Способ контроля состояния межполюсного промежутка электролизера

OnИбАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (717156

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 27.05.77 (21) 2492427/22 — 02 (51)М. Кл.

С 25 С 3/20 с присоединением заявки М йаударотеенный комитет,СССР до делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.02 80 Бюллетень,% 7 (53) УДК 669.713..724 (088.8) Дата опубликования описания 25 02.80 (72) Авторы изобретения

Г, Я. Шайдуров и А. И. Громыко

Красноярский политехнический институт (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ МЕЖПОЛЮСНОГО

ПРОМЕЖУТКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

Изобретение относится к промышленному производству алюминия электролизом криоли тоглиноземных расплавов, более конкретно к контролю электрохимических параметров межполюсного промежутка алюминиевого электролиэера, и может быть использовано

5 для оценки площади подмыкания металла с анодом и амплитуды волн на поверхности жидкого катода.

Известен способ контроля состояния меж10 полюсного промежутка электролизера, включающий измерение параметров флуктуаций электродвижущих сил индукционных датчиков, пронизываемых электромагнитным полем анализируемого участка электролизера (11.

Белью изобретения является повышение точности контроля.

Это достигается тем, что выделяемые пульсации электродвижушей силы, снимаемой с выхода индукционного датчика, усиливают и разделяют отрицательные и положительные импульсы на ряд уровней, выбранных с учетом технологических параметров электролнзера, и по амплитуде и частоте пульсаций электродвижу2 щей силы на выбранных уровнях определяют площадь подмыкання, период и высоту волн на поверхности жидкого катода.

Способ осуществляется следующим образом.

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

На фиг. 1 приведены электролизер (показан момент подмыкания участка анода с жидким катодом) и структурная схема устройства, реализуюп1его 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 подмыкання, 6 — линии напряженности магнитного поля, созданныв током подмыкания.

Устройство включает индукционную рамку 7, охватывающую борт кожуха, усилитель 8, де17156 4 попюсное расстояние до устранения случаиных подмыканий металла на анод, а затем вводят. под анод куски угольных блоков с известной ппощадьв контакта. Создав определенную плошадь замыкания металла на анод, производят! замер кОЙичества импульсов и. Их суммазщую площадь за время наблюдения Т,— Тана каж-. дом из уровней ограничения — Ч. Полученный градуировочный график связи между площадью !

0 контакта анод-металл и площадью флуктуационных импульсов, используют в дальнейшем при контроле.

О амплитуде волн на поверхности расплава судят по величине отношения

М

I5 т2 ,! 5ф)dt Яс»

20 или

l т<

Х SI (i}dt ! е лю тл

) з,(t)dt

ТЛ

7Q — г, Ni3.NBN Х

35, сек

40 т2

5i(t) Nt

45 где/ T2.— время наблюдении задается ключом 4;

S (t) — площадь i-ro импульса на выбран-! ном уровне ограничения, !1,2...

N -порядковый номер импульса, К-коэффициент пропорциональности; 55

Й вЂ” количество накопленных иаайуль- сов за время наблюдения.

Для градуировки прибора по площади подмыкания; предваритепьйо увеличйваюбт Qek- "

" 3 " 7

rcicrop 9, ограничитель !О на пять уровней, электронный ключ 11, счетчик числа 12 ограниченных импульсов, интегратор 13 и цифровой вольтметр 14, В результате подмыкания металла на анод появляются флуктуации горизонтальной составляющей магнитного поля (Нг) электролизера.

Флуктуации Hr наводят в индукционном датчике (рамке) 7 электродвижущую силу (MC)

100 — 360 мкВ/виток. Флуктуации ЭИС поступают на вход усилителя 8 с регулируемым коэффйцйентом усйпения (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 илн отрицательные полупериоды флуктуаций на ограничитель 10, который имеет пять уровней: О, 0,2, 0,4, О,б, 0,8 В. Ограниченные на выбранном уровне сигналы поступают на электронный ключ (реле времени) 11, который подсоединяет ограничитель к интегратору 14 и счетчику 12 на

60 — 180 сек, Счетчики регистрируют количество импульсов на выбранном уровне ограничителя (! — Ч, фиг. 2), а интегратор определяет суммарную площадь этих импульсов.

Например, прн нулевом уровне ограничения

1 берется площадь импульса 4, (у®Д эа л „! т время tq-t2, при II уровне — за время tq — та, т2 т7 IV тз тб Ч т4 5

Резулыирующее напряжение на выходе интегратора определяется суммарной площадью всех фпуктуационных импульсов за интервал времени, определяемый электронным ключом 4.

По окончании интегрирования результирующее напряжение с выхода интегратора считывается цифровым вольтметром, одновременно снимаются показания счетчика.

Площадь подмыкаиия определяется иэ отношения где S;, Si, Si (t) — площадь импульса на ,N .V уровне I, IV, Ч.

Количество подмыканий N за время наблюдения связано с периодом волн на поверхности алюминия, т.е. период волн будет пропорционален среднему значению количества подмыканий на верхних уровнях

На макете, собранном по функциональной! схеме фиг, 1 (за исключением счетчика), была проведена,. предварительная оценка зависимости площади флуктуационных импульсов от меж-полюсного расстояния. Ванные приведены в таблице.

Измерения проводят на электролнэере с нормальным технологическим режимом. Величина межполюсного расстояния 4 см взята условно, последующие замеры провод2гг при поднятии анода на 0,5 см. Высоту одъема анода измеряют линейкой.

Из приведенных данных видно, что площадь импульсов флуктуаций горизонтальной состав лявшей магнипаэго поля связана с параметрами межполюсного промежутка эпектролизера.

На уровнях ограничения III, IV, V заметно снижение интенсивности (площади) флуктуаций or увеличения межполвсного расстояния.

Внедрение способа позволит увеличить выход по току на 0;5-1,5%.. 717156

Величина напряжения на выходе интегратора по уровням ограничения, В

Высота межполюсного промежутка, см

16,99 .:13 71

10,56 8 25

10,50 8,15

5,90

4,0

16,78

13,49

5,39

4,5

16,44 13,57 10,32 7,11

4,77

5,0

Формула изобретения

Способ контроля состояния межпояюсного промежутка электролизера с жидким катодом, например алюминиевого, включающий измерение параметров флуктуации электродвижущих сил индукционных датчиков, пронизываемых электромагнитным полем анализируемого участка электролизера, о т л и ч а ю щ и йс я тем, чтo, с целью повышения точности контроля, выделяемые пульсации электродвижущей силы, снимаемой с выхода индукционного датчика, усиливают и разделяют отрицательные и положительные импульсы иа 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 на поверхности жидкого катода.

11сточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 387030, кл. С 25 С 3/20, 1972, 717156

4 < 4y 4y Ogtgfgk> 3y

Редактор Т. Смирнова

Заказ 9766/34

Составитель Г. Кричевский

Техред О.Легеза Корректор Я. Веселовская

Тираж 698 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4