RU2166011C1 - Method of control over aluminum electrolyzer - Google Patents
Method of control over aluminum electrolyzer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2166011C1 RU2166011C1 RU99124873/02A RU99124873A RU2166011C1 RU 2166011 C1 RU2166011 C1 RU 2166011C1 RU 99124873/02 A RU99124873/02 A RU 99124873/02A RU 99124873 A RU99124873 A RU 99124873A RU 2166011 C1 RU2166011 C1 RU 2166011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistance
- electrolyzer
- anode
- cathode
- mpr
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии алюминия, в частности к способу получения алюминия электролизом расплавленных солей. The invention relates to the metallurgy of aluminum, in particular to a method for producing aluminum by electrolysis of molten salts.
Одной из главных проблем электролиза алюминия является стабильность поддержания межполюсного расстояния /МПР/, обеспечивающего устойчивый технологический ход электролизера и наибольший выход металла по току. Нестабильность катодного металла и изменение перекоса его поверхности создают неравномерную величину МПР в продольном направлении электролизера и неравномерное сопротивление электролизера на этих участках. Для повышения выхода металла по току при регулировании электролизера по сопротивлению необходимо учитывать изменение перекоса поверхности металла и величину МПР в продольном направлении электролизера. One of the main problems of aluminum electrolysis is the stability of maintaining the interpolar distance (MPR), which provides a stable technological course of the electrolyzer and the greatest metal current output. The instability of the cathode metal and the change in the skew of its surface create an uneven value of the MPR in the longitudinal direction of the cell and uneven resistance of the cell in these areas. To increase the metal current output when adjusting the electrolyzer for resistance, it is necessary to take into account the change in the skew of the metal surface and the magnitude of the MPR in the longitudinal direction of the electrolyzer.
Известны способы регулирования электролизера по авт.св. N 150230 и авт. св. N 193732, по которым сопротивление электролизера автоматически измеряют между анодной и катодной шинами, сравнивают измеренное сопротивление электролизера с заданным его значением и устраняют рассогласование соответствующим перемещением анода. Known methods of regulating the electrolyzer for ed.St. N 150230 and Aut. St. N 193732, by which the resistance of the cell is automatically measured between the anode and cathode buses, the measured resistance of the cell is compared with its predetermined value and the mismatch is eliminated by the corresponding movement of the anode.
Недостатком указанных способов является измерение сопротивления электролизера между отдельными шинами анодной и катодной ошиновки, при котором не учитывается изменение величины МПР и сопротивления электролизера на отдельных его участках в продольном направлении электролизера. The disadvantage of these methods is the measurement of the resistance of the cell between the individual tires of the anode and cathode bus, which does not take into account the change in the magnitude of the MPR and the resistance of the cell in its individual sections in the longitudinal direction of the cell.
Известны способы регулирования по авт.св. N 177627 с использованием зонда, расположенного в жидкой фазе анода, и по авт.св. N 960317, кл. C 25 C 3/20 1982 г. с использованием анодного кожуха в качестве потенциального электрода. Known methods of regulation for auth. N 177627 using a probe located in the liquid phase of the anode, and according to ed. N 960317, cl. C 25
Эти способы предусматривают снижение влияния перестановки штырей и увеличение сопротивления в аноде на стабильность поддержания МПР. These methods include reducing the influence of the permutation of the pins and increasing the resistance in the anode on the stability of maintaining the MPR.
Данные способы также не учитывают изменение величины МПР и сопротивления электролизера на отдельных участках в продольном его направлении. Потенциальные электроды имеют нестабильный потенциал относительно токоведущих участков и вносят дополнительную погрешность в изменение сопротивления электролизера при регулировании МПР. These methods also do not take into account the change in the magnitude of the MPR and the resistance of the electrolyzer in separate sections in its longitudinal direction. Potential electrodes have an unstable potential relative to current-carrying sections and introduce an additional error in the change in the resistance of the electrolyzer when regulating the MPR.
С целью учета перекоса поверхности металла известны способы регулирования электролизера по авт.св. N 1216254, кл. C 25 C 3/20 1986 г. с использованием для измерения сопротивления электролизера центральных частей торцевых сторон анодного и катодного кожухов. По авт.св. N 1513842, кл. C 25 C 3/20 1989 г. с использованием зондов в торцах анода, установленных до соприкоснования с конусом спекания и зондов в торцах катода, с измерением сопротивления на торцевых участках и устранением рассогласования соответствующим перемещением анода с целью выравнивания МПР в продольном направлении электролизера. In order to take into account the distortion of the metal surface, methods for regulating the electrolyzer according to auth. N 1216254, cl. C 25
Недостатком этих способов при всех их достоинствах является использование потенциальных электродов с присущими им недостатками и распределение разности потенциалов в аноде для выравнивания МПР. The disadvantage of these methods, with all their advantages, is the use of potential electrodes with their inherent disadvantages and the distribution of the potential difference in the anode to align the MPR.
Выранивание МПР требует существенных перемещений анода одним из торцов. Последующее изменение перекоса поверхности металла требует перемещения анода противоположным торцом. Динамика изменения перекоса поверхности металла вызывает частые перемещения анода торцами, работу электролизера с перекосом анода, увеличением неравномерности токоподвода к металлу, повышает нестабильность металла, что снижает точность поддержания МПР. The alignment of the MPR requires significant displacements of the anode by one of the ends. A subsequent change in the skew of the metal surface requires the movement of the anode with the opposite end. The dynamics of changes in the skewness of the metal surface causes frequent movement of the anode by the ends, the operation of the electrolyzer with skewing of the anode, increasing the unevenness of the current supply to the metal, increases the instability of the metal, which reduces the accuracy of maintaining the MPR.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ регулирования по авт.св. N 1435666, кл. C 25 C 3/20 1988 г. Способ основан на одновременном измерении сопротивления электролизера между анодным кожухом и каждой из катодных шин, выделении наименьшего значения измеренного сопротивления, по которому поддерживают МПР. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a method of regulation by ed. N 1435666, CL C 25
Недостатком этого способа регулирования является использование анодного кожуха в качестве потенциального электрода с нестабильным потенциалом относительно тела анода. При двухгоризонтной расстановке штырей в аноде анодный кожух, контактирующий с анодом на расстоянии 30-40 см от его подошвы, позволял снизить влияние прироста сопротивления в аноде на общее изменение сопротивления электролизера и повысить точность поддержания МПР при выполнении основной технологической операции перестановки штырей. The disadvantage of this method of regulation is the use of the anode casing as a potential electrode with an unstable potential relative to the body of the anode. With a two-horizontal arrangement of pins in the anode, the anode casing contacting the anode at a distance of 30-40 cm from its sole made it possible to reduce the influence of the increase in resistance in the anode on the total change in the resistance of the electrolyzer and increase the accuracy of maintaining the MPR during the main technological operation of the permutation of the pins.
Анодный кожух контактирует с конусом спекания анода по его периметру. На анодный кожух передается потенциал одного из участков периметра конуса спекания. В зависимости от потенциала участка конуса спекания, контактирующего с анодным кожухом, потенциал анодного кожуха меняется вне зависимости от изменения МПР. Это снижает точность поддержания МПР на период 50-60% времени от периода между перестановками штырей. При двенадцатигоризонтной схеме расстановки штырей, на которую в настоящее время переходят заводы, перепад напряжения в аноде при перестановке штырей уменьшается в 6-7 раз, что резко уменьшает положительное влияние анодного кожуха на точность поддержания МПР. The anode casing contacts the sintering cone of the anode along its perimeter. The potential of one of the sections of the perimeter of the sintering cone is transmitted to the anode casing. Depending on the potential of the section of the sintering cone in contact with the anode casing, the potential of the anode casing changes regardless of the change in the MPR. This reduces the accuracy of maintaining the MPR for a period of 50-60% of the time from the period between the permutations of the pins. With a twelve-horizontal pin arrangement, which factories are currently switching to, the voltage drop across the anode when the pins are rearranged is reduced by 6-7 times, which sharply reduces the positive effect of the anode casing on the accuracy of maintaining the MPR.
К недостаткам известного способа также следует отнести невозможность его использования на электролизерах с обожженными анодами и поддерживать МПР с учетом изменения перекоса поверхности металла на этих электролизерах. The disadvantages of this method also include the impossibility of its use on electrolyzers with baked anodes and support MPR taking into account changes in the skew of the metal surface on these electrolyzers.
Задачей данного изобретения по предлагаемому способу является повышение технико-экономических показателей работы электролизера. The objective of the invention according to the proposed method is to increase the technical and economic indicators of the electrolyzer.
Техническим результатом изобретения является снижение расхода электроэнергии, фторсолей, гасильного шеста для ликвидации анодных эффектов, снижение трудозатрат, повышение производительности электролизера на 1-2%. The technical result of the invention is to reduce the consumption of electricity, fluoride salts, extinguishing pole to eliminate anode effects, reduce labor costs, increase the productivity of the cell by 1-2%.
Технический результат достигается тем, что в способе регулирования электролизера с двусторонним токоподводом, включающим автоматическое измерение сопротивления электролизера между анодным и катодным узлами, сравнения полученного значения с заданной величиной сопротивления электролизера и устранения рассогласования соответствующим перемещением анода, сопротивление электролизера измеряют между анодной и катодной шинами секционированного токоподвода на одном из торцевых участков электролизера, одновременно относительно катодной шины измеряют разность сопротивлений катодных шин середины и противоположного торца электролизера, перемещение анода осуществляют по сопротивлению электролизера за вычетом из него разности сопротивлений между катодными шинами с учетом знака разности сопротивлений. Из сопротивления электролизера вычитают наибольшую разность сопротивлений между катодными шинами и перемещение анода осуществляют по сопротивлению электролизера на участке с меньшей величиной МПР. The technical result is achieved by the fact that in a method for regulating an electrolyzer with a two-sided current supply, which includes automatic measurement of the resistance of the electrolyzer between the anode and cathode nodes, comparing the obtained value with a given value of the resistance of the electrolyzer and eliminating the mismatch with the corresponding movement of the anode, the resistance of the electrolyzer is measured between the anode and cathode buses of the partitioned current supply at one of the end sections of the electrolyzer, simultaneously relatively cathodically Bus difference measured resistances cathode busbar middle and opposite end of the cell, the anode is performed by moving the cell resistance less therefrom the difference between the resistances of the tires with the cathode resistances sign of the difference. From the resistance of the electrolyzer, the largest difference of the resistances between the cathode buses is subtracted, and the anode is moved by the resistance of the electrolyzer in the area with a smaller MPR value.
Известный способ регулирования не учитывает распределения сопротивлений в анодном узле в зависимости от двустороннего токоподвода и деления электрической цепи электролизера нулевой точкой на участки с различным сопротивлением и неравномерным МПР в продольном направлении электролизера. При этом вносит погрешность в измерение сопротивления электролизера относительно анодного узла. В результате чего измеренным на электролизере сопротивлением не учитывается в полной мере неравномерность величины МПР и не достигается требуемая точность ее поддержания. The known method of regulation does not take into account the distribution of resistances in the anode assembly, depending on the two-sided current supply and dividing the electric circuit of the cell with a zero point into sections with different resistance and uneven MPR in the longitudinal direction of the cell. This introduces an error in the measurement of the resistance of the cell relative to the anode assembly. As a result, the resistance measured by the electrolyzer does not fully take into account the non-uniformity of the MPR value and does not achieve the required accuracy of its maintenance.
Предлагаемый способ предусматривает повышение точности измерения сопротивления электролизера в зависимости от перекоса поверхности металла. При этом контролируется неравномерность МПР в продольном направлении электролизера, что обеспечивает повышение точности поддержания МПР при перемещении анода. The proposed method involves improving the accuracy of measuring the resistance of the cell, depending on the skew of the metal surface. In this case, the non-uniformity of the MPR in the longitudinal direction of the electrolyzer is controlled, which provides an increase in the accuracy of maintaining the MPR when moving the anode.
Двусторонний токоподвод и секционированный отвод тока создают на электролизере токоведущие участки, разделенные нулевой точкой токоподвода, определенные шины секционированной анодной и катодной ошиновки, характеризующие сопротивление этих участков и величину МПР на этих участках. Two-sided current supply and sectioned current drainage create current-carrying sections on the electrolyzer separated by a zero point of current supply, certain buses of the sectioned anode and cathode busbars characterizing the resistance of these sections and the MPR value in these sections.
Измерение сопротивления электролизера между анодной и катодной шинами секционированного токоподвода на одном из торцевых участков электролизера определяет величину МПР на этом торцевом участке электролизера. The measurement of the resistance of the electrolyzer between the anode and cathode buses of the partitioned current supply at one of the end sections of the electrolyzer determines the magnitude of the MPR on this end section of the electrolyzer.
Одновременное измерение относительно катодной шины разности сопротивлений катодных шин середины и противоположного торца электролизера определяет неравномерность величины МПР в продольном направлении электролизера относительно участка, на котором измерено сопротивление электролизера. Simultaneous measurement relative to the cathode bus of the difference in the resistances of the cathode buses of the middle and the opposite end of the cell determines the non-uniformity of the MPR value in the longitudinal direction of the cell relative to the section on which the resistance of the cell is measured.
Перемещение анода по сопротивлению электролизера за вычетом из него разности сопротивлений между катодными шинами с учетом знака разности сопротивлений обеспечивает контроль снижения (увеличения) МПР на участке, по которому регулируется электролизер, по отношению соответственно к увеличению (снижению) МПР на других участках, разделенных нулевым токоподводом в условиях изменения перекоса поверхности металла. Это позволяет перемещать анод с учетом перераспределения величины МПР в продольном направлении электролизера, исключить "поджатие" либо "разжатие" МПР, тем самым повысить точность поддержания МПР в соответствии с технологическим состоянием электролизера, обеспечить снижение потерь металла и повысить производительность. The movement of the anode along the resistance of the cell minus the resistance difference between the cathode buses, taking into account the sign of the difference in resistance, provides control of the decrease (increase) in the MPR in the section along which the electrolyzer is regulated, in relation to the increase (decrease) in the MPR in other sections separated by a zero current supply under conditions of a change in the skew of the metal surface. This allows you to move the anode, taking into account the redistribution of the MPR value in the longitudinal direction of the electrolyzer, to eliminate the “preload” or “decompression” of the MPR, thereby increasing the accuracy of maintaining the MPR in accordance with the technological state of the electrolyzer, to reduce metal losses and increase productivity.
Вычитание из сопротивления электролизера наибольшей разности сопротивлений между катодными шинами исключает "поджатие" МПР на других участках электролизера. Subtraction from the resistance of the electrolyser of the largest difference in resistance between the cathode buses eliminates the "preload" MPR in other parts of the cell.
Перемещение анода по сопротивлению электролизера на участке с меньшей величиной МПР исключает наиболее вредное технологическое отклонение "поджатие" МПР на этом участке, при котором в большей степени снижается наработка металла, увеличиваются потери металла за счет окисления. The movement of the anode in the resistance of the electrolyzer in the area with a lower MPR value eliminates the most harmful technological deviation “preloading” the MPR in this region, at which the metal production is reduced to a greater extent, and metal losses due to oxidation increase.
Данный способ опробован на Братском алюминиевом заводе, показал хорошие результаты повышения точности поддержания МПР, устойчивости и показателей работы электролизера. This method was tested at the Bratsk aluminum plant, showed good results in improving the accuracy of maintaining the MPR, stability and performance of the cell.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается признаками, заявленными в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, данное изобретение отвечает критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the proposed method is distinguished by the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, this invention meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение заявленного способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области не выявил сходных признаков с отличительными признаками данного предложения. Comparison of the claimed method not only with the prototype, but also with other technical solutions in this field did not reveal similar features with the distinctive features of this proposal.
Таким образом, заявленное решение отвечает критериям "изобретательский уровень" и "промышленная применимость". Thus, the claimed solution meets the criteria of "inventive step" and "industrial applicability".
Пример осуществления способа
На чертеже приведена принципиальная схема секционированной ошиновки электролизера с двусторонним токоподводом.An example of the method
The drawing shows a schematic diagram of a partitioned busbar electrolyzer with two-sided current supply.
Сопротивление электролизера R эл-ра измеряли между анодной 1 и катодной 2 шинами путем измерения падения напряжения U эл-ра между этими шинами при текущем токе серии Iс
Одновременно измеряли разность сопротивлений между катодными шинами 2 и 4 (R2-4) и 2 и 6 (R2-6) также путем измерения падения напряжения между указанными шинами U2-4 и U2-6. Из сопротивления электролизера Rэл-ра вычитали наибольшую разность сопротивлений между катодными шинами R2-4, R2-6 и расcчитывали сопротивление электролизера Rрег., по величине которого регулировали МПР посредством расчета приведенного напряжения
,
где Iн - номинальный ток серии;
Iс - текущий ток серии;
E - электрохимическая составляющая сопротивления,
при отношении к текущему току серии
Rрег.=Uпр./Iс
Измерение сопротивлений и расчет Rрег. при изменении перекоса поверхности металла производили с помощью шкафов управления ШУЭБМ каждую секунду на группе из трех электролизеров. Усредненные за каждые пять минут значения сопротивления электролизера Rрег., по величину которого регулируется МПР предлагаемым и известным способами, приведены в таблице на основании расчета приведенного напряжения Uпр.The resistance of the electrolysis cell R el-ra was measured between the
At the same time, the resistance difference between the
,
where I n is the rated current of the series;
I s - current series current;
E is the electrochemical component of the resistance,
in relation to the current series
R reg. = U ave./ I s
Resistance measurement and calculation of R reg. when the surface distortion of the metal was changed, they were made using the ShUEBM control cabinets every second on a group of three electrolyzers. Averaged over every five minutes values of the resistance of the cell R reg. , the magnitude of which is regulated by the MPR by the proposed and known methods, are given in the table based on the calculation of the reduced voltage U av
Как видно из таблицы, при регулировании электролизера предлагаемым способом точность поддержания МПР повышается за счет меньшего изменения сопротивления, по величине которого электролизер регулируется. As can be seen from the table, when regulating the electrolyzer of the proposed method, the accuracy of maintaining the MPR is increased due to a smaller change in resistance, the magnitude of which the cell is regulated.
Испытания проводили в течение двух месяцев. Частота анодных эффектов снизилась на 0,5 анодных эффектов в сутки, снизилось среднее напряжение электролизера на 40-50 мВ, снизились на 10% трудозатраты по обслуживанию электролизера и контролю нормального технологического хода. The tests were carried out for two months. The frequency of anode effects decreased by 0.5 anode effects per day, the average cell voltage decreased by 40-50 mV, and the labor costs for maintaining the cell and monitoring the normal process flow decreased by 10%.
Наработка металла позволяет прогнозировать увеличение производительности на 1-2%. The metal production allows predicting an increase in productivity by 1-2%.
Предлагаемый способ может использоваться на электролизерах с обожженными анодами. The proposed method can be used on electrolyzers with baked anodes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99124873/02A RU2166011C1 (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Method of control over aluminum electrolyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99124873/02A RU2166011C1 (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Method of control over aluminum electrolyzer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2166011C1 true RU2166011C1 (en) | 2001-04-27 |
Family
ID=20227391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99124873/02A RU2166011C1 (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Method of control over aluminum electrolyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2166011C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106460211A (en) * | 2015-03-25 | 2017-02-22 | 有限责任公司“逻辑控制铝电解槽” | Method for controlling aluminum electrolyzer on the basis of minimum power |
-
1999
- 1999-11-25 RU RU99124873/02A patent/RU2166011C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106460211A (en) * | 2015-03-25 | 2017-02-22 | 有限责任公司“逻辑控制铝电解槽” | Method for controlling aluminum electrolyzer on the basis of minimum power |
CN106460211B (en) * | 2015-03-25 | 2018-10-02 | 有限责任公司“逻辑控制铝电解槽” | The method for controlling aluminium electroloysis reduction cell using minimum power |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2022142126A1 (en) | Digital twin control system for aluminum electrolysis cell | |
KR100840163B1 (en) | Method for the improvement of current efficiency in electrolysis | |
RU2635058C2 (en) | Device and method of applying electrolytic coating to object | |
RU2166011C1 (en) | Method of control over aluminum electrolyzer | |
US4194959A (en) | Electrolytic reduction cells | |
RU2202004C1 (en) | Procedure of control over aluminum electrolyzer | |
CN108914162B (en) | Method and system for controlling feeding amount of aluminum oxide | |
JPS57181390A (en) | Measuring method for counter electromotive force of aluminum electrolytic cell | |
RU2593560C1 (en) | Method of controlling aluminium electrolytic cell at minimum power | |
ES2009462A6 (en) | Method for detecting defective ion exchange membranes in monopolar and bipolar electrolyzers. | |
RU2209257C2 (en) | Method of control of voltage at mercury electrlyzer anodes of chlorine and caustic soda production process | |
CN109735872B (en) | Aluminum electrolysis cell equipment | |
RU97106113A (en) | METHOD FOR MANAGING A TECHNOLOGICAL PROCESS IN AN ALUMINUM ELECTROLYZER | |
SU1183565A1 (en) | Method of controlling operating conditions of aluminium electrolyzer | |
De Nora | The voltage balance in the Mercury Cell | |
SU1550410A1 (en) | Method of determining current efficiency in electrolyzer with hard bipolar electrodes | |
RU2322722C1 (en) | Method for producing oxide layer on anodes of oxide-semiconductor and electrolytic capacitors | |
KR101088132B1 (en) | CONTROL METHOD AND DEVICE OF IONS CONCENTRATION IN Zn-Ni ELECTROPLATING SOLUTION | |
RU2104334C1 (en) | Method of running aluminum electrolyzers | |
JPS5835274B2 (en) | Aluminum steel plate | |
RU2359072C1 (en) | Method of informational parametres pickup of aluminium electrolysers | |
SU1737031A1 (en) | Method of regulating average current density | |
RU2148108C1 (en) | Procedure for automatic adjustment of aluminum electrolyzer | |
RU2217528C1 (en) | Method of control of thermal conditions of aluminum electrolyzer | |
SU960317A1 (en) | Method for controlling aluminium electrolyzer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041126 |