Способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия Советский патент 1978 года по МПК C25C3/20 

Предложение основано на результатах исследований, выполненных на электролизере полупромышленного типа, о влиянии газовыделення из-под анода, неровностейего подошвы, плотности тока, температуры и состава электролита на колебания рабочего напряжения.

Сущность явлений, протекающих при наличии неровностей на подошве анода, состоит в том, что плотность тока на выступах больше, чем на впадинах.

Усиленное газообразование на выступах увеличивает колебания сопротивления междуполюсного зазора и рабочего напряжения электролизера. При напряжении анодных эффектов ниже оптимального для данной конструкции электролизера влияние неровностей подошвы на колебания рабочего напряжения становится определяющим. При этом локализация газовыделения в периферийных зонах подошвы анода создает более выКолебания рабочего напряжения на электролизерах С-7

при различном состоянии подошвы анода

сокие колебания рабочего напряжения, чем в центральных.

Это подтверждается результат 1МИ регистрации колебаний рабочего напряжения на электролизерах промышленного типа.

Установлено, что в зависимости от конструкции электролизера и характера неровностей подошвы анода колебания рабочего напряжения, обусловленные колебаниями сопротивления междуполюсного зазора под влиянием потока газовых пузырьков, находятся в диапазоне 0,5-4 ГЦ, 1-100 мВ.

Для электролизеров с верхним токоподводом на 160 кА в таблице показаны, наиболее часто наблюдаемые значения частоты и амплитуды колебания рабочего напряжения при глубоких и мелких неровностях анода, не контактирующих с катодом.

.Продолжение таблицы

1,73

1,71

1,75

1,6

1,63

1,62 Из таблицы видно, что при напряжении анрдных эффектов ниже 35 В (оптимальное напряжение анодных эффектов н электролизерах этого типа 35-45 В) ме КИМ неровностям отвечают колебания рабочего напряжения ( { ) в диапазон 1,2-1,8 Гц, глубоким - 1,5-3,0 Гц, Неровностям, расположенным по периферии анода, отвечают -колебания . (А) с амплитудой 8-15 до 30 мН, по центру 1-8 мВ. Таким образом, определенным значениям диапазона частоты и амплитуды колебаний рабочего напряжения соответ ствуют определенные изменения характе ра подошвы анода: 1,2-1,5 гЦ 1-7 мВ - мелкие неровности в центральных зонах подошвы анод 1,5-1,8 ГЦ; 1,8 мВ - глубокие неров ности в центральных зонах подошвы ано да;. 1,5-1,8 гц; 8-30 мВ -мелкие неровности в периферийных зонах анода; 1,8-3 гц; 8-30 мВ -глубокие неровности в периферийных зонах анода. Автоматизированный контроль состоя ния подошвы анода может быть реализован регистратором низкочастотных колебаний электрического напряжения, при годного для регистрации колебаний частотой до нескольких герц и амплитудой до нескольких сотен милливольт, а автоматический контроль - например, с помощью электронной вычислительной машины, входящей в структуру автоматизированной системы управления процессом электролиза алюминия путем подключения их на определенное время к участ ку анод-катод каждого контролируемого электролизера. Выделение диапазона колебаний.частот 0,5-4,0 Гц может быть осуществлено при использовании в качестве регис15 13

1,84 1,84 1,85 20 тратора низкочастотных колебаний электрического напряжения, например :стандартного самопишущего милливольтметра типа Н-39 при скорости его лентопротяжного механизма 5400 мм в час. Для смещения зажима на диаграммной ленте используется компенсирующее напряжение от посторон него источника постоянного тока. На чертеже изображена диаграммная лента прибора с регистрацией колебаний рабочего напряжения одного из конттролируемых электролизеров. Ее обработка с целью контроля состояния подошвы анода может быть выполнена непосредственно оператором или с помощью вычислительного устройства. Предложенный способ контроля сосгояния подошвы анода предусматривает следующий порядок действия. 1.Подключение регистратора низкочастотных колебаний электрического напряжения в диапазоне 0,5-4 Гц и 1-100 мВ к участку анод-катод работающего электролизера. Время Т регистрации колебаний рабочего напряжения выбирается -предпочтительно в пределах от 10 до 20 сек, исходя из требований и оперативности контроля и точности определения средней частоты i и средней амплитуды А колебаний рабочего напряжения. 2.Вычисление средних значений частоты и амплитуды колебаний рабочего напряжения по формулам гден - количество периодов колебаний рабочего напряжения электролизера за время регистрации Т, сек. НА - суммарное значение амплитуды А колебаний рабочего напряжения за время регистрации Т, сек. 3.Получение информации о напряжении анодного эффекта (11д.д) предшествующего регистрации колебаний рабочего напряжения, и сопоставление вычислительных значений А и f при V а.з. спти. характерными для каждой разновидности неровностей подошвы аноля. Пример. На электролизере №73 верхним токоподводом на 160 кА за 20с зарегистрировано 35 периодов колебани рабочего напряжения с амплитудой от 1 до 20 мВ и интегральным значением ее 350 мВ. Вычисленное значение , 5 350 , ,75г4) . Оценка неровностей, подошвы анода: по периферии анода глубокие неровности, не контактирующие с катодол э Применение предложенного способа позволяет осуществлять оперативный контроль за состоянием подошвы анода на электролизерах корпуса, своевремен но принимать меры по ликвидации неров ностей подошвы анода и самым пре дотвращать развитие горячего хода. Формула изобретения Способ контроля состояния подошвы анода электролизера для получения алюминия по амплитуде и частоте колебаний рабочего напряжения с получением данных регулирования процесса электролиза, сопровождающегося анодными эффектами, отличающийс я тем, что, с целью расширения информации,повышения точности и оперативности контроля,дополнительно фиксируют напряжение анодных эффектов и температуру электролита и при напряжении анодных эффектов ниже оптимального для данного типа электролизеров определяют расположение и характер неровностей на подошве анода по соотношению между амплитудой колебаний рабочего напряжения IflOO мВ и частотой 0,5-4 Гц, приведенной к постоянной температуре элекг .тролита. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Заявка № 1971194/22-1, С 25 С 3/20, 1973, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.