NO161687B - Fremgangsmaate og anordning for styring av en slaginnretning - Google Patents
Fremgangsmaate og anordning for styring av en slaginnretning Download PDFInfo
- Publication number
- NO161687B NO161687B NO84844033A NO844033A NO161687B NO 161687 B NO161687 B NO 161687B NO 84844033 A NO84844033 A NO 84844033A NO 844033 A NO844033 A NO 844033A NO 161687 B NO161687 B NO 161687B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- chisel
- impedance
- stated
- electrolyte
- measuring circuit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 49
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 14
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002194 amorphous carbon material Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Indicating And Signalling Devices For Elevators (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for styring av en slaginnretning med opp/ned-bevegelig meisel for å bryte gjennom den dannede skorpe på elektrolytten i en smelteelektrolysecelle, særlig for fremstilling av aluminium, ved påvisning av kontaktdannelse mellom meisel og smelteelektrolytt, idet meiselen anvendes som måleføler i en elektrisk målekrets, og signalforandringer frembragt ved forandring av impedansen mellom meisel og smelteelektrolytt utnyttes for nevnte styring.
Oppfinnelsen gjelder også en anordning for styring av en slaginnretning med opp/ned-bevegelig meisel for gjennombrudd av den dannede skorpe på elektrolytten i en smelteelektrolysecelle, særlig for fremstilling av aluminium, ved påvisning av kontakt mellom meisel og smelteelektrolytt ved hjelp av en elektrisk målekrets, hvori meiselen inngår som måleføler og området mellom meisel og smeltelektrolytt gjør tjeneste som kontaktsignifikant impedanselement.
For utvinnelse av aluminium ved smelteelektrolyse av aluminiumoksyd oppløses dette oksyd i en fluoridsmelte, som for størstedelen består av kryolitt. Det katodisk utskilte aluminium samler seg på undersiden av fluoridsmelten på cellens karbonbunn, således at overflaten av det oppsamlede flytende aluminium danner cellens katode. I smeiten er det ovenfra neddykket anoder, som ved konvensjonelle fremgangs-måter utgjøres av amorft karbonmaterial. Ved elektrolytisk spaltning av aluminiumoksyd utvikles ved karbonanodene oksygen som forbinder seg med anodenes karbonmaterial til CO^ og CO. Elektrolysen finner sted innenfor et temperaturområde fra ca 940 til 970°.
I løpet av elektrolysen forbrukes således foreliggende aluminiumoksyd eller oksydleire i elektrolytten. Ved en nedre kon-sentrasjon på ca. 1 - 2 vekt% oksydleire i elektrolytten opptrer såkalt anodeeffekt, som gir seg til kjenne ved en spen-ningsforhøyelse fra for eksempel 4 - 5 V til 30 V eller mer. Under normal drift betjenes således cellen vanligvis perio-disk, også når ingen anodeeffekt opptrer. I tillegg må ved hver anodeeffekt innholdet av oksydleire økes ved tilførsel av nytt aluminiumoksyd. Ved innkapslede elektrolyseceller sikres en maksimal tilbakeholdning av prosessgasser når betjeningen finner sted automatisk med korte tidsmellomrom. Ved siden av det for tiden vanlige, lokale og kontinuerlige "punkt-mate"-prinsipp kan også ikke kontinuerlig oksydleiretilførsel langs hele cellens lengde- eller tverrakse anvendes.
Kjente forrådstanker eller oksydleiresiloer som er anordnet på elektrolysecellene, foreligger vanligvis i form av trakter eller beholdere med en traktformet eller konisk utløpende nedre del. Innholdet i sådanne siloer anordnet på cellen dekker for det meste oksydbehovet for en eller to dager, og de kalles derfor for dagssiloer. Materialtilførselen til sådanne dagssiloer finner for nærværende vanligvis sted gjennom et lukket rørsystem, fortrinnsvis ved hjelp av tett strøm-ningsføring ut fra den sentrale oksydleireforsyning.
Oksydleiretilførselen fra dagssiloen til et gjennombrudd i skorpen ovenpå smelteelektrolytten finner ved kjente anord-ninger vanligvis sted ved åpning av minst en klaff, som svinges til side under oksydinnløpet, eller i andre systemer ved hjelp av doseringsskruer, doseringssylindre eller doser-ingsvolumer.
Ved andre tilførselsinnretninger for oksydleire benyttes dag-siloer som er anordnet på elektrolysecellen, mens doserings-innretningene befinner seg utenfor celleområdet.
Ved kontinuerlig oksydleiretilførsel er det vesentlig at det alltid foreligger et tilsvarende åpent skorpegjennombrudd for at oksydleiren kan mates porsjonsvis inn i elektrolytten. Ved moderne elektrolyseceller er således alltid oksydleiretil-førselen og slaginnretningen for gjennombrudd av skorpen kom-binert med hinnannen både med hensyn til monteringssted og arbeidsfunksjon. En elektronisk prosesstyring utløser først hevning og senkning av slaginnretningens meisel, og umiddelbart derpå følger oksydleiretilførselen.
Ved en mekanisk eller pneumatisk påvirkbar endekobler utløses således meiselens senkebevegelse samt dens tilbakeføring til hvilestilling.
Dette har til følge at meiselen under en viss tid forblir neddykket i smelteelektrolytten, og derfor forholdsvis raskt korroderes og derfor må utskiftes før den egentlig er utslitt. Videre vil skorpematerial hefte seg til en sterkt oppvarmet meisel, og må derfor strykes av. Trykkluftforbruket er forholdsvis høyt. Fra FR-PS 2483965 er det nå kjent en fremgangsmåte og en anordning av ovenfor angitt art. I henhold til dette skrift anvendes brytemeiselen som måleføler i en elektrisk målekrets, som er ført fra meiselen over en registreringsinnretning til cellens katode. Hvis nå meiselen dykker ned i smelteelektrolytten, så opptrer i registreringsinnret-ningen en likespenning som er frembragt av elektrolyselike-strømmen mellom smelteelektrolytten og cellekatoden, og denne spenning utnyttes som anvisning om at meiselen er kommet i kontakt med smelteelektrolytten, samt som styringskriterium. Forsøk har nå vist at man ved denne fremgangsmåte og anordning ikke kan oppnå tilfredsstillende resultater i form av entydige styrekriterier. Dette kan blant annet forklares på følgende måte: Anode/katode-spenningen, som i sin helhet eller delvis utnyttes ved fremgangsmåten i henhold til det nevnte franske patentskrift, er gjenstand for variasjoner. Som kjent strøm-mates nemlig sådanne smelteelektrolyseceller med elektrolyse-strøm som fra en strømkilde flyter gjennom et flertall sådanne celler i seriekobling.
Av denne grunn innstiller anode/katodespenningene i de enkelte celler seg i samsvar med den for øyeblikket foreliggende elektriske motstand mellom anode og katode, og holdes på ingen måte konstant ved en stiv matespenning. Som allerede nevnt ovenfor kan således anode/katodespenningen variere innenfor vide grenser, særlig når det opptrer anodeeffekter. Sådanne variasjoner, som vanligvis ikke kan forutsees, utgjør for-styrrelser som påvirker cellens anode/katodespenning, og faktisk inngår i målingen ved ovenfor angitte kjente fremgangsmåte, da det i henhold til denne fremgangsmåte utføres en spenningsmåling a.v driftsparametre for cellen.
Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å utforme den innledningsvis angitte fremgangsmåte og anordning slik at de ovenfor angitte ulemper overvinnes.
Dette formål oppnås i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte ved at impedansen mellom meisel og smelteelektrolytt registreres ved hjelp av en aktiv impedansmålekrets.
Til prinsippiell forskjell fra tidligere kjent teknikk for-synes således målekretsen i henhold til oppfinnelsen med en
egen aktiv signalkilde, nemlig en strøm- eller spenningskilde, idet impedansen mellom meisel og smelteelektrolytt utledes ved registrering av det strøm- eller spenningssignal som opptrer i målekretsen, i det minste fortrinnsvis, ved at målekretsen
sluttes når meiselen dykker ned i smelteelektrolytten.
Herunder styres så slaginnretningen fortrinnsvis slik at meiselen heves når den målte impedans ved hjelp av den aktive impedansmålekrets har nådd en forut fastlagt minsteverdi.
Tar man hensyn til at det for å anvende minst mulig total energi til slagsinnretningene i de enkelte elektrolyseceller i et elektrolyseanlegg, må hver enkelt slaginnretning drives med lavest mulig energi hvilket vil si at drivenergien bare må være akkurat tilstrekkelig til i det normale tilfelle å slå igjennom skorpen, foreslåes det i henhold til oppfinnelsen at man først senker meiselen med forut fastlagt kraft, derpå overvåker om det innenfor et forut bestemt tidsrom oppnås ovenfor angitte minste impedansverdi, samt i motsatt fall øker meiselens driftkraft nedover.
Hvis nemlig nevnte minste impedansverdi som gir anvisning om meiselens gjennomslag av skorpen, ikke oppnås innenfor det forut fastlagte tidsrom, så forhøyes som en følge av dette slaginnretningens drivenergi ved økning av den nedoverrettede drivkraft, for derved å frembringe gjennombrudd av skorpen.
Videre forhøyes driftssikkerheten av en sådan slaginnretning ved at man registrerer tidsrommet for å oppnå eller under-skride nevnte minsteverdi, og ved overskridelse av et forut bestemt maksimaltidsrom, frembringer en anvisning.
Hvis nemlig det tidsrom hvorunder meiselen befinner seg neddykket i smelteelektrolytten overskrider det forut fastlagte maksimale tidsintervall, så er dette en anvisning om at slaginnretningen ikke fungerer som tilsiktet.
Foreliggende anordning av ovenfor art er i henhold til oppfinnelsen utført slik at vedkommende målekrets med tilhørende aktiv kilde og måleinnretning utgjør en impedansmålekrets.
Ut i fra dette vil det forståes at målekretsen fra meiselen over den aktive kilde og måleinnretningen fortrinnsvis må være forbundet med smelteelektrolytten over en lavohmig, godt kon-taktdannende tilkobling. Stedet for denne tilkobling er av sekundær betydning. Det er således mulig å anordne dette tilkoblingspunkt direkte i det område hvor meiselen dykker ned i smelteelektrolytten. Hvis dette tilkoblingspunkt med hensyn på cellens driftsparametre befinner seg praktisk talt på samme potensial som det område hvori meiselen dykker inn i smelteelektrolytten, så vil det med hensyn til cellens drift ved denne neddykning praktisk talt foreligge en potensialdif-feranse av nullverdi mellom tilkoblingspunktet og meiselen. I et sådant tilfelle forblir målekretsen upåvirket av cellens driftsparametre, og særlig da av anode/katodespenningen, og en likestrømimpedansmåling kan da'faktisk utføres.
For imidlertid på den ene side å være uavhengig av cellens driftsparametre, og på den annen side av tilfeldige forstyr-relseparametre, foreslåes i henhold til oppfinnelsen at nevnte kilde utgjøres av en vekselsignalkilde, således at det er en vekselsignalimpedans som måles. Prinsippielt blir da den registrerte impedans i høy grad uavhengig av nevnte driftsparametre for cellen og de tilfeldige forstyrrelseimpulser, når målekretsen er forbundet på den ene side med meiselen og på den annen side lavohmig med koblingspunktet til smelteelektrolytten. Jo mer lavohmig de ytterligere impedans-elementer i kretsen er i tillegg til meisel/elektrolytt-impedansen ved den foreliggende driftsfrekvens for kretsen, desto svakere blir de ovenfor angitte påvirkninger.
Skjønt det prinsippielt er'mulig å utføre tilkoblingspunktet til smelteelektrolytten isolert i forhold til cellen, hvilket innebærer at hele målekretsen holdes elektrisk flytende i forhold til cellen, forenkles kretsutførelsen i høy grad ved at tilkoblingen for smelteelektrolytten også utgjør et tilkoblingspunkt for cellen selv. Dette punkt kan for eksempel enten ligge på anode- eller katodesiden. Hvis det ved hjelp av velselstrømsignalkilden måles en vekselstrømimpedans, foreslåes det videre å koble inn i kretsen avkoblingskondensatorer for likestrøm, og som er istand til høyohmig likestrømavkobling av cellens driftsstørrelser fra kretsen, men likevel virker som lavohmige elementer av hensyn til den anvendte driftsfrekens for målekretsen.
Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til de vedlagte tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser skjematisk et vertikalt snitt gjennom en elektro-lysecelle med målekrets i henhold til oppfinnelsen og som drives av en vekselsignalkilde. Fig. 2 er en fremstilling analogt med fig. 1, men med en målekrets med avvikende tilkobling i forhold til fig. 1, og som prinsippielt kan anvendes både for måling av like-strøms- og vekselstrømsimpedans, samt med inntegnet blokkskjema for slaginnretningens styringsfunksjon.
I figurene er det vist et stålkar 10 foret med et isolasjons-og karbonsjikt, som imidlertid ikke er inntegnet for over-siktens skyld, men faktisk inneholder de katodestaver som er innleiret i cellens karbonbunn og forløper i cellens tverr-retning.
På cellens karbonbunn ligger et sjikt av utskilt flytende aluminium 12, og ovenpå et lag av smeltet elektrolytt 14, med likeledes ikke inntegnet overflateskorpe. I smelteelektrolytten 14 er det ovenfra neddykket karbonanoder 16, som ved hjelp av anodestenger 18 er hengt opp på anodebjelker 20.
Cellekapslingen omfatter en horisontal tildekning 22 med bevegelige skråstilte dekkplater 24, som er elektrisk isolert mot kanten av stålkaret 10. Til den anodiske overbygning 26 er slaginnretningen 28 festet over en elektrisk isolasjon på minst 5 kOhm. Denne slaginnretning driver pneumatisk en meisel 30 som kan beveges vertikalt opp og ned, og som er , inntegnet i hvilestilling på oversiden av karbonanodene 16. Videre er meiselen inntegnet stiplet i sin nederste arbeidsstilling, hvor meiselen er neddykket i smelteelektrolytten og derved slutter den elektriske målekrets, som i fig. 1 er en vekselstrømkrets, samt i neste øyeblikk atter heves til hvilestilling.
Den vekselstrømkrets som i henhold til fig. 1 er tilkoblet utsiden av slaginnretningen 28 samt elektrolysecellens stålkar 10, nemlig i et punkt 38 med katodisk cellepotensial, mates fra en vekselspenningskilde 32, som frembringer en veksel-spenning på 24 V. Det elektroniske relé 34 måler det veksel-strømsignal som foreligger i avhengighet av kretsens impedans, og avgir et tilsvarende signal til elektronisk prosesstyring 36. To avkoblingskondensatorer 40 i vekselstrømkretsen sørger for likestrømpotensialskille mellom elektrolysecellen og nevnte elektroniske prosesstyring samt releet 34. 1 henhold til fig. 2 er den ené tilkobling 42 til målekretsen, som i sin helhet er betegnet med 44, forbundet med meiselen 30, mens den annen tilkobling 46 er forbundet med en av anodestengene 18. Målekretsen 44 omfatter prinsippielt en aktiv signalkilde 48, en signalgenerator for likestrømsignaler eller fortrinnvis vekselstrømsignaler, samt en måleinnretning 50 for impedansmåling, nemlig en måleinnretning for enten strøm eller spenning. Slik som angitt i forbindelse med fig. 1, styres fortrinnsvis slaginnretningen i samsvar med impedansmålesignalet, og helst over en prosesstyring. I fig. 2 er det med funksjonelle skjemablokker angitt hvorledes de vesentlige styrefunksjoner kan frembringes i en egen styrean-ordning for dette formål, hvorved i de fleste tilfeller dess-uten en foreliggende prosesstyring forutsettes anvendt. I henhold til fig. 2 virker utgangen A^q fra måleinnretningen 50 på en inngang for en komparatorenhet 52, til hvis annen inngang det er tilkoblet en referansesignalkilde 54, som fortrinnsvis er innstillbar. Komparatorenheten 52 avgir et signal med høy amplityde ab bare i det tilfelle utgangssignalet fra måleinnretningen 50 underskrider den innstilte koblings-verdi fra kilden 54. Hvis utgangssignalet fra måleinnretningen 50 er proposjonal med kretsimpedansen, hvilket vil si impedansen mellom meiselen 30 og anodestangen 18, så forekom-mer på utgangssiden av komparatorenheten 52 bare et signal med høy amplityde i det tilfellet det registreres en utpreget min-steimpedans for kontaktdannelsen mellom meisel og smelteelektrolytt. Hvis denne kontakt er opprettet, så innstilles en bistabil enhet, slik som en multivibrator 56. Slaginnretninge 28 styres pneumatisk over en styreenhet 58 med styreinnganger d og u, tilsvarende henholdsvis senkebevegelse og hevebe-vegelse. For nedsenkning av meiselen 30 sluttes en start-bryter S^ og en styrespenning Ug legges på styreenhetens senkeinngang d, nemlig gjennom en omkobler Sp som da befinner seg i den inntegnede stilling. Meiselen senkes og kommer til slutt i kontakt med smelteelektrolytten. Ved innstilling av det bistabile element 56 kobles omkobleren S ? om til den angitte stilling med stiplede linjer, hvilket utløser tilbakestillingen av meiselen 30 over styreenheten 58. Ved påvisning av kontakten mellom meisel og elektrolytt ut-løser den stigende signalflanke på utgangssiden av det bistabile element 56 en tidsforsinkelsekobling, f.eks. en monostabil multivibrator 59 med innstillbar pulslengde J ^, og ved slutten av den puls som opptrer på utgangen A^g frembringes over en monostabil multivibrator 60 en ytterligere puls, som tilføres en OG-port 62. Den annen inngang av denne OG-port 62 er forbundet med utgangen for komparatorenheten 52. Utgangspulsen fra den monostabile multivibrator 60 vil således bare opptre på utgangssiden av OG-porten 62 i det tilfellet meiselen da befinner seg i kontakt med smelteelektrolytten. Hvis denne puls således opptrer på utgangssiden av OG-porten 62, så angir dette at kontakten mellom meisel og elektrolytt faktisk er opprettholdt under det innstilte tidsrom ^ , altså for lenge, og en bistabil kobling, slik som en multivibrator 64 innstilles, hvilket fører til en anvisning på anvisningsinnretningen 66. Nevnte multivibrator 64 tilbakestilles ved fallende flanke på utgangen A^2 fra komparatorenheten 52, hvilket angir at kontakten mellom meisel og elektrolytt atter er avbrudt ved tilbaketrekning av meiselen.
Ved utløsning av senkebevegelsen når bryteren S. sluttes, utløses videre en annen tidsforsinkelsekobling 68, slik som en monostabil multivibrator med innstillbar utgangspulslengde J<*>^. Ved slutten av den puls som opptrer på utgangen Agg
fra enhet 68 og med pulslengde 3~2 f^robringes over en monostabil multivibrator 70 en ytterligere puls. Denne puls tilføres OG-porten 72. En tilsvarende puls på utgangssiden av den monostabile multivibrator 70 opptrer imidlertid bare på utgangssiden av OG-porten 72 når den annen inngang av nevnte port befinner seg på logisk enernivå, hvilket i betraktning av
inverteren 75 bare er tilfelle når utgangssignalet fra multi-vibratorn 56 angir at kontakten mellom meisel og elektrolytt ikke er opprettet. Pulsen på utgangssiden av porten 72 anviser således at det etter utløsning av meiselens senkebevegelse og en ventetid 2 faktisk ennå ikke har funnet sted noen kontaktdannelse mellom meisel og elektrolytt. Dette betyr da at skorpen ikke er gjennombrudt. Den puls som opptrer på utgangssiden av porten 72 innstiller derfor en bistabil kobling, nemlig multivibratoren 74, hvis utgangssignal påvirker styreinngangen E^g for et kraftinnstillingsorgan 76, som sørger for at den trykkraft eller det trykk P som meiselen 30 drives nedover med, forhøyes. Hvis da skorpen gjennombrytes, tilbakestilles multivibratoren 74 av den stigende koblingsflanke på utgangssiden av multivibratoren 56. Skorpen er da gjennombrudt,og multivibratoren 56 tilbakestilles etter at meiselen 30 har gjennomløpt sin tilbakestil-lingsvei, og dette finner sted ved hjelp av en bare skjematisk angitt endekobler Sg. Gjennombruddsperioden er da av-sluttet. Det vil da fremgå av seg selv at meiselen for å utøve den forhøyede trykkraft i det minste delvis må trekkes tilbake, for derpå å foreta et nytt gjennombruddsforsøk. Styringsorganet for dette er ikke angitt i fig. 2.
Hvis utgangssignalet fra multivibratoren 74 er innstillet, utløses en ytterligere tidsforsinkelseenhet, f.eks. en monostabil multivibrator 72, med innstillbar pulslengde 3~3'°S ved slutten av denne pulslengde frembringes atter en ytterligere puls ved hjelp av en monostabil multivibrator 80. Ved OG-porten 82 opptrer utgangspulsen fra den monostabile multivibrator 80 bare i det tilfelle multivibratoren 74 samtidig fremdeles er innstilt, hvilket vil si at det fremdeles arbeides med forhøyet meiselkraft. Dette betyr videre at meiselen selv ikke ved forhøyet trykk er istand til å trenge gjennom til smelteelektrolytten. Denne tilstand bringes over i en ELLER-port 84 også til anvisning på anvisningsenheten 66.
Meiselens senkebevegelse utløses således ved en styring som i det følgende vil bli betegnet som elektronisk prosesstyring. Dette kan finne sted i et tidsmessig fastlagt intervall ved å lukke S 1 i fig. 2, for eksempel med mellomrom på ett til to minutter, alt etter foreliggende instrumentelle analyseresul-tater av oksydleirekonsentrasjonen i smeltebadet, eller i samsvar med andre automatiserte parametre.
Den fortrinnsvis anvendte vekselspenningskilde i fig. 1 kan angi en innstillbar spenning, som fortrinnsvis ligger mellom 20 og 40 V, og særlig mellom 20 og 25 V. Den samlede motstand i den sluttede vekselstrømkrets gjennom smelteelektrolytten avpasses her slik at vekselspenningskilden ved den innstilte spenning avgir en strøm på noen få milliampére.
Det elektroniske relé (omkobler) som var innebygget i veksel-strømkretsen viderefører kretssignalet til den sentrale elektroniske prosesstyring, som vanligvis er anordnet utenfor vedkommende elektrolysehall.
Mellom såvel det elektroniske relé og slaginnretningen som vekselstrømkilden og det koblingspunkt som befinner seg på katodisk cellepotensial, er som angitt i fig. 1 en konden-sator innkoblet i vekselstrømkretsen. Disse kondensatorer oppretter et potensialskille mellom elektrolysecellen, med dens eventuelle vandrestrømmer, og den elektroniske prosesstyring.
Samtlige elementer i målekretsen befinner seg i nærheten av elektrolysecellen, men imidlertid utenfor den varme korro-derende sone.
Når det gjelder oppfinnelsens fremgangsmåte frembringer den elektroniske prosesstyring ved hjelp av et signal en senkning av meiselen til arbeidsstilling og, etterat kontakt er opprettet med elektrolytten, for eksempel ved hjelp av det elektroniske relé umiddelbar hevning av meiselen til hvilestilling, eller i det tilfelle målekretsen ikke er blitt sluttet.i løpet av det fastlagte tidsrom 3"'2 etter meiselens nedsenkning, økning av det pneumatiske eller hydrauliske trykk P på meiselen.
I hvilestilling befinner meiselen seg utenfor anodeområdet, nemlig på den ene side på grunn av mekaniske forhold ved anodeskifting, og på den annen side på grunn av den tiltagende temperatur- og korrosjonsvirkning i retning av skorpegjen-nombruddet.
Ved første kontakt av den den nedsenkede meisel 30 i arbeids-posisjon med den flytende elektrolytt sluttes nevnte målekrets, og gjennom den elektroniske prosesstyring innledes umiddelbart avslutning av nedsenkningsfasen og straks derpå en påfølgende hevning av meiselen til hvilestilling. En meisel som er noe nedslitt eller korrodert på sin nederste del, påvirker ikke oppfinnelsens fremgangsmåte uheldig.
Hvis meiselen 30 ved normal nedsenkning ikke kommer i kontakt med smelteelektrolytten, men bare med det størknede elektro-lyttmaterial, blir ikke målekretsen sluttet. Etter et fastlagt tidsrom J^, for eksempel 'på fem til ti sekunder etter meiselens nedsenkning, utløser den elektroniske prosesstyring en trykkforhøyelse. Hensiktsmessig arbeides ved normal drift av slaginnretningen med redusert ledningstrykk på f.eks. 3 - 4 bar. Hvis meiselen med dette reduserte ledningstrykk ikke kan frembringe tilstrekkelig slagkraft, sørger den elektroniske prosesstyring for at det kobles om til normalt ledningstrykk på f.eks. 7-8 bår. Hvis dette forhøyede trykk fremdeles ikke er tilstrekkelig til å bryte gjennom skorpen, så utløses ved den elektroniske prosesstyring et optisk og/eller akustisk signal, hvis ikke den elektriske kontakt i veksel-strømkretsen kan opprettes etter noen normale arbeidssykler. Betjeningspersonalet for cellen kan da sørge for å fjerne vanskeligheten. Det samme signal utløses også når veksel-strømkretsen under én normal arbeidssyklus av slaginnretningen forblir sluttet under en tid som overskrider 0^ } idet
meiselen for eksempel er blitt fastklemt.
Fortrinnsvis avgir spenningskilden i fig. 1 en spenning mellom 20 og 40 V, særlig mellom 20 og 25 V, og denne spenning frembringer da en vekselstrøm på noen milliampére ved kontaktdannelse mellom meisel og elektrolytt. Ved hjelp av oppfinnelsens anordning og fremgangsmåte kan således ikke bare oksydleiretilførselen kontrolleres, men også i tillegg over-våkningsfunksjoner utføres med hensyn på:
- Feil i trykkluftnettet.
- Feil i isolasjonen mellom slaginnretningen og elek-lysecellens anodiske del.
Claims (10)
1. Fremgangsmåte for styring av en slaginnretning med opp/ned-bevegelig meisel (30) for å bryte gjennom den dannede skorpe på elektrolytten (14) i en smelteelektrolysecelle, særlig for fremstilling av aluminium, ved påvisning av kontaktdannelse mellom meisel og smelteelektrolytt, idet meiselen (30) anvendes som måleføler i en elektrisk målekrets, og signalforandringer frembragt ved forandring av impedansen mellom meisel og smelteelektrolytt utnyttes for nevnte styring, karakterisert ved at impedansen mellom meisel (30) og smelteelektrolytt (14) registreres ved hjelp av en aktiv impedansmålekrets (38, 40, 32, 34).
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at meiselen (30) heves når nevnte impedans har nådd en forut fastlagt minsteverdi.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at meiselen (30) senkes med forut fastlagt kraft, og det overvåkes om nevnte minsteverdi oppnås innenfor et forut bestemt tidsrom, og meiselens nedsenkningskraft økes hvis dette ikke er tilfelle.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at tiden registreres til nevnte minsteverdi er oppnådd eller passeres, hvorpå en anvisning frembringes hvis en forut fastlagt maksimaltid overskrides.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at økningen av meiselens nedsenkningskraft anvises.
6. Anordning for styring av en slaginnretning med opp/ned-bevegelig meisel (30) for gjennombrudd av den dannede skorpe på elektrolytten (14) i en smelteelektrolysecelle, særlig for fremstilling av aluminium, ved påvisning av kontakt mellom meisel og smelteelektrolytt ved hjelp av en elektrisk målekrets, hvori meiselen (30) inngår som måleføler og området mellom meisel og smelteelektrolytt gjør tjeneste som kontaktsignifikant impedanselement,
karakterisert ved at målekretsen med tilhør-ende aktiv kilde (32) og måleinnretning (34) utgjør en impedansmålekrets.
7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at kilden er en vekselsignalkilde (32).
8. Anordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at målekretsen er sluttet på den ene side gjennom meiselen (30) og på den annen side over en lavohmig tilkobling (38) som er forbundet med smelteelektrolytten (14).
9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at nevnte tilkobling utgjøres av et tilkoblingspunkt (38) på cellen (12, 14,
16).
10. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at nevnte kilde (32) er tilkoblet over en likestrømavkoblende kondensatoranordning (40) .
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH73983 | 1983-02-10 | ||
PCT/CH1984/000019 WO1984003108A1 (en) | 1983-02-10 | 1984-02-09 | Control method and device for a feeding or crust breaking device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO844033L NO844033L (no) | 1984-10-09 |
NO161687B true NO161687B (no) | 1989-06-05 |
NO161687C NO161687C (no) | 1989-09-13 |
Family
ID=25685539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO844033A NO161687C (no) | 1983-02-10 | 1984-10-09 | Fremgangsm te og anordning for styring av en slaging |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO161687C (no) |
-
1984
- 1984-10-09 NO NO844033A patent/NO161687C/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO161687C (no) | 1989-09-13 |
NO844033L (no) | 1984-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4563255A (en) | Process and device for controlling a crust breaking facility | |
US7731824B2 (en) | Measuring duct offgas temperatures to improve electrolytic cell energy efficiency | |
US4431491A (en) | Process and apparatus for accurately controlling the rate of introduction and the content of alumina in an igneous electrolysis tank in the production of aluminium | |
NO156983B (no) | Innretning for naktig innstilling av anodeplanet i en el ektrolysecelle for fremstilling av aluminium. | |
NO177109B (no) | Utstyr for mekanisk utskiftning av anoder i aluminiumelektrolyseovner eller for å bryte istykker skorpen og påmate alumina | |
NO171419B (no) | Fremgangsmaate og anordning for aa styre faste elektrolyttilsetninger til en elektrolytisk celle for produksjon av aluminium | |
NO157508B (no) | Flytende katodeelement for aluminiumelektrolyse. | |
US3625842A (en) | Alumina feed control | |
NO161687B (no) | Fremgangsmaate og anordning for styring av en slaginnretning | |
AU2004278526A1 (en) | Method and system for controlling addition of powdery materials to the bath of an electrolysis cell for the production of aluminium | |
NL8102771A (nl) | Werkwijze en inrichting voor het regelen van de toe- voer van aluminiumoxyde aan een cel voor de vorming van aluminium door electrolyse. | |
US3539461A (en) | Anode effect termination | |
NO153935B (no) | Anordning for foering av elektrisk stroem mellom elektrolyseceller. | |
NO840320L (no) | Anordning og fremgangsmaate ved innfesting av anodetapper eller -staver i en karbonanode | |
NO138606B (no) | Fremgangsmaate ved uttapping av aluminium fra en elektrolysecelle for aluminiumfremstilling | |
NO134707B (no) | ||
NO133942B (no) | ||
NO154310B (no) | Anodebaereranordning for stroemtilfoersel til flere anoder i en smelteelektrolysecelle. | |
NO125894B (no) | ||
CA2095082C (en) | Electrolytic removal of magnesium from molten aluminum | |
KR960008016B1 (ko) | 유체와 유체간의 계면의 위치를 검출하는 방법 및 장치 | |
RU2425180C2 (ru) | Способ управления алюминиевым электролизером | |
US4592813A (en) | Full pot anode change in the production of aluminum | |
US3829365A (en) | Method of operating a cell for the recovery of aluminum by electrolysis of aluminum oxide in a fluoride melt | |
NO159713B (no) | Eggbeholder med foeringselementer for lukking av samme vedhjelp av trykkknapper. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |
Free format text: EXPIRED IN |