина перемещения торцов анода

70 — 100% относительно межэлектродного расстояния целесообразна в случае предварительного подъема всего анода и измерения напряжений в торцах электролизера, диапазон 100-150;(, в случае перекоса ано25

Блок 5 напряжений ведет непрерывный

30 контроль падения напряжений в торцах

45 да без предварительного подъема всего анода и без измерения напряжений в торцах электролизера. Перемещение торцов анода на меньшую величину приводит к уменьшению времени нахождения электролиэера в состоянии замыкания катодного металла с анодом, что ухудшает условия деполяризации анода, тем самым возрастает вероятность повторного возникновения анодного эффекта, снижается эффективность способа. Перемещение торцов анода на большую величину приводит к увеличению времени непроизводительной работы электролизера. зарастанию подколокольного пространства и возникновения изгибающего момента в винтах домкратов механизмов перемещения анода за счет большой величины перекосов массива весом более 80 т.

На чертеже предоставлено устройство для реализации способа.

Устройство содержит анодный кожух 1, катод 2, стальные стержни 3, 4 торцовых подовых секций, блок 5 напряжений, блок 6 управления, блок 7 коммутации, механизмы

8 перемещения торцов анода, Способ осуществляют следующим образом. электро:.изера, например, между торцовыми участками анодного кожуха 1 и катодными токоподводящими стержнями 3, 4 крайних (торцовых) подовых секций. При возникновении анодного эффекта на электролизере увеличивается напряжение, что приводит к срабатыванию порогового элемента блока 6 управления, который формирует сигнал через блок 7 коммутации на подъем всего анода посредством механизмов 8 на заданную величину относительно межэлектродного расстояния, После прекращения подъема анода блок 6 управления подает сигнал на устройство сравнения блока 5 напряжений, сравнивает величины падения напряжений в торцах электролизера, выводит измеренное значение напряжений в свое устройство памяти и подает команду через блок 7 коммутации на опускание всего анода на величину его первоначального подъема. С прекращением опускания всего анода блок 6 управления формирует сигнал через блок 7 коммутации на опускание торца анода, соответствующего меньшей величине измеренного напряжения электролизера и одновременно на подъем противоположного торца на заданную величину, после чего формирует сигнал на реверсное выравнивание подошвы анода относительно горизонта. Величины перемещения ано1775503 да задают, исходя из скорости и.времени его перемещения, Блок 5 напряжений может не содержать устройства сравнения, а блок 6 управления устройства памяти и устройства перемещения всего анода. В атом случае реализуют перекос подошвы анода без предварительного подъема всего ачода и без сравнения падения напряжений в торцах электролизера.

Примеры реализации предлагаемого способа сведены в таблицу.

Производили гашение анодных эффектов на электролизере типа С вЂ” 8Б на силу тока 156 кА, Скорость перемещения анода

25 мм/мин. В примерах 6 — 20 падение напряжений измеряли между торцами анодного кожуха и стальными стержнями торцовых подовых блоков. Время устранения анодных эффектов включает также время восстановления первоначального положения анода. Рабочее напряжения после АЭ фиксировалось после устранения перекоса анода. В примере 1 приведены для сравнения параметры прототипа, Снижение рабочего напряжения после устранения анодных эффектов в примерах

10-20 указывает на более глубокую деполяризацию анода за счет более полного насыщения электролита глиноземом в межэлектродном расстоянии и длительности замкнутого состояния анода с металлом.

Как видно из данных таблицы, беэ предварительного увеличения межэлектродного расстояния и без измерения напряжения в торцах электролизера более предпочтительным является перемещение торцов анода на 100 — 150g, относительно межэлектродного расстояния, в случае предварительного увеличения межэлектродного расстояния наиболее эффективным является диапазон перемещения торцов

70-100 относительно межэлектродного расстояния.

5 Таким образом, предлагаемый способ является простым, надежным и эффективным.

Как видно из данных, приведенных в таблице, эффективность устранения АЭ по

10 предлагаемому решению выше на 30 (примеры 1 и 9), Это приводит к снижению расхода электроэнергии и потерь катодного металла от вторичного окисления, тем самым возраста15 ет производительность электролизера.

Формула изобретения

1. Способ автоматического устранения анодных эффектов в алюминиевом электролиэере с самообжигающимся анодом путем

20 загрузки глинозема и перемещения анодносо массива вверх-вниз, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности электролизера и снижения расхода электроэнергии, при возникновении

25 анодного эффекта осуществляют продольный перекос нижней границы анода относительно горизонта путем подъема одного из торцов анода и одновременного опускания другого торца, после чего анод возвращают

30 в исходное положение.

2, Способ по п,1, отличающийся тем, что предварительно увеличивают межэлектродное расстояние на 4 — 8 Д, затем измеряют падение напряжения в торцовых

35 частях электролизера, восстанавливают межэлектродное расстояние, опускают торец анода с меньшим значением измеренного напряжения и одновременно поднимают противоположный торец на ве40 личину, составляющую 70 — 150 j, от межэлектродного расстояния.

1775503

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

* В примере 1 увеличение межзлектродного расстояния указано в " к номинальному рабочему напряжениго при перемещении анода без перекоса, 1775503

Составитель С. Цимбалов

Редактор В, Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Н. Милюкова

Заказ 4023 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101