Способ контроля состояния межполюсного промежутка электролизера Советский патент 1980 года по МПК C25C3/20 

(54) СПОСОБ КОНТЮЛЯ СОСТОЯНИЯ МЕЖПОЛЮСНОГО ПЮМЕЖУТКА ЭЛЕКТЮЛИЗЕРА

1

Изоёретение относится к промышленному производству алюминия электролизом криоли тоглиноземных расплавов, более конкретно к контролю электрохимических параметров межполюсного промежутка алюминиевого электролизера, и может быть использовано j для оценки площади подмыкания металла с анодом и амплитуды воли на поверхности жидкого катода.

Известен способ контроля состояния межполюсного промежутка электролизера, включающий измерение параметров флуктуации электродвижущих сил индукционных датчиков, пронизываемых электромагнитным нолем анализируемого участка электролизера П).

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Это достигается тем, что выделяемые пульсации электродвижущей силы, снимаемой с выхода индукционного датчика, усиливают и разделяют отрицательные и положительные импульсы из ряд уровней, выбранных с учетом технологических параметров электролизера, и по амплитуде и частоте пульсаций электродвижущей силы на выбранных уровнях определяют площадь подмыкания, период и высоту волн па поверхности жидкого катода.

Способ осуществляется следующим образом.

Известно что единичные акты скачкообразного нарушения отдельных участков межпЬЛюсного сопротивления электролизера, возникающие при случайном подмыкании подошвы анода на металл, вызьтают скачкообразное изменение магнитного поля вокруг зтого участка.

На фиг. 1 приведены электролиэер (показан момент подмыкання участка анода с жидким катодом) и структурная схема устройства, реализуюц;1его способ; на фиг: 2 график шумов на выходе измерительного устройства.

Электролизер содержит кожух 1 анода, расплав 2 алюминия (жидкий катод), кожух 3 катода, участок 4 подмыкания металла с анодом, 5 - линии концентрации тока подмыкания, 6 - линии напряженности магнитного поля, созданные током поДмыкания.

Устройство включает индукционную рамку 7, охватывающую борт кожуха, усилитель 8, де З . тсктор 9, ограничитель 10 на пять уровней электронный ключ 11, счетчик числа 12 ограни ченных импульсов, гаггегратор 13 н цифровой вольтметр 14. В. результате подмыкания металла на анод появляются флуктуации горизонтальной составляющей магнитного поля (Нг) электролизера. Флуктуации Нг наводят в индукционном дат.чике (рамке) 7 электродвижущую силу (ЭДС) 100-3(Х) мкВ/виток. Флуктуации ЭДС noeiyhaют на вход усилителя 8 с регулируемым коэффициентом усиления (1000-10000). Коэффициент усиления подбирается так, чтобы на выходе был не ограниченный сигнал с амплитудой, не превышающей одного вольта. Усиленные флуктуации поступают на детектор 9. С выхода детектора положительные или отри цательные полупериоды флуктуации на ограничитель 10, который имеет пять уровней: О, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 В. Ограниченные на выбранном уровие сигналы поступают на электронный клю (реле времени) II, который подсоединяет ограничитель к интегратору 14 и счетчику 12 на „607z.J 0-сек. Счетчики регистрируют количество импульсов на выбранном уровне ограничителя (I-V, фиг. 2), а йнтегратор определяет суммарную площадь этих импульсов. Например, при нулевом урЬВнё ограничения . ...Ts, . ; . 1 берется площадь импульса $ «Г u(t)dt за время ti-ti, при И уровне - за время ti-t III - tj-t7, IV - tj-tg V - t4-ts;. Результирующее напряжение на выходе интегратора определяется суммарной площадью всех флуктуащюяных импульсов за интервал времени, определяемый электронным ключом 4 По окончании интегрирования результирующее напряжение с выхода 1штегратора считывается цифровым вольтметром, одновременно снимаются прказанга счетчика. Площадь подмыкания определяется из отношения ;; г, 4 Si(t)st SHO Kгде 1, Ti - время наблюдения задается ключом 4; . . :.:-- .. S. (t) - площадь i-ro импульса на выбран ном уровне ограничения, ,2...j N-порядковый номер импульса, К-коэффицяект пропорциональное ти; N - количество накопленизахиМйульсов за время наблюдения. Для граду1фЬвки прибора iro ТШюииди шдмыкания, предварительИо увелйчйбШт йШ:полюсное расстояние до устранения случайных подмыканий металла иа анод, а затем вводят под анод хус;ки угольных блоков с известной площадью контакта. Создав определенную площадь зам1ыкгния металла на анод, производят ЗШ1ер ktiffmecTBa импульсов и. их сумм§р } гю площаДь за время наблюдения Т,-Т накаж-. дом из уровней ограничения . Полученный градуировочный график связи между площадью KbHtaKta анод-металл и площадью флуктуацинных импульсов, используют в дальнейшем при контроле. О амплитуде волн на поверхности расплава судят по величине отношения ч ёJXWrsf(t)dt 5X(tMt где Sj, (t) - площадь импульса на уровне I. IV, V. Количество подмыкакий N за время наблюдения связано с периодом волн на поверхности алюминия т.е. период волн будет пропорщюнален среднему значецию количества подмыканий ни верхних уровнях Тг-Т, . На макете, собранном по функциональной схеме фиг. 1 (за исключением счетчика), была проведена, предварительная оценка зависимости площади флyкiyaци6нныx импульсов от межполюсного расстояния. Данные приведены в таблице. Измерения проводят на электролизере с нормальным технологм еским режимом. Величина межполюсного расстояния 4 см взята условно, последуюише замеры проводят при поднятии анода иа 0,5 см. Высоту подъема анода измеряют линейкой. Из при1В1еденных данных видно, что площадь импульсов флуктуации горизонтальной составляюшей магнитного поля связана с параметраили межполюсного промежутка электролизера. На уровнях ограничения III, V, V заметно снижение интенсивиости (площади) флуктуашга от увеличения межполюсиого расстояния. Внедрение способа позволит увеличить выход по току на 0,5-1,5%,

. Формула изобретения

Способ контроля состояния мёжпоЯюсного промежутка электролизера с жидким катодом, например алюминиевого, включающий измерение параметров флуктуации электродвижущих сил шздукционных датчиков, пронизывдемы}1 электромагнитным полем жализируемого участка электролизера, отличающийс я тем, 4to, с целью повышения точности контроля, выделяемые пульсации электродвижущей силы, снимаемой с выхода индукционного датчика, усиливают и разделяют отрицательные и положительные импульсы на ряд уровней, выбраннь1Х с учетом технологических

параметров электролизера, и по амплитуде и частоте пульсаций электродвижущей силы на выбранных уровнях определяют площадь под- мыкания, период и высоту волн на поверхности жидкого катода.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 387030, кл. С 25 С 3/20, 1972.

0.1

/ f j Ц ; r

iCfA