Способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия Советский патент 1983 года по МПК C25C3/20 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к произаодству алюминия электролитическим способом, Известно, что в результате значи тельного скопления пены, кусков.угля, глиноземных осадков на подине на нижней плоскости анодного массива (подошве) образуются неровно ти конусообразной формы. Образовани последних приводит к нарушению технологического режима, которое, как правило, выражается в местном перегреве анодов, электролита и, таким образом, снижает технико-экономичес кие показателе работы электролизеров. Обнаружение неровностей в междуулолюсном зазоре затруднено и зачастую возможно уже после развития г рячего хода электролизера. Ликвидация данного нарушения требует бол ших трудозатрат, а операции по их устранению выполняют при значитель.ных выделениях тепла и вредных фтор водородных соединений.. Известен способ прекращения анод ных эффектов на электролизере опуаксфием анодного массива таким , чтобы междуполюсное расстояние (МПР) составляло более 30% от рабочего и дальнейшего питания электролизера глиноземом до восстановления оптимальной концентрации 1}, Снижение междуполюсного расстояния требует увеличения глубины шихты, что влечет за собой дополнительные затраты. Значительные перемещения анода в определенной степени дестабилизируют технологический режим агрегата. Известен способ обнаружения неправильно установленного анода в алюминиевом электролизере, обнаружения анода, находящегося в начальной стадии замыкания или замкнувшегося на .катодный металл, который определяется исходя из изменения - площади контактаанод-электролит в результате образования и отделения газовых пузырьков анода 2 . Изменение контакта вызывает колебания анодного тока с частотой, зависящей от вьеделення газа на аноде г Измененную величину, представляющую количествЬ синусои,дальных колебаний анодного тока эа данный период времени, сравнивают с заданной величиной, представляющей количество колебаний, обусловленных выделением газа на правильно установ денном аноде или аноде без конусов и, если измеренная величина меньше заданной, пбсылается сигнал, указывающий на короткое замыкание, Заданная величина устанавливается на основании среднего анодного .тока Основным недостатком этого спосо ба 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 кон роля состояния подошвы анода электр лизера для алюминия, сопр вождающийся анодными эффектами, в к тором фиксируют напряжение анодных эффектов и темп&ратуру электролита по их отклонению от оптимальных вел чин и амплитудам и частоте колебани рабочих напряжений .судят о располож нии и характере неровностей. Недостатком известного способа я ляется сложное аппаратурное оформле ние схемы контроля 3. Целью изобретения является повыЬ1ение технико-экономических показат . пей алюминиевых электролизеров и улучшение условий труда за счет сок щения сроков обнаружения и ликвидации неровностей на нижней плоскости анодного массива. Указанная цель достигается тем, что используют способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия, в котором при вертикальном перемещении анодного массива для ликвидации анодног эффекта анодны массив опускают, уменьшая междуполюсное расстояние (МПР) до величины, составляющей 2030% от номинального значения, и по дальнейшему самопроизвольному сниже нию напряжения в течение 1-15 с судят об отсутствии нарушений на подо ве анода электролизера. Уменьшение МПР на величину, мейьшую 20% от номинального, нецелесообразно, так как в этом случае возникает значительное количество повторных анодных эффектов.Уменьшение МПР на величину,большую 30%,также нецеле сообразно,ибо при уменьшении его на данную величину анодный эффект преры ваеГся.Кроме того,уменьшение МПР на величину, большую 30%, приводит к большей дестабилизации энергетическо го режима электролизера и требует определенного ре.зерва шахты ванны по высоте, Самопроизвольное снижение напряже ния имеет интервал 1-15 с. Время, менья ее 1 с, трудно регистрируется в практике из-за инерционности прибо ров , а верхний предел времени опреде ляется длительностью происходящего явления .1 Предлагаемый способ контроля состояния подошйы 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 электрблизере анодный массив опускают до уменьшения междуполюсного расстояния на величину до 20-30% от номинальной величины последнего. Как привило это боответствует напряжению на электролизере 3,0-3,2 В, Обычно анодный эффект при этом устраняется. Затем напряжение на агрегате в течение 1-15 с плавно самопроизвольно снижается и устанавливается на уровне 1,5-2,0 В 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 СуО. 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 В и остается на этом уровне до подъема анода. В том случае, когда на подошве анода имеется конус, явление депассивации ужене играет той роли, как было в предыдущем случае. При уменьшении междуполюсного расстояния на величину 20-30% от номинального и наличии конуса, величина которого соизмерима с этой величиной междуполюсного расстояния, происходит практически короткое замыкание за счет электронной проводимости неровность на подошве анода. Поэтому в данном случае не происходит самопро-. извольного скачка снижения падения напряжения на аноде, Способ был опробован на Волховском алюминиевом заводе в 1981 г, Ликвидация анодных эффектов выполнялась в. двух режима х: 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% электролизеров, Прерьтание анодп ных эффектов проводилось без специальной подачи глинозема в электролит. Проведенные дополнительные ис.пытания с подпиткой глинозема пока,зали, что количество повторных анодных эффектов практически не наблюдаетсяНа большинстве электролизеров пос ле опускания анодов вспышка гасла, при этом номинальное МПР, равное 4,5-5,0 см, уменьшали на величину от 20% до 30%, что соответствовало установлению напряжения на электролизере 3,0-3,2 В. Затем в течение 1-15 с напряжение плавно сэмопроизрольно снижалось до 2,0-1,5 В и останавливалось на этом значении до :подъема анодов. Однако на некоторых электролизерах напряжение после анод ного эффекта снижашось только до величины 3,0-3,4 В, дальнейшего спада напряжения не наблюдалось и оно продолжало стабильно оставаться на это уровне до подъема анодов. После тщательного обследования уд лось установить следующее: электроли зеры, 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 вьюота их была небольшой - 2-3 см, т.е. они только начинали зарождаться и не перекрывали еще полностью МПР. 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 электролизеров, а в конечном счете - к снижению техникоэкономических показателей работы. Ожидаемый экономический эффект 28,8 тыс.руб. на корпус электролиза. Формул изобретения Способ контроля СОСТОЯНИЯ: ПОДОШВЫ анода электролизера для получения алюминия, включаюЕций измерение напряжения при вертикальном переметцеини анодного массива для ликвидации анодного эффекта, отличающий- с я тем, что, с целью сокращения сроков контроля, анодный массив опуска№т 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 3539461, кл. 204-67,1977. 2.Заявка Великобритании 1476625, кл. С 7 В, опублик. 1977. 3.Авторское сви,цетельство СССР № 605867, кл. С 25 С 3/20, 1975.