Способ автоматического контроля технологических нарушений в работе алюминиевого электролизера
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii8997 25 (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22)Заявлено 23.05.80 (21) 2928719/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 23.01.82. бюллетень Рй 3
Дата опубликования апнсання23.01.82
{51) M. Кл.
С 25 С 3/20
Гооударотвеииый комитет
СССР оо делан изобретеиий и открытий (53) УДК 621,357, .1(088.8) .Крымов, Н.Н.Макушенко, С.А.Артеменко, В.М.Ги
З.М.Туринский, А.Б.Гуревич н А.П. (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-исследовательский и институт алюминиевой, магниевой и электродной ности . ..а ..- . и Днепровский алюминиевый завод им. о..М.Кйрова (7>) Заявители (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИИ В РАБОТЕ
АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА
Изобретение относится к области злектролитического получения алюминия, предназначено для автоматического поиска, обнаружения и определения вида технологических нарушений в работе алюминиевых электролизеров и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическим процессом электролиза алюминия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического контроля технологических нарушений в работе алюминиевого электролизера, включающий измерение среднего значения амплитуды пульсации его рабочего напряжения, сравнение ре" зультатов измерения амплитуды с заданным диапазоном значений, установленным для нормального технологического режима, и сигнализацию о технологическом нарушении в случае отклонения амплитуды от этих значений 1 1).
Недостаток известного способа состоит в недостаточной оперативности автоматического обнаружения и сигнализации о технологических нарушениях.
Цель изобретения — повышение оперативности автоматического обнару" жения и сигнализации о технологи- . ческих нарушениях, связанных с неравномерным сгоранием анодного массива.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включаю" щему измерение среднего значения амплитуды пульсации рабочего напряжения электролизера, сравнение результатов измерения амплитуды с заданным диапазоном значений, установленным для нормального технологического режима, и сигнализацию о технологическом нарушении в случае отклонения амплитуды от
89() 725 этих значений р дополнительно про и:зводят перемещение анода вверх, если амплитуда пульсации меньше нижней границы диапазона, и вниз, если амплитуда пульсации больше S верхней границы диапазона, затем повторно измеряют среднюю амплитуду пульса (ии рабочего напряжения электролизера, сравнивают полученное значение с границами диапазона и 1О возвращают анод в исходное положение, при этом если после перемещения анода вниз амплитуда пульсации оказалась меньше верхней границы заданного диапазона, то сигнализируют о нарушении типа "подмыкание анода", а если после перемещения анода вверх амплитуда пульсаций оказалась больше нижней границы заданного диапазона, то сигнализируют 20 о нарушении типа "замыкание анода на металл .
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что наряду с амплитудой пульсаций рабочего напряже- 25 ния в качестве источника ин,ормации используется разовое перемещение анодного массива, которое позволяет отличить технологические нарушения, связанные с неравномерностью щ сгорания анода, от других нарушений, связанных с возмущениями энергетического режима электролизера, Признаком таких нарушений является существенное изменение величины амплитуды пульсации относительно границы диапазона значений амплитды, установленных для нормального режи" ма, которое происходит после перемещения анода. В случае, если откло- 4© нение амплитуды от одной из границ диапазона нормальных значений после перемещения не меняет знак, можно делать заключение о том, что тех-, нологическое нарущение энергетичес- 4 кого режима, которое возникло на электролизере, не связано с неравномерностью сгорания анодного массива.
В основу изобретения положены известные явления. Первое из них— значительное увеличение амплитуды пульсаций рабочего напряжения электролизера при возникновении заметных выступов (неровностей) на подошве анода. Объясняется это тем, что поверхность катода в ванне всегда колеблется под действием электромагнитного поля, создаваемого сильным электрическим током, протекающим по ошиповке и в ванне электролизера.
Когда выступы на подошве анода достигают соизмеримой с междуполюсиым расстоянием (4-5 см) величины, то периодически происходит резкое падение напряжения из-за "замыканий" выступа (выступов) на металл—
"подмыкание анода" и повышение напряжения при удалении поверхности металла от поверхности выступа на максимальное расстояние. Амплитуда таких колебаний напряжения может достигать значений 300-500 мВ (при среднем значении падения напряжения на электролизере 4,2-4,5 В).
Другое явление — значительное снижение по сравнению с нормальными значениями амплитуды пульсации рабочего напряжения электролизера при наличии на подошве анодного массива выступов, превышающих величину междуполюсного расстояния. При этом выступ погружен в катодный металл, т.е. электроды частично закорочены друг от друга. Появление локальной электронной проводимости в рабочем пространстве электролизера приводит к существенным потерям тока, снижению объема выделяемых анодных газов и значительному снижению амплитуды пульсаций до 2-6 мВ.
Использование этих обеих явлений совместно позволяет отличить их не только друг от друга, но и от остальных технологических нарушений в работе электролизера. Если в случае, когда амплитуда пульсаций превышает верхнюю границу диапазона нормальных значений, например l00 мВ, переместить анод вниз (для замыкания выступов на подошве анода на металл), то при наличии "подмыкания анода" амплитуда пульсаций уменьшится до значений ниже l0 мВ. Если в случае, когда амплитуда пульсаций оказалась ниже нижней границы диапазона нормальных значений, например 12 мВ, переместить анод вверх (для размыкания выступов на подошве анода с металлом), то при наличии "замыкания анода на металл" амплитуда пульсации увеличится до значения i20-350 мВ.
То обстоятельство, что на практике в одну серию объединяются электролизеры, как правило, одинаковой конструкции, иозволнет выбрать величину контрольного перемещения анодного массива постоянной для всех
Формула изобретения ного расстояния, или 2-2,5 см. Перенологического состояния каждого элек55
Филиал ППП "Патент",. г. ужгород, ул. Проектная, 4 электролизеров. При выборе численных значений нужно учитывать, что величина перемещени не может быть выше значений, приводящих при движении вниз к выдавливанию электролита, а при движении вверх — к разрыву электрической цепи, т,е. должна быть менее половины междуполюс— мещение должно быть существенным и для того, чтобы система контроля реагировала на неровности подошвы анодного массива, которые заметно ухудшают технологический режим, т.е. те выступы на подошве, высота которых превосходит 2-5-3 см. Таким образом величина перемещения находится в диапазоне 0,5-l,5 см.
По времени перемещения анодного массива эти величины для различных конструкций приводов находятся в пределах 4-45 с, что свидетельствует о наличии технологического нарушения на электролизере, не связанного с неравномерностью сгорания ано— да. По прошествии 30-60 с после
i включения лампы СГ-3 на пульте оператора-технолога последний должен сообщать технологическому персоналу о технологическом нарушении, после чего, нажимая кнопку включения привода ГЫЫ или KBH и сбрасывания сигнала КСС, он возвращает анод в исходное положение, восстанавливает схему и передает управление обегающему устройству. Полный цикл работы схемы контроля технологического состояния для одного электроли эера длится 2,5-6,5 мин. Целесообразная дискретность проверки техтролизера необходима не чаще, чем один раз в 6-8 ч.
Применение предлагаемого способа контроля работы алюминиевого электролизера обеспечивает автоматическое выделение технологических нарушений, связанных с наличием на подошве анода выступов-"конусов", при этом основным приемом ликвидации неровностей подошвы анода является их выхслгание" путем значительного увеличения междуполюсного расВБШПИ Заказ l2095/38
89уУ 4 стоянин электролизера, которое может быть выполнено автоматически или оператором системы "Алюминий" без привлечения технологического персонала, что позволяет уменьшить интервал времени между обнаружением и ликвидацией укаэанных наруше ий.
Способ автоматического контроля технологических нарушений в рабо-.е
l5 алюминиевого электролизера, включающий измерение среднего значения амплитуды пульсации его рабочего напряжения, сравнение результатов измерения амплитуды с заданным диа20 пазоном значений, установленным для нормального технологического режи" ма, и сигнализацию о технологическом нарушении в случае отклонения амплитуды от этих значений, о т—
И л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения оперативности автоматического обнаружения и сигнализации о технологических нарушениях,. связанных с неравномерным сгорани30 ем анодного массива, дополнительно производят перемещение анода вверх, если амплитуда пульсаций меньше нижней границы заданного диапазона, к вниз, если амплитуда пульсации больше верхней границы заданного диапазона, затем повторно измеряют среднюю амплитуду пульсаций рабочего напряжения электролиэера, сравни1 вают полученное значение с границами
gp. диапазона и возвращают анод в исходное положение, при этом, если после перемещения анода вниз амплитуда пуль" сации оказалась меньше верхней границы заданного диапазона, то сигнализируют о нарушении типа "подмыкание анода", а если после перемещения анода вверх амплитуда пульсации оказалась больше нижней границы заданного диапазона, то сигнализируют о нарушении типа "замыкание анода на металл".
Источники информа ии, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2898648, кл. С 25 С 3/20, 26.03.80.
Тираж 686
