RO119240B1

RO119240B1 - Procedeu de reglare a conţinutului în alumină în cuvele de electroliză pentru producţia de aluminiu

Info

Publication number: RO119240B1
Application number: RO97-01109A
Authority: RO
Inventors: Olivier Bonnardel; Pierre Marcellin
Original assignee: Aluminium Pechiney
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2004-06-30
Also published as: DE69708513D1; AU719053B2; EP0814181A1; FR2749858B1; ZA975324B; ES2165010T3; BR9703604A; SA97180273B1; CA2208913C; SI9700163A; CA2208913A1; DE69708513T2; NO317186B1; FR2749858A1; NO972723D0; AR007606A1; IN192205B; US6033550A; NO972723L; EP0814181B1

Abstract

Procedeu de reglare a conţinutului în alumină în baia unei cuve de producţie de aluminiu, prin electroliza aluminei dizolvate într-o sare în topitură pe bază de criolit, constând în alternanţa fazelor de subalimentare cu alumină şi a fazelor de supraalimentare cu alumină faţă de un regim de consum teoretic mediu de alumină al cuvei în funcţie de valorile calculate în timpul fiecărui ciclu (i) de reglare, de durată (T), a rezistenţei medii (R(i)) măsurate la bornele cuvei, a vitezei de evoluţie a acestei rezistenţe sau pantei rezistenţei P(i), a vitezei de evoluţie a pantei rezistenţei sau a curbei C(i) şi a pantei extrapolate (PX(i))=P(i)+C(i) x T), care sunt comparate respectiv cu valorile de referinţă P0, C0 şi PX0, permiţând modularea, după un algoritm de reglare adecvată, a conţinutului în alumină al băii într-o plajă de concentraţie foarte îngustă cuprinsă între 1,5 şi 3,5%. ŕ

Description

Invenția se referă la un procedeu de producere a aluminiului, fiind aplicată, în special, la reglarea conținutului de alumină în cuvele de electroliză după procedeul Hall-Heroult.

întrucât măsurarea directă a conținutului de alumină a băilor prin analiza probelor prelevate periodic nu a fost suficientă industrial, cea mai mare parte dintre procesele industriale cunoscute de reglare a conținutului de alumină în cuvele de electroliză au recurs la o evaluare directă a conținutului de alumină urmărind un parametru electric reprezentativ pentru concentrația de alumină a electrolitului. Acest parametru reprezintă, în general, variația rezistenței la bornele cuvei de electroliză alimentate sub tensiunea U, incluzând o forță contraelectromotoare și evaluată, de exemplu, la 1,65V.

R = (U-e)/l

Prin etalonare se poate trasa o curbă de variație a lui R în funcție de conținutul de alumină și prin măsurarea lui R (la o frecvență determinată după metodele cunoscute) se poate cunoaște, în orice moment concentrația aluminei (AI₂O₃).

în brevetul FR 1457746 (GB 1091373) este prezentat un asemenea procedeu care folosește acest principiu de detecție pentru comandarea unui distribuitor de alumină asociat la un mijloc de străpungere a crustei de electrolit.

Un alt procedeu cunoscut, pornește de la măsurarea variației rezistenței băii de electrolit cu ajutorul unui anod pilot pentru detectarea scăderii conținutului de alumină și apariția unei tendințe de efect de anod cu scopul de a acționa asupra ritmicității de introducere a aluminei dintr-un container prevăzut cu un dispozitiv de străpungere a crustei de electrolit.

Un alt procedeu cunoscut de reglare a conținutului de alumină, prezentat în publicația US 4654129, se bazează pe controlul conținutului de alumină între o limită superioară și o limită inferioară. Plaja conținuturilor în alumină, care trebuie respectată, este cuprinsă între 2 și 8%. Se alimentează cuva un timp predeterminat și cu o cantitate de alumină superioară consumului său teoretic până la obținerea unei concentrații predeterminate în alumină (de exemplu 7%, deci puțin inferioară maximului său admisibil de 8%), apoi se comută alimentarea cu o ritmicitate egală cu consumul teoretic un timp predeterminat t₂ și se întrerupe, în sfârșit, alimentarea până la apariția primelor simptome de efect de anod. Se reia atunci ciclul de alimentare cu o ritmicitate superioară consumului teoretic.

în cazul acestui procedeu concentrația în alumină a băii poate varia în timpul unui ciclu de la 3 la 8%, ceea ce este insuficient pentru reglarea conținutului de alumină a unei băi de tip acid într-o plajă scăzută și îngustă de 1 până la 3 sau 4%.

în cazul procedeului prezentat în publicația US 4654129 se face apel la măsurarea rezistenței R la bornele cuvei de electroliză printr-un al doilea parametru de reglare, care este panta (P = dR/dt) și care reprezintă variația rezistenței determinate de o schimbare voluntară a regimului de alimentare cu alumină a băii un timp determinat. Dar cunoașterea numai a rezistenței R la bornele cuvei de electroliză nu este suficientă pentru a stăpâni cu precizie conținutul de alumină a băii și, prin urmare, pentru a controla cantitatea sau frecvența efectelor de anod, deoarece parametrul R, la o temperatură constantă a băii, este funcție de două variabile, pe de o parte de conținutul în alumină, implicit rezistivitatea p a băii, pe de altă parte de distanța anod-metal (DAM). Trebuie, deci, găsit un parametru discriminant obținut din panta P = dR/dt, numită panta rezistenței, singurul parametru cu adevărat reprezentativ pentru sărăcirea, respectiv, îmbogățirea băii cu alumină. Realizând, de exemplu, o subalimentare momentană a băii cu alumină față de consumul teoretic, se înregistrează o mărire a rezistivității cu scăderea conținutului de alumină a băii după o lege de evoluție cunoscută în timp ce distanța anod-metal, cu o evoluție mult mai lentă, practic nu variază.

RO 119240 Β1

Procedeul descris în brevetul EP 044794 se bazează pe reglarea acestor doi 50 parametri R și dR/dt plecând de la o fază de subalimentare a băii în alumină după care se impune trecerea la o fază de supraalimentare pentru o durată predeterminată T, dacă rezistența R depășește limita superioară R_o + r, unde R_o este rezistența de referință și dacă panta rezistenței P este superioară unei pante de referință P_o. în schimb, dacă panta P rămâne inferioară pantei de referință P_o, ceea ce este dovada unui conținut suficient în 55 alumină a băii, se menține regimul de subalimentare a băii, dar se dă, dacă este necesar, o comandă de coborâre a cadrului anodic, sau o strângere, pentru reducerea distanței anodmetal și aducerea lui R în plaja de referință R_o ± r.

în sfârșit, plecând de la faza de supraalimentare de durată T, se trece la regimul de subalimentare un timp T și dacă R a devenit inferior limitei superioare Rq - r a plajei de refe- 60 rință, se dă o comandă de ridicare a cadrului anodic, sau de desfacere, pentru creșterea distanței anod-metal și se recomandă un nou ciclu.

Acest mod de reglare permite menținerea conținutului în alumină a băii într-o plajă îngustă și scăzută și astfel, obținerea unor randamente Faraday de ordinul 95% pentru băile acide, reducând simultan, într-un mod remarcabil, cantitatea (sau frecvența) efectelor de 65 anod (EA) asupra cuvelor, care evaluează într-un număr de efecte de anod pe cuvă și pe zi, sub denumirea “contribuția efectului de anod”.

La cuvele de tip vechi contribuția efectului de anod este superioară lui 2 până la 3 EA/cuvă/zi, în timp ce la cuvele mai recente efectul de anod este de 0,2 la 0,5 EA/cuvă/zi. în acest stadiu, supraconsumarea energiei și pierderea de randament Faraday, legate de 70 efectele de anod sunt slabe și până în ultimii ani această performanță a fost considerată suficientă.

Recent totuși, o dată cu dezvoltarea cuvelor de electroliză de intensitate foarte înaltă și cu căutarea unor performanțe mereu mai ridicate în domeniul randamentelor Faraday, dar și cu luarea în considerare a problemelor de poluare de către compușii fluorocarbonați 75 (CFx), în mod special tetrafluorura de carbon CF₄, al cărui potențial mare de absorbție a radiațiilor infraroșii favorizează efectul de seră, reducerea, și chiar suprimarea efectelor de anod generatoare de gaze fluorocarbonate a devenit prioritară. Efectul de anod este un fenomen electric al ionilor fluorură care survine atunci când nu există ioni de oxigen la contactul cu anozii datorită lipsei de alumină. în loc să se producă, după procesul normal, gaz 80 carbonic și monoxid de carbon, cuva produce gaze fluorocarbonate a căror captare prin mijloace obișnuite este imposibilă datorită nereactivității chimice și a stabilității acestor gaze.

Un alt procedeu cunoscut, brevet US 4654130, prevede alimentarea automată a cuvelor de electroliză pentru obținerea aluminiului, iar ratele de alimentare cu alumină, în raport de ratele de alimentare de referință depind de conținutul de alumină din baia de 85 electroliză. Dacă se adaugă un surplus de alumină, datorită condițiilor anormale de operare sau datorită altor cauze, de exemplu schimbarea anozilor, față de rata de referință de alimentare, se obține o producție scăzută datorită măririi rezistenței băii, măsurată ca o pantă pozitivă în sistemul de control.

De aceea, cuvele de electroliză sunt prevenite pentru obținerea unei acumulări 90 excesive de alumină în baie, datorată unui eveniment ca schimbarea anozilor, schimbarea proprietăților aluminei etc., ca urmare, rata de alimentare automată cu alumină va scădea până când nivelul superior de alimentare cu alumină va deveni un nivel normal de alimentare.

în cazul unei subalimentări, de exemplu o cantitate mică de alumină în baie, rata de 95 alimentare cu alumină va fi mărită pentru menținerea unui nivel minim de alumină.

RO 119240 Β1

Rata de schimbare a rezistenței băii, pentru o anumită configurație a cuvei de electroliză, este obținută prin măsurarea rezistenței utilizând o tehnică convențională tipică pentru cuvele de electroliză când cuva este condusă pentru o supraalimentare sau subalimentare sub un control corespunzător al acestor condiții. De aceea, pentru un tip dat de cuvă de electroliză, cu o anumită configurație, rezistența este controlată la un nivel superior și o supraalimentare a cuvei este performantă. Aceste măsurători vor defini o dreaptă când rezistența, în raport cu inversul timpului, este reprezentată. Panta acestei drepte va fi, desigur, definită de rata schimbării rezistenței băii în raport cu timpul.

Anumite măsurători sunt, de exemplu, subiectul sigur al unor erori datorită unui anumit număr de factori care includ: 1) acuratețea măsurătorilor echipamentului și influențele externe asupra cuvei, de exemplu schimbarea anozilor, schimbările curente care nu sunt detectabile; 2) manipularea manuală a cuvei de asemenea manieră care nu este raportabilă la sistemul de control; 3) diferite distorsiuni datorită schimbării, etc.

Curentul care traversează baia este caracterizat de două aspecte. Primul aspect este de tip ohmic în timp ce al doilea aspect se bazează pe schimbările produse. De aceea nu va fi nici o problemă pentru determinarea rezistenței cuvei dacă curentului va fi constant. Eroarea majoră în determinarea ariilor rezistenței constă în aceea că influențele externe nu sunt constante. O schimbare a curentului este asociată cu o schimbare a câmpului magnetic; o dată cu acesta se schimbă parametrii băii, deci o schimbare a distanței dintre anod și catod. Operarea performantă a schimbării anozilor, controlul computerizat, de asemenea, pot introduce unele erori în măsurarea rezistenței.

Acest procedeu de reglare a conținutului de alumină nu poate asigura valori scăzute a efectului de anod cu menținerea unui randament Faraday ridicat.

Problema care apare în cazul producerii aluminiului prin electroliză constă în necesitatea menținerii unui conținut de alumină în niște limite precise și relativ înguste și o scădere cât mai însemnată a efectului de anod concomitent cu reducerea cât mai mult a poluării.

Un prim obiect al invenției constă în realizarea unui procedeu care să asigure valori scăzute pentru efectul de anod la 0,02 EA/cuvă/zi, menținând randamentul Faraday la un nivel cât mai ridicat.

Un alt obiect al invenției constă în reducerea temperaturii la care lucrează cuvele de electroliză.

Problema a fost rezolvată și obiectivele au fost atinse cu ajutorul unui procedeu care cuprinde doi algoritmi, unul destinat să prevină efectele de anod, altul destinat să stabilizeze alimentarea cu alumină. Primul regim urmărește să se detecteze premizele apariției unui efect de anod și declanșează, dacă este necesar, un program de supraalimentare. Un al doilea regim permite ca reglarea concentrației în alumină a băii să fie în jurul unei valori egale cu consumul real al cuvelor.

Procesul de alimentare a aluminei este o funcție a valorii și schimbării rezistenței R a cuvei de electroliză, calculată ca diferență a potențialului electric, măsurată la electrozii terminali ai cuvei, fazele de subalimentare cu alumină în rate lente fiind alternate cu fazele de supraalimentare cu alumină în rate repezi sau foarte repezi, comparând cu o rată de referință ori cu o rată teoretică corespunzând menținerii unei rate teoretice de consum a cuvei de electroliză, totodată se realizează și un control al operațiilor în fiecare ciclu. La fiecare ciclu i, se calculează rezistența medie R(i), viteza de evoluție a rezistenței ori panta rezistenței P(i), viteza de evoluție a pantei rezistenței sau curba C(i) și o previziune a valorii pantei rezistenței la un moment t(i+1) sau panta extrapolată PX(i) = C(i) χ T, care este o estimare a următoarei pante a rezistenței P(i+1) la sfârșitul ciclului de reglare 1+1.

r

Valoarea rezistenței R(i) este comparată cu o valoare de referință Ro și, pe această 145 bază, sunt transmise comenzile pentru a regla cadrul anodic, micșorând distanța anodmetal, sau mărind distanța anod-metal.

Alimentarea aluminei este reglată ca o funcție de valorile pantei P(i), a curbei C(i) și a pantei extrapolate PX(i), cu referire față de niște praguri de referință P_o, C_o și PX₀, în așa fel încât să se compenseze prin anticipare evoluția conținutului în alumină. 150 în această ultimă etapă, dacă alumina este alimentată în faza 1, valorile P(i), C(i) și P(i) sunt comparate respectiv cu valorile de referință P_o, C_o și PX₀. Dacă P(i) < P_o și PX(i) < PXO, faza 1 se continuă. Dacă P(i) > P_o sau PX(i) >PXO, se trece la faza 2 de alimentare cu alumină. Dacă C(i) > C_o, faza 2 începe cu o rată de alimentare foarte rapidă pe o durată predeterminată sau calculată, urmând alimentarea în rate rapide, calculul duratelor fiind 155 efectuat în funcție de valorile calculate la sfârșitul fiecărui ciclu definit anterior. Dacă C(i) < C_o alimentarea cu alumină se face în rate rapide pentru o durată predeterminată sau calculată în funcție de valorile calculate la sfârșitul ciclului de reglare definit anterior. Dacă alimentarea aluminei este în faza 2, faza 2 se continuă normal după durata predeterminată sau calculată la sfârșitul fazei 1, precedente. 160 în timpul desfășurării noului proces s-a putut observa reducerea ratei efectului de anod trecând îndată la un regim de alimentare cu cadență rapidă fără a aștepta ca panta rezistenței R să iasă din plaja de referință, descrisă anterior în domeniu, din momentul în care panta rezistenței P a devenit foarte ridicată, indicând un conținut foarte scăzut de alumină (1 la 2%) în baie și un mare risc de apariție a efectului de anod. 165

Menținând un control al conținutului de alumină în baia de electroliză între 1 și 3% se stabilesc cele mai bune condiții, în primul rând pentru utilizarea băilor acide de electroliză la temperaturi joase, garantând excelente randamente Faraday.

Procedura de reglare este activată numai când cuva de electroliză se află în condiții de exploatare normale, cu alte cuvinte corect reglată, stabilă și liberă de acțiunea pertur- 170 batoare de reglare, ca, de exemplu, schimbarea electrozilor, sau alte proceduri specifice de reglare, ca, de exemplu, schimbarea anodului, scurgerea metalului sau proceduri specifice de reglaj. Dacă cuva de electroliză nu funcționează în condiții normale, alimentare cu alumină se face în cadența teoretică CT ori se așteaptă până ce ating condițiile normale de funcționare pentru a se trece la faza 1. 175

Pe de altă parte, dacă faza 1 de alimentare, realizată în cadrul normal al procedurii de reglare, se prelungește peste durata predeterminată și dacă numărul de comenzi de depărtare din timpul fazei 1 depășește un prag predeterminat de securitate, rezultă că baia este prea bogată în alumină și atunci se reduce, sau se întrerupe total alimentarea cu alumină pentru a îndepărta excesul de alumină din baie. 180

Invers, dacă numărul de comenzi de apropiere din timpul fazei 1 depășește un prag determinat de securitate, se pornește faza 2 de alimentare, oricare ar fi valoarea pantei rezistenței și a pantei extrapolate.

Dacă curba C(i) depășește un prag predeterminat de securitate, se pornește faza 2 de alimentare cu alumină, oricare ar fi valorile pantei rezistenței P(i) și a pantei extrapolate 185 PX(i). Pe de altă parte, în ceea ce privește determinarea parametrilor de reglare care intervin în noul procedeu de reglare, au fost aduse modificări în metodele de calcul al parametrilor cunoscuți care sunt R și P pentru a le mări precizia, au fost folosiți parametri complementari și noi, pentru a le mări fiabilitatea.

Astfel, pentru calculul rezistenței R(i) la fiecare sfârșit de ciclu de reglare i, de durată 190 T, (cuprinsă între 10 s și 15 min) la începutul căruia se dau eventuale comenzi de reglare F care modifică nivelul rezistenței, se împarte ciclul de reglare i în cicluri elementare de durată t (cuprinse între 1 secundă și 15 minute), se elimină primele cicluri elementare de

RO 119240 Β1 reglare a în timpul cărora nivelul rezistenței este modificat de operațiile de reglare a cadrului anodic și se calculează media R(i) pentru ultimile n-a cicluri elementare (acn). în acest caz se calculează, de asemenea, la sfârșitul fiecărui ciclu elementar k, de durată t, rezistența medie r(k) a acestui ciclu elementar. Aceste valori r(k) sunt numerotate pe tot timpul fazei 1 de alimentare pentru calculul pantei P(i), păstrând ultimele N valori (N fiind un număr predeterminat).

Panta rezistenței R(i), panta extrapolată PX(i) și curba C(i), determinate la sfârșitul fiecărui ciclu de reglare i, de duratăT, sunt calculate pornind de la rezistențele medii r(k), înregistrate, ale ciclurilor elementare numerotate de la începutul fazei 1 de subalimentare, în limita ultimelor N valori, prin această metodă de calcul, realizându-se o uniformizare a datelor brute cu eliminarea variațiilor rezistenței datorate comenzilor de reglare a cadrului anodic. Calculul pantei rezistenței și a parametrilor auxiliari poate fi efectuat prin regresia parabolică a rezistențelor sau prin regresia liniară a variațiilor rezistenței sau prin altă metodă echivalentă cu o regresie neliniară a rezistențelor.

De preferință, metoda de calcul a pantei rezistenței P(i) utilizată, constă într-o regresie liniară a variațiilor rezistenței sau a pantelor instantanee dr(k) = r(k) - r(k-1) care se calculează la sfârșitul fiecărui ciclu elementar k, de durată t și după eliminarea ciclurilor elementare în timpul cărora au fost date comenzi de reglare a cadrului anodic. Această regresie liniară a pantelor instantanee dr(k) este echivalentă unei regresii parabolice a rezistențelor r(k) după eliminarea variațiilor rezistenței datorate comenzilor de reglare a cadrului anodic.

Noua metodă de calcul a pantei rezistenței este bazată pe principiul regresiei parabolice, care permite o mai bună aproximare a curbei reale de creștere a rezistenței. Această metodă de calcul a pantei aduce pe altă cale informații complementare și noi care sunt utilizate drept parametri auxiliari de reglare în vederea optimizării reglării conținutului în alumină.

Cunoașterea dreptei de regresie liniară a pantelor instantanee permite predicția valorii pantei rezistenței pentru un ciclu i + 1 sau a pantei extrapolate PX(i) care este dată de ordonata dreptei de regresie extrapolate la momentul t(i+1) = t(i) + T. Această valoare a pantei extrapolate PX(i) este aplicată pentru detectarea anticipată a unei măriri rapide a rezistenței și pentru a lua decizia trecerii la faza de alimentare în ritm rapid (cadență rapidă CR) atunci când această pantă extrapolată PX(i) devine superioară unei pante extrapolate de referință PXo astfel încât PX(i) > P_o.

Este, de asemenea, avantajos să se utilizeze un alt parametru auxiliar, care este curba C(i), adică viteza de evoluție a pantei rezistenței P(i) dată de panta dreptei de regresie liniară a pantelor instantanee, pentru a porni și modula supralimentarea, ea însăși după principiul că o curbă ascendentă anunță o creștere mare a rezistenței. Astfel, depășirea valorii de referință C_o declanșează un regim de alimentare cu cadență așa-numită ultrarapidă, URC. Pentru o curbă mai mică decât C_o regimul de alimentare în cadență rapidă CR - comandat prin parametrii P(i) și PX(i) este considerat suficient pentru a face să scadă R(i) și a evita efectul de anod.

Pragurile de referință P_o, PXo și C_o pot lua diferite valori predeterminate sau calculate în funcție de condițiile de funcționare a cuvei (aciditatea băii, temperatura, rezistența etc.).

Procedeul conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- permite obținerea unui randament Faraday ridicat;

- mărește durata de utilizare a băii de electroliză;

- reduce gradul de poluare;

- îmbunătățește randamentul energetic al procesului de electroliză.

Invenția va fi prezentată în continuare în legătură și cu fig.1 ...3, care reprezintă:

- fig.1, variația rezistenței R la bornele cuvei de electroliză în funcție de conținutul în alumină a băii; ___________

- fig.2, graficul pantei extrapolate;

- fig.3, curba de creștere reală a rezistenței în comparație cu o regresie liniară.

RO 119240 Β1

Procedeul conform invenției permite reglarea conținutului în alumină în cuvele de producere a aluminiului prin electroliza aluminei dizolvate într-o topitură pe bază de criolit și constă din alternarea fazelor de subalimentare cu alumină cu fazele de supraalimentare cu alumină față, de un regim de consum teoretic mediu de alumină al cuvei, în funcție de valorile calculate în timpul fiecărui ciclu i de reglare, de durată T, a rezistenței medii R(i), a vitezei de evoluție a pantei rezistenței sau a curbei C(i) și a pantei extrapolate PX(i) care sunt comparate, respectiv, cu valorile de referință P_o, C_o și Px₀. Procedeul permite scăderea efectului de anod în medie cu 0,02 EA/cuvă/zi și utilizează principiul de bază al reglării conținutului în alumină care folosește doi parametri de reglare: rezistența R și panta rezistenței P=dR/dt.

Funcționarea cuvelor pentru producerea aluminiului a fost automatizată progresiv, mai întâi pentru ameliorarea ritmicității de funcționare și, astfel, a bilanțului energetic și a randamentului Faraday, dar și în scop economic și ecologic, pentru a elimina intervențiile umane dificile și a mări randamentul de captare a efluenților fluorurați.

Unul din factorii esențiali, care permite asigurarea ritmicității de funcționare a unei cuve de electroliză, pentru producerea aluminiului prin electroliza aluminei dizolvate într-o baie de electroliză în topitură pe bază de criolit, este menținerea unui conținut adecvat în alumină dizolvată în acest electrolit și, prin urmare, adaptarea în orice moment a cantităților de alumină introduse în baie la viteza de consumare a aluminei din cuvă.

Astfel, un exces de alumină creează riscul de ancrasare a fundului cuvei prin depuneri de alumină nedizolvată, putând să se transforme în plăci dure care sunt izolatoare din punct de vedere electric, pentru o parte din catod. Aceasta favorizează formarea unor curenți electrici orizontali foarte puternici în metalul cuvelor care, prin interacțiune cu câmpurile magnetice străpung suprafața metalului și provoacă o instabilitate a băii de metal.

Invers, o lipsă de alumină provoacă apariția unui efect de anod, care înseamnă o pierdere de producție și o mărire exagerată a tensiunii de la bornele cuvei de electroliză, care poate crește de la 4 la 30 sau 40 V. Acest supraconsum de energie are drept consecință degradarea randamentului energetic al cuvei, dar și al randamentului Faraday, ca urmare a dizolvării aluminiului în baie și a ridicării temperaturii băii de electroliză.

Necesitatea menținerii conținutului în alumină dizolvată în electrolit, în limite precise și relativ înguste, deci de introducere a aluminei cu cea mai mare regulabilitate posibilă, a condus la dezvoltarea în domeniu a unor procedee automate de alimentare și reglare a conținutului în alumină în cuvele de electroliză. Această necesitate a devenit o obligație o dată cu utilizarea băilor de electroliză așa-zise “acide” (cu conținut ridicat în Al F₃) care permit scăderea temperaturii de funcționare a cuvei de electroliză cu 10 până la 15°C (în jur de 950° în loc de 960’C obișnuit) și atingerea unui randament Faraday de cel puțin 94%. Având în vedere cele anterior menționate, a devenit indispensabilă posibilitatea reglării conținutului în alumină într-o plajă de concentrații foarte exactă și foarte îngustă (1 % până la 3%), ținând cont de gradul de solubilitate a aluminei legate de noua compoziție, cât și de scăderea temperaturii.

Spre deosebire de procedeele cunoscute, procedeul conform invenției aplică, la fiecare ciclu de reglare, o determinare a rezistenței și a pantei la fiecare sfârșit de ciclu de reglare și numai când rezistența iese din plaja de referință comandă declanșarea unei faze de supraalimentare dacă conținutul în alumină, măsurat de panta rezistenței, devine foarte mic, oricare ar fi valoarea rezistentei fată de valoarea de referință.

Datorită noii secvențe de operare în interiorul fiecărui ciclu, care ține cont de diferitele modificări survenite, procedeul conform invenției a permis diminuarea de 10 ori a contribuției efectului de anod față de procedeele cunoscute.

245

250

255

260

265

270

275

280

285

290

RO 119240 Β1

Procedeul conform invenției aplică un mod de alimentare a aluminei cu o ritmicitate modulată, în funcție de valoarea și de evoluția rezistenței R a cuvei, calculată pornind de la diferența de potențial măsurată la bornele cuvei, alternând fazele de subalimentare cu alumină, prin introducerea de alumină în ritm lent (cadență lentă CL, faza 1) cu faze de supraalimentare cu alumină, prin introducerea de alumină în ritm rapid (cadență rapidă CD)) sau ultrarapid (cadență ultrarapidă URC, faza 2) față de un ritm de referință sau teoretic (cadență teoretică CT), corespunzând consumului teoretic mediu de aluminiu în cuvă, caracterizat prin cicluri de reglare de durată T, comportând la fiecare ciclu următoarea secvență de operații:

A. La fiecare ciclu, se calculează rezistența medie R(i); viteza de evoluție a rezistenței ori panta rezistenței P(i), viteza de evoluție a pantei rezistenței sau curba C(î) și o previziune a valorii pantei rezistenței la un moment t(i+1) sau panta extrapolată PX(i) = C(i) x T, care este o estimare a următoarei pante a rezistenței P(i+1) la sfârșitul ciclului de reglare i+1.

B. Valoarea rezistenței R(i) este comparată cu o valoare de referință Ro și, pe această bază, sunt transmise comenzile pentru a muta cadrul anodic; mai aproape de distanța anod- metal, sau mai departe de distanța anod-metal.

C. Alimentarea aluminei este reglată ca o funcție de valorile pantei P(i), a curbei C(i) și a pantei extrapolate PX(i), cu referire față de praguri de referință ca P_o, C_o și PX_O în așa fel, încât să se compenseze, prin anticipare, evoluția conținutului în alumină.

în această ultimă etapă, dacă alumina este alimentată în faza 1, valorile P(i), C(i) și PX(i) sunt comparate respectiv cu valorile de referință P_o, C_o și PX_O. Dacă P(i) < P_oșiPX(i) < PX₀ faza 1 se continuă. Dacă P(i) > P_o sau PX(i) > PX₀ se trece la faza 2 de alimentare cu alumină. Dacă C(i) > C_o, faza 2 începe cu o rată de alimentare foarte rapidă pe o durată predeterminată sau calculată, urmând alimentarea în rate rapide, calculul duratelor fiind efectuat în funcție de valorile calculate la sfârșitul fiecărui ciclu definit anterior. Dacă C(i) < C_o alimentarea cu alumină se face în rate rapide pentru o durată predeterminată sau calculată în funcție de valorile calculate la sfârșitul ciclului de reglare definit anterior. Dacă alimentarea aluminei este în faza 2, faza 2 se continuă normal după durata predeterminată sau calculată la sfârșitul fazei 1 precedente.

în timpul desfășurării noului proces s-a putut observa reducerea ratei efectului de anod trecând îndată la un regim de alimentare cu cadență rapidă fără a aștepta ca panta rezistenței R să iasă din plaja de referință, descrisă anterior în domeniu, din momentul în care panta rezistenței P a devenit foarte ridicată, indicând un conținut foarte scăzut de alumină (1 la 2%) în baie și un mare risc de apariție a efectului de anod.

Fig. 1, în care este reprezentată variația rezistenței R la bornele cuvei de electroliză în funcție de conținutul în alumină pentru diferite distanțe anozi-metal crescătoare DAM, până la DAM₃, demonstrează că, reglând conținutul în alumină al băii între 1 și 3%, ne aflăm în cele mai bune condiții posibile, pe de o parte, pentru utilizarea unor băi de electroliză la temperatura coborâtă, garantând excelente randamente Faraday, pe de altă parte, pentru detectarea celei mai mici variații de rezistență, deoarece ne plasăm în zona celei mai puternice variații a lui R, adică în zona celei mai mari sensibilități. Contraponderea acestui dublu avantaj implică o capacitate de reacție foarte rapidă și cantitativă, în ceea ce privește regimul de alimentare a băii cu alumină pentru prevenirea riscurilor mari ale declanșării efectului de anod care apare în momentul în care conținutul în alumină al băii se apropie de 1%.

Pentru rezolvarea acestei probleme, incomplet tratată în stadiul tehnicii, care nu prevede necesitatea unui calcul al valorii pantei atunci când rezistența R depășește un prag înalt de referință R_o + r, este necesar să se efectueze acest calcul al pantei, nu numai la

RO 119240 Β1 sfârșitul fiecărui ciclu de reglare, dar și calculul pantei extrapolate pentru sfârșitul ciclului următor, pentru a le compara cu praguri de referință și pentru a declanșa imediat, dacă este necesar și anticipat o accelerare a cadenței de alimentare, în cazul în care apare o mărire rapidă a rezistenței, după cum se prezintă în fig.2.

Acest nou procedeu de reglare a conținutului în alumină nu exclude aplicarea și a 345 altor proceduri de securitate.

Procedura de reglare este activată numai când cuva de electroliză se află în condiții de exploatare normale, cu alte cuvinte corect reglată, stabilă și liberă de acțiunea perturbatoare de reglare, ca de exemplu schimbarea electrozilor, sau alte proceduri specifice de reglare, ca, de exemplu, schimbarea anodului, scurgerea metalului sau proceduri specifice 350 de reglaj. Dacă cuva de electroliză nu funcționează în condiții normale, alimentarea cu alumină se face în cadența teoretică CT, ori se așteaptă până ce se ating condițiile normale de funcționare, pentru a se trece la faza 1.

Pe de altă parte, dacă faza 1 de alimentare, realizată în cadrul normal al procedurii de reglare se prelungește peste durata predeterminată și dacă numărul de comenzi de 355 depărtare din timpul fazei 1 depășește un prag predeterminat de securitate, rezultă că baia este prea bogată în alumină și atunci se reduce sau se întrerupe total alimentarea cu alumină pentru a îndepărta de excesul de alumină din baie.

Invers, dacă numărul de comenzi de apropiere din timpul fazei 1 depășește un prag determinat de securitate, se pornește faza 2 de alimentare oricare ar fi valoarea pantei 360 rezistenței și a pantei extrapolate.

Dacă curba C(l) depășește un prag predeterminat de securitate, se pornește faza 2 de alimentare cu alumină, oricare ar fi valorile pantei rezistenței P(i) și a pantei extrapolate PX(i). Pe de altă parte, în ceea ce privește determinarea parametrilor de reglare care intervin în noul procedeu de reglare au fost aduse modificări în metodele de calcul al parametrilor 365 cunoscuți, care sunt R și P, pentru a le mări precizia, au fost folosiți parametri complementari și noi, pentru a le mări fiabilitatatea.

Astfel, pentru calculul rezistenței R(i) la fiecare sfârșit de ciclu de reglare i, de durată T, (cuprinsă între 10 s și 15 min) la începutul căruia se dau eventuale comenzi de reglare care modifică nivelul rezistenței, se împarte ciclul de reglare I în cicluri elementare de durată 370 t (cuprinse între 1 s și 15 min), se elimină primele cicluri elementare de reglare a, în timpul cărora nivelul rezistenței este modificat de operațiile de reglare a cadrului anodic și se calculează media R(i) pentru ultimile n-a cicluri elementare (a < n). în acest caz se calculează, de asemenea, la sfârșitul fiecărui ciclu elementar k, de durată t, rezistența medie r(k) a acestui ciclu elementar. Aceste valori r(k) sunt numerotate pe tot timpul fazei 1 de 375 alimentare pentru calculul pantei P(i), păstrând ultimele N valori (N fiind un număr predeterminat).

Panta rezistenței R(i), panta extrapolată PX(i) și curba C(î), determinate la sfârșitul fiecărui ciclu de reglare i, de durată T, sunt calculate pornind de la rezistențele r(k), înregistrate, ale ciclurilor elementare numerotate de la începutul fazei 1 de subalimentare, în 380 limita ultimelor N valori, prin această metodă de calcul realizându-se o uniformizare a datelor brute cu eliminarea variațiilor rezistenței datorate comenzilor de reglare a cadrului anodic. Calculul pantei rezistenței și a parametrilor auxiliari poate fi efectuat prin regresia parabolică a rezistențelor sau prin regresia liniară a variațiilor rezistenței, sau prin altă metodă echivalentă cu o regresie neliniară a rezistențelor. 385

De preferință, metoda de calcul a pantei rezistenței P(i) utilizată, constă într-o regresie liniară a variațiilor rezistenței sau a pantelor instantanee dr(k) = r(k) - r(k-1) care se calculează la sfârșitul fiecărui ciclu elementar k, de durată t și după eliminarea ciclurilor

RO 119240 Β1 elementare în timpul cărora au fost date comenzi de reglare a cadrului anodic. Această regresie liniară a pantelor instantanee dr(k) este echivalentă unei regresii parabolice a rezistențelor r(k) după eliminarea variațiilor rezistenței datorate comenzilor de reglare a poziției cadrului anodic.

Trebuie precizat că rezistența evoluează după o curbă și nu după o dreaptă. în stadiul tehnicii, publicația EP 044794, rezistența este calculată efectuând direct o regresie liniară a valorilor rezistenței măsurate la intervale regulate. După cum se vede în graficul din fig.3, aceasta conduce obligatoriu la subestimarea valorii reale a pantei. în plus, această eroare de estimare prin lipsă devine cu atât mai mare cu cât curba de evoluție a lui R este mai pronunțată, adică rezistența crește rapid. în cazul acestei practici atunci când rezistența depășește un prag înalt de referință R_o + r al plajei de reglare, această variație poate duce pur și simplu la o comandă de apropiere a cadrului anodic și de prelungire a alimentării cu alumină în ritm lent, în timp ce panta reală P(i) este de fapt superioară pantei de referință P_o și un efect de anod este foarte probabil să se producă.

Noua metodă de calcul a pantei rezistenței este bazată pe principiul regresiei parabolice, care permite o mai bună aproximare a curbei reale de creștere a rezistenței decât o regresie liniară clasică, așa cum se poate vedea din fig.3. Dacă din motive de complexitate și din cauza lipsei de mijloace nu s-a putut aplica exact acest tip de regresie pentru calculul pantei, procedeul conform invenției utilizează o cale înrudită cu regresia parabolică constând în calculul unei drepte de regresie liniară a pantelor instantanee, în care valoarea pantei rezistenței P(i) este dată de ordonata la timpul t(i) a dreptei de regresie liniară a pantelor instantanee. Această metodă de calcul al pantei aduce pe altă cale informații complementare și noi care sunt utilizate drept parametri auxiliari de reglare în vederea optimizării reglării conținutului în alumină.

Cunoașterea dreptei de regresie liniară a pantelor instantanee permit predicția valorii pantei rezistenței pentru un ciclu i + 1 sau a pantei extrapolate PX(i) care este dată de ordonata dreptei de regresie extrapolate la momentul t(i+1) = t(i) + T. Această valoare a pantei extrapolate PX(i) este aplicată pentru detectarea anticipată a unei măriri rapide a rezistenței și pentru a lua decizia trecerii la faza de alimentare în ritm rapid, (cadență rapidă CR), atunci când această pantă extrapolată PX(i) devine superioară unei pante extrapolate de referință PX ₀, astfel încât PX(i) >P₀.

Este, de asemenea, avantajos să se utilizeze un alt parametru auxiliar, care este curba C(i), adică viteza de evoluție a pantei rezistenței P(i), dată de panta dreptei de regresie liniară a pantelor instantanee, pentru a porni și modula supraalimentarea, ea însăși după principiul că o curbă ascendentă anunță o creștere mare a rezistenței. Astfel, depășirea valorii de referință C ₀ declanșează un regim de alimentare cu cadență așa-numită ultrarapidă, URC. Pentru o curbă mai mică decât C_o regimul de alimentare în cadență rapidă-CRcomandat prin parametrii P(i) și PX(i) este considerat suficient pentru a face să scadă R(i) și a evita efectul de anod.

Pragurile de referință P_o, PX ₀ și C ₀ pot lua diferite valori predeterminate sau calculate în funcție de condițiile de funcționare ale cuvei (aciditatea băii, temperatura , rezistența etc.).

Ca titlu de exemplu pentru o cuvă de 400.000 A (400 kA), valoarea pantei de referință P ₀ este cuprinsă între 10 și 150 ρΩ/s, a pantei extrapolate PX ₀ este cuprinsă între și 200 ρΩ/s și cea a curbei de referință C_o este cuprinsă între 0,010 și 0,200 ρΩ/s².

Toate aceste caracteristici de funcționare sunt valabile pentru o cuvă de intensitate de 400kA, sunt ușor de adaptat la cuve de mai mică intensitate știind că valorile precedente ale rezistenței R, ale pantei P și ale curbei C pot fi definite în valoare relativă față de intensitatea l< 1, parcurgând aceste cuve, astfel încât R’ = R x 400/I, P’ x 400/I’ și C’ = C x 400/Γ.

RO 119240 Β1

Exemple practice de realizare

Procedeul conform invenției a fost aplicat timp de mai multe luni pe prototipuri de cuve de electroliză, alimentate sub 400.000 A, în condițiile în care alumina a fost introdusă 440 direct în baia de electroliză, în topitura, în doze succesive de masă constantă prin mai multe orificii de alimentare, menținute deschise în permanență prin intermediul unui picamăr de crustă. S-a utilizat un dispozitiv de alimentare punctuală cu alumină a cuvelor de electroliză, așa cum a fost prezentat în publicațiile EP 044794, FR 2527647.

Calculul rezistenței R a fost realizat la fiecare 10 s, începând cu măsurarea inten- 445 sității I și a tensiunii U la bornele cuvei de electroliză după relația clasică.

'amperi

Un calculator integrator a permis determinarea valorilor medii ale rezistențelor r(k) 450 la fiecare 10 s sau ale rezistențelor instantanee r(k) în interiorul unui ciclu de reglare i, de durată T = 3 min și, după eliminarea, dacă este necesar, ale primelor valori ale ciclului de reglare corespunzător perioadei de comenzi de reglare a cadrului anodic, care modifică nivelul rezistenței, se calculează rezistența medie R(k) a ciclului și pantele medii dr(k) = r(k) - r(k-1) pentru durata restantă a ciclului, apoi se determină, prin regresie liniară a valorilor 455 dr(k) înregistrate la începutul fazei 1 în limita ultimelor N = 360 valori, panta PX și curba C = dP/dt. Apoi compararea valorilor P, PX și C, astfel calculate, cu valorile respective de referință antrenează declanșarea, prin intermediul lanțului control-comandă, a comenzilor adecvate date distribuitorului-difuzor de alumină. Aceste valori de referință sunt: P_o = 66 ρΩ/s, PX o = 110 ρΩ/s și C_o = 0,0656 ρΩ/s². 460

Consumul mediu orar de alumină pentru o cuvă de 400.000 A este de ordinul a 230 kg de A^OJoră, corespunzând cadenței de referință teoretică de alimentare CT. față de această cadență se definește de exemplu: CL cadență lentă = CT - 25% fie 173 kg AlgOg/oră utilizată în faza de alimentare 1

CR cadență rapidă = CT + 25% fie 2883 kg A^Og/oră, 465

CUR cadență ultrarapidă = 4CT fie 921 kgA^OJoră utilizată în faza de alimentare 2.

Cuva fiind în condiții normale de funcționare și alimentarea, fiind în faza 1, o secvență tip de reglare a conținutului de alumină este următoarea:

a) în timpul ciclului i, de durată T = 3 min, s-au găsit:

R(i) = 5,624 μΩ;

470

P(i) = 26 ρΩ/s;

PX(i) = 31 ρΩ/s;

C(i) = 0,028 ρΩ/s²

Faza de alimentare continuă

b) în timpul ciclului i+1 valorile P(i+1) și PX(i+1) rămânând inferioare pragurile de 475 referință P_o = 65 ρΩ/s și PX₀ = 110 ρΩ/s, faza 1 de alimentare continuă.

c) în timpul ciclului i + 2 s-au găsit:

R(i+2) = 5,936 μΩ;

P(i+2) = 71 ρΩ/s;

PX(i+2) = 75 ρΩ/s; 480

C(i+2) = 0,022 ρΩ/s² ceea ce declanșează trecerea la faza de alimentare 2 în cadență rapidă CR pe o durată de min, (durată calculată proporțional cu panta în timpul ciclului considerat după relația experimentală definită durata în minute = 0,038 x P(i) x P(i) + 6, rotunjită la nivel superior;

în cazul prezentat: 0,083 x 71 + 6 ~ 12.__________ 485

d) Faza 2 de alimentare continuă până la începutul ciclului 1 + 7, unde se revine la faza 1 de alimentare.

RO 119240 Β1

e) în timpul ciclului 1+7 s-au găsit: I

R(i+7) = 5,898 μΩ/s; |

490 P(i+7) = 71 ρΩ/s;

PX(i+7) = 10 ρΩ/s;

C(i+7) = 0,017 ρΩ/s².

Faza 1 de alimentare continuă.

f) în timpul ciclului i+8 și i+9 valorile P(i+8) și P(i+9) și a pantelor extrapolate PX(i+8)

495 și PX(i+9) rămânând inferioare pragurilor de referință P_o și PXo respectiv, faza de alimentare5 continuă.|

g) în timpul ciclului i+10 s-au găsit:

R(i+10) = 5,917 μΩ;’

P(i+10) = 108 ρΩ/s;

500 PX(i+10) = 120 ρΩ/s;J

C(i+10) = 0,067 ρΩ/s².?

Faza 2 de alimentare este declanșată cu alimentarea în cadență ultrarapidă, maii întâi un timp predeterminat de 2 min (durata de alimentare URC este în general fixată între 1 și 5 min, pentru a asigura reîncărcarea rapidă a băii cu alumină fără a risca totuși satu505 rarea sa și, prin urmare, ancrasarea cuvei). După 2 min, faza 2 de alimentare trece în cadență rapidă un timp calculat de 15 min [0,083 x P(i+10) + 6 rotunjit la minutul superior].

h) La capătul celor (2 + 15) = 17 min, adică în timpul ciclului i +16, se revine la faza de alimentare.

i) în timpul ciclului i +16 valorile P(i +16) și PX(i + 16) rămânând inferioare pragului

510 de referință P_o, PX₀, faza 1 de alimentare continuă și, mai general, continuă reglarea conținutului de alumină în baia de electroliză după regulile precedent definite.

Aplicarea procedeului fiind astfel precizată, după mai mult de 6 luni de aplicare la cuve prototip de 400.000 A, utilizând o baie de electroliză pe bază de criolit conținând 12% exces de AIF₃, deci cu caracter acid puternic, la o temperatură de 950°C, conținutul în

515 alumină a fost reglat în permanență între 1,5% și 3,5% cu o valoare centrală de 2,1%. Paralel, randamentul Faraday mediu, a fost de 95,6% și gradul de efect de anod de 0,018 EA/cuvă/zi.

Claims

Revendicări

520

1. Procedeu de reglare a conținutului în alumină în baia unei cuve de electroliză pentru producerea aluminiului prin electroliza aluminei dizolvate într-o sare în topitură pe bază de criolit, aplicând o alimentare cu alumină cu cadență modulată în funcție de valoarea și de evoluția rezistenței R a cuvei, calculată pornind de la diferența de potențial electric

525 măsurat la bornele cuvei, alternând fazele de subalimentare cu alumină cu introducerea aluminei cu cadență lentă CL (faza 1) și a fazelor de supraalimentare cu alumină cu introducerea aluminei cu cadență rapidă CR sau ultrarapidă URC (faza 2) față de o cadență de referință sau cadență teoretică CT corespunzând unui consum teoretic mediu, al aluminei din cuvă, caracterizat prin aceea că ciclurile de reglare de durată T, comportând la fiecare

530 ciclu de reglare i o etapă A pentru a calcula rezistența medie R(i), viteza de evoluție a rezistenței sau panta rezistenței P(i), viteza de evoluție a pantei rezistenței sau curba C(i) și o previziune a valorii pantei rezistenței la un moment t(i+1) sau panta extrapolată PX(i) = P(i) + C(i) χ T, care este o estimare a următoarei pante a rezistenței P(i+1) la sfârșitul ciclului de reglare i + 1, o etapă B în care valoare R(i) este comparată cu o valoare de

535 referință R_o și, în consecință, sunt date comenzi de deplasare a cadrului anodic, de

RO 119240 Β1 micșorare a distanței anod-metal sau de strângere sau de mărire a distanței anod-metal sau de desfacere și o etapă C de alimentare cu alumină, care este reglată în funcție de valorile pantei P(i), a curbei C(i) și a pantei extrapolate PX(i), de preferință față de praguri de referință ca P_o, C_o și PX₀, astfel încât să se compenseze, prin anticipare, evoluția conținutului în alumină.
2. Procedeu de reglare, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că alimentarea cu alumină este reglată, în etapa C, în funcție de valorile pantei (Pi), a curbei C(i) și a pantei extrapolate PX(i) față de pragurile de referință P_o, C_o și PXq.
3. Procedeu de reglare, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că alimentarea cu alumină este reglată în etapa C în condițiile în care dacă alimentarea cu alumină este în faza 1, valorile P(i), C(i) și PX(i) sunt comparate respectiv cu pragurile de referință Po. C_o și PXo și dacă P(i) < P_o și PX(i) < PXo, faza 1 continuă, dacă P(i) > P_o și PX(i) > PXo, se trece la faza 2 de alimentare cu alumină, dacă C(i) > C_o începe faza 2 printr-o alimentare în ritm ultrarapid (cadență ultrarapidă) o durată predeterminată sau calculată, calculul duratelor fiind efectuat în funcție de valorile calculate la sfârșitul ciclului de reglare definit înainte, dacă C(i) < C_o, alimentarea cu alumină trece direct la ritmul rapid (cadență rapidă) o durată predeterminată sau calculată în funcție de valorile calculate la sfârșitul ciclului de reglare definit înainte, iar dacă alimentarea cu alumină este în faza 2, faza 2 se continuă normal după durata predeterminată sau calculată la sfârșitul fazei 1 precedente.
4. Procedeu de reglare, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că procedura de reglare nu este permisă decât când cuva se află în condiții normale de funcționare, adică reglată corect, stabilă și în afara operațiilor perturbatoare de exploatare sau de reglare precum schimbarea anodului, scurgerea de metal sau proceduri specifice de reglare, și când procedura de reglare începe cu faza 1 de subalimentare cu alumină.
5. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1...4, caracterizat prin aceea că, la sfârșitul fazei 2 de alimentare cu alumină, cuva trece din nou în faza 1 dacă se află în condiții normale de funcționare.
6. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1 ...5, caracterizat prin aceea că, la sfârșitul fazei 2, alimentarea cu alumină trece în cadență teoretică sau în faza de așteptare dacă cuva nu se află în condiții normale de funcționare, apoi trece din nou în faza 1 imediat ce cuva a atins din nou condițiile normale de funcționare.
7. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1,2 sau 3, caracterizat prin aceea că, dacă durata unei faze 1 depășește o durată predeterminată și dacă numărul de comenzi de desfacere din timpul acestei faze 1 depășește un prag determinat de securitate, se detectează că baia este prea bogată în alumină și se reduce puternic sau se întrerupe total alimentarea cu alumină pentru purjarea băii de excesul de alumină.
8. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1,2 sau 3, caracterizat prin aceea că, dacă numărul de comenzi de strângere din timpul aceleiași faze 1 depășește un prag predeterminat de securitate, este pornită faza 2 de alimentare cu alumină oricare ar fi valorile pantei rezistenței și ale pantei extrapolare.
9. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1,2 sau 3, caracterizat prin aceea că, dacă curba depășește un prag predeterminat de securitate, este pornită faza 2 de alimentare cu alumină oricare ar fi valorile pantei rezistenței și ale pantei extrapolate.
10. Procedeu de reglare, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că fiecare ciclu de reglare i de durată T cuprinsă între 10 s și 15 min este împărțit în n cicluri elementare k de durată t, cuprinsă între 1 secundă la 15 min.

540

545

550

555

560

565

570

575

580

RO 119240 Β1
11. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1 la 10, caracterizat prin aceea că rezistența R(i), calculată la sfârșitul ciclului de reglare de durată T, este media rezistențelor pe ultimele n-a cicluri elementare ale ciclului de reglare, adică se elimină primele a cicluri elementare, în timpul cărora reglarea poate da comenzi de reglare ale cadrului anodic care modifică nivelul de rezistență.
12. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 10 sau 11, caracterizat prin aceea că se calculează la sfârșitul fiecărui ciclu elementar k, de durată t, rezistența medie r(k) a ciclului elementar și că valorile r(k) sunt memorate.
13. Procedeu de reglare, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că valorile r(k) sunt memorate în timpul fazei 1, limitându-se la ultimele N valori.
14. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 12 sau 13, caracterizat prin aceea că panta rezistenței P(i), panta extrapolată PX(i) și curba C(î), determinate la sfârșitul fiecărui ciclu de reglare i, de durată T, sunt calculate plecând de la istoricul rezistențelor medii r(k) a ciclurilor elementare, prin această metodă obținându-se o uniformizare a datelor brute r(k) cu eliminarea variațiilor rezistenței datorate comenzilor de reglare a cadrului anodic.
15. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1 sau 14, caracterizat prin aceea că, respectiv, calculul pantei rezistenței P(i) și al parametrilor auxiliari PX(i) și C(i) este efectuat prin regresia parabolică a rezistențelor sau prin regresia liniară a variațiilor rezistenței sau prin altă metodă echivalentă cu o regresie neliniară a rezistențelor.
16. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1, 14 sau 15, caracterizat prin aceea că metoda de calcul a pantei rezistenței P(i) și a parametrilor auxiliari constă într-o regresie liniară a pantelor instantanee dr(k) = r(k) - r(k-1) după eliminarea ciclurilor în timpul cărora au fost date comenzi de reglare a cadrului anodic.
17. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1 sau16, caracterizat prin aceea că valoarea pantei rezistenței P(i) este dată de ordonata la momentul t(i) a dreptei de regresie liniară sau a pantelor instantanee.
18. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1 sau 16, caracterizat prin aceea că predicția valorii pantei rezistenței pentru un ciclu i +1 sau a pantei extrapolate PX(i) este dată de ordonata dreptei de regresie extrapolate la momentul t(i+1) = t(i)+T.
19. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1 sau16, caracterizat prin aceea că valoarea curbei C(i) este dată de panta dreptei de regresie liniară a pantelor instantanee.
20. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 2 sau 3, caracterizat prin aceea că pragurile de referință P_o, PXq și C_o pot lua diferite valori predeterminate sau calculate în funcție de condițiile de funcționare a cuvei.
21. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 2 sau 3, caracterizat prin aceea că, pentru o cuvă de 400 kA, panta de referință P_o, este fixată între 10 și 150 ρΩ/s, panta extrapolată PXq de referință este fixată între 10 și 200 ρΩ/s și curba de referință C_o este fixată între 0,010 și 0,200 ρΩ/s².
22. Procedeu de reglare, conform revendicărilor 1, 2, 3 sau 21, caracterizat prin aceea că, respectiv, caracteristicile de funcționare ca rezistența R, panta rezistenței P, panta extrapolată PX și curba C, valabile pentru o cuvă de intensitate I de 400 kA, pot fi transpuse la cuve de intensitate mai slabă sau mai puternică, astfel încât R’ = Rx100/l’, P’ = P x 400/Γ, PX’ = PX x 400/Γ, C’ = C x 400/1’.