RU2307880C1 - Method for measuring height of melt aluminum layer on bottom of aluminum cell - Google Patents
Method for measuring height of melt aluminum layer on bottom of aluminum cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2307880C1 RU2307880C1 RU2005140167/02A RU2005140167A RU2307880C1 RU 2307880 C1 RU2307880 C1 RU 2307880C1 RU 2005140167/02 A RU2005140167/02 A RU 2005140167/02A RU 2005140167 A RU2005140167 A RU 2005140167A RU 2307880 C1 RU2307880 C1 RU 2307880C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- molten aluminum
- distance
- cell
- reference point
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, к электролитическому получению алюминия, в частности к измерению высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера.The invention relates to ferrous metallurgy, to the electrolytic production of aluminum, in particular to measuring the height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell.
В настоящее время высоту слоя расплавленного алюминия на подине электролизера в основном измеряют, используя след межфазной границы на стальных стержнях, погружаемых в электролит и расплавленный алюминий (при охлаждении стержня, извлеченного из электролита и расплавленного алюминия, цвет намерзшего на него электролита по-разному изменяется на частях, погружаемых в электролит и расплавленный алюминий).Currently, the height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell is mainly measured using the trace of the interphase boundary on steel rods immersed in the electrolyte and molten aluminum (when cooling the rod extracted from the electrolyte and molten aluminum, the color of the electrolyte frozen on it changes differently to parts immersed in electrolyte and molten aluminum).
Известен способ измерения высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера вручную с помощью стального стержня, погружаемого вертикально или под некоторым углом к горизонту в расплавленный алюминий до соприкосновения с подиной (Light metals, 1999, р.297).A known method of measuring the height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell manually using a steel rod, immersed vertically or at some angle to the horizon in the molten aluminum until it contacts the bottom (Light metals, 1999, p.297).
Известен способ измерения высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера, заключающийся в извлечении с помощью пробоотборника, фиксированной относительно электролизера и выполненной, например, в виде цилиндра пробы металла, верхняя часть которой фиксирована зеркалом поверхности расплава металла, а нижняя часть - подиной электролизера. Высоту (Н) слоя расплавленного алюминия на подине электролизера определяют по весу извлеченной пробы исходя из следующего уравнения:A known method of measuring the height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell, which consists in extracting using a sampler, fixed relative to the cell and made, for example, in the form of a cylinder of a metal sample, the upper part of which is fixed by a mirror of the surface of the molten metal, and the lower part by the bottom of the cell. The height (H) of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell is determined by the weight of the extracted sample based on the following equation:
H=(A+gK)sinα,H = (A + gK) sinα,
где А - расстояние от подины электролизера до нижней поверхности пробы;where A is the distance from the bottom of the cell to the bottom surface of the sample;
g - вес пробы;g is the weight of the sample;
α - угол взятия пробы;α is the angle of sampling;
К - физическая и геометрическая постоянная формы пробы, например, для цилиндра К=1/(πr2·ρ);K is the physical and geometric constant of the sample shape, for example, for the cylinder K = 1 / (πr 2 · ρ);
r - радиус цилиндрической пробы;r is the radius of the cylindrical sample;
ρ - плотность расплавленного алюминия при температуре электролиза (Авторское свидетельство СССР №328201, С25С 3/20, 1972).ρ is the density of molten aluminum at the electrolysis temperature (USSR Author's Certificate No. 328201, С25С 3/20, 1972).
Перечисленные выше способы обладают недостатками.The above methods have disadvantages.
Способ измерения вручную с помощью стального стержня является трудоемким и дает большую погрешность измерения, в частности, из-за наличия осадков и коржей на подине электролизера.The method of manual measurement using a steel rod is time-consuming and gives a large measurement error, in particular, due to the presence of precipitation and cakes on the bottom of the cell.
Способ измерения по весу извлеченной пробы также является трудоемким и дает большую погрешность измерения вследствие использования в формуле значительного количества измеряемых величин и, кроме того, требует знания температуры расплавленного алюминия в момент отбора пробы.The method of measuring the weight of the extracted sample is also laborious and gives a large measurement error due to the use of a significant number of measured values in the formula and, in addition, requires knowledge of the temperature of the molten aluminum at the time of sampling.
Известен способ измерения высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера с помощью стального стержня, фиксированного относительно горизонтального уровня, совпадающего с плитой перекрытия около продольной стороны электролизера, и погружаемого вертикально в электролит и расплавленный алюминий (Light metals, 1999, р.298). Стальной стержень погружается в электролит и расплавленный алюминий таким образом, что торец погружаемого в расплавленный алюминий нижнего конца располагается на некотором расстоянии от подины, примерно 10 см. Это расстояние является основным калибровочным размером, а плоскость торца погружаемого конца стального стержня служит точкой отсчета. После извлечения стального стержня на погружаемой в расплавленный алюминий части стержня измеряется расстояние от точки отсчета до следа межфазной границы электролита с расплавленным алюминием. Высоту слоя расплавленного алюминия на подине электролизера рассчитывают как сумму расстояния от точки отсчета до следа межфазной границы электролита с расплавленным алюминием и расстояния от точки отсчета до подины электролизера, которая устанавливается и определяется при пуске электролизера и затем дважды в год.A known method of measuring the height of a layer of molten aluminum on the bottom of the cell using a steel rod fixed relative to the horizontal level, coinciding with the slab near the longitudinal side of the cell, and immersed vertically in the electrolyte and molten aluminum (Light metals, 1999, p. 298). The steel rod is immersed in the electrolyte and molten aluminum in such a way that the end of the lower end immersed in molten aluminum is located at a certain distance from the bottom, approximately 10 cm. This distance is the main calibration dimension, and the plane of the end face of the immersed end of the steel rod serves as a reference point. After removing the steel rod on the part of the rod immersed in molten aluminum, the distance from the reference point to the trace of the interface between the electrolyte and molten aluminum is measured. The height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell is calculated as the sum of the distance from the reference point to the trace of the interface between the electrolyte and molten aluminum and the distance from the reference point to the bottom of the cell, which is established and determined when the cell is started and then twice a year.
По назначению и наличию сходных существенных признаков данное решение принято в качестве прототипа.By appointment and the presence of similar significant features, this decision was made as a prototype.
Недостатком способа, выбранного в качестве прототипа, является невозможность получения правильных значений высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера в случае изменения длины конца стального стержня, погружаемого в расплавленный алюминий, например, вследствие его растворения или подгорания или в случае изменения уровня плиты перекрытия.The disadvantage of the method selected as a prototype is the inability to obtain the correct height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell in case of a change in the length of the end of a steel rod immersed in molten aluminum, for example, due to its dissolution or burning or in case of a change in the level of the floor slab.
Задачей предлагаемого решения является увеличение устойчивости энергетического баланса электролизера.The objective of the proposed solution is to increase the stability of the energy balance of the cell.
Технический результат заключается в разработке способа определения высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера, обеспечивающего большую точность и достоверность.The technical result consists in the development of a method for determining the height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell, providing greater accuracy and reliability.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера, включающем измерение расстояния от точки отсчета на стальном стержне до следа межфазной границы электролита с расплавленным алюминием, образующегося при погружении вертикально в электролит и расплавленный алюминий стального стержня, фиксированного относительно заданного горизонтального уровня, согласно предлагаемому решению измеряют расстояние от точки отсчета, нанесенной на не погружаемую в электролит и расплавленный алюминий часть стального стержня, до следа межфазной границы электролита с расплавленным алюминием на стальном стержне, фиксированном относительно горизонтального уровня в верхней части электролизера, а высоту слоя алюминия на подине электролизера определяют как разность между расстоянием от точки закрепления стального стержня до подины электролизера, расстоянием от точки закрепления стального стержня до точки отсчета и расстоянием от точки отсчета до следа межфазной границы электролита с расплавленным алюминием на стальном стержне.The problem is solved in that in a method for determining the height of a layer of molten aluminum on the bottom of the electrolyzer, including measuring the distance from the reference point on the steel rod to the trace of the interface between the electrolyte and molten aluminum formed when immersed vertically in the electrolyte and molten aluminum of the steel rod, fixed relative to a given horizontal level, according to the proposed solution, measure the distance from the reference point applied to not immersed in the electrolyte and spread embedded aluminum is the part of the steel rod, up to the trace of the interface of the electrolyte with molten aluminum on the steel rod, fixed relative to the horizontal level in the upper part of the cell, and the height of the aluminum layer on the bottom of the cell is determined as the difference between the distance from the fixing point of the steel rod to the bottom of the cell, the distance from the fastening points of the steel rod to the reference point and the distance from the reference point to the trace of the interface of the electrolyte with molten aluminum on the steel ohm rod.
Способ дополняют частные отличительные признаки, направленные также на достижение поставленного технического результата.The method is supplemented by private distinguishing features, also aimed at achieving the set technical result.
Вертикальный стальной стержень фиксируют относительно фланца балки-коллектора при помощи кронштейна с установленными на нем направляющими.The vertical steel rod is fixed relative to the flange of the collector beam using a bracket with guides mounted on it.
В предлагаемом способе по сравнению с прототипом для более точного измерения высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера с помощью стального стержня, погружаемого в электролит и расплавленный алюминий, по следу межфазной границы электролита с расплавленным алюминием и получения достоверных результатов предлагается калибровать верхнюю не погружаемую часть стального стержня, а стальной стержень фиксировать относительно горизонтального уровня в верхней части электролизера, например фланца балки-коллектора, в точке фиксации, жестко связанной с конструктивными элементами. Расстояние от точки фиксации до подины электролизера точно известно.In the proposed method, in comparison with the prototype, for more accurate measurement of the height of the layer of molten aluminum on the bottom of the electrolyzer using a steel rod immersed in the electrolyte and molten aluminum, it is proposed to calibrate the upper non-immersed part of the steel rod based on the interface of the electrolyte with molten aluminum and fix the steel rod relative to the horizontal level in the upper part of the electrolyzer, for example, the flange of the collector beam, at the point fi xation, rigidly connected with structural elements. The distance from the fixation point to the bottom of the cell is precisely known.
При использовании заявляемого способа нет опасности изменения длины калиброванной части и не требуется калибровка измерительного стального стержня, вызванная угаром и износом его нижней части, и, как следствие, повышается точность и достоверность результатов измерений.When using the proposed method there is no danger of changing the length of the calibrated part and calibration of the measuring steel rod is not required due to burning and wear of its lower part, and, as a result, the accuracy and reliability of the measurement results are increased.
Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков аналога и прототипа свидетельствует о соответствии решения критериям «новизна» и «существенные отличия».A comparative analysis of the features of the proposed solution and the characteristics of the analogue and prototype indicates that the solution meets the criteria of "novelty" and "significant differences".
Способ поясняется чертежом, где 1 - фланец балки-коллектора, 2 - кронштейн, 3 - точка фиксации стального стержня, жестко связанная с фланцем балки-коллектора, 4 - направляющие, 5 - стальной стержень, 6 - точка отсчета, 7 - электролит, 8 - уровень расплавленного алюминия, 9 - расплавленный алюминий, 10 - подина электролизера.The method is illustrated in the drawing, where 1 is the flange of the collector beam, 2 is the bracket, 3 is the fixation point of the steel rod, rigidly connected to the flange of the collector beam, 4 are the guides, 5 is the steel rod, 6 is the reference point, 7 is the electrolyte, 8 - the level of molten aluminum, 9 - molten aluminum, 10 - the bottom of the cell.
Способ определения осуществляют следующим образом.The determination method is as follows.
Стальной стержень 5 с калиброванным верхним концом устанавливают вертикально и строго фиксировано в точке фиксации 3, жестко связанной с конструктивными элементами электролизера, например с балкой-коллектором 1 электролизера. Расстояния от точки фиксации 3 до подины электролизера 10 и до точки отсчета 6 точно известны и постоянны. Стальной стержень 5 погружают в расплавленный алюминий другим нижним концом таким образом, что погружаемый конец располагается на 50-100 мм выше подины.A steel rod 5 with a calibrated upper end is installed vertically and strictly fixed at the fixation point 3, which is rigidly connected with structural elements of the electrolyzer, for example, with a collector beam 1 of the electrolyzer. The distances from the fixation point 3 to the bottom of the cell 10 and to the reference point 6 are precisely known and constant. The steel rod 5 is immersed in molten aluminum with the other lower end so that the immersed end is located 50-100 mm above the bottom.
Высота слоя расплавленного алюминия на подине электролизера (hm) рассчитывается по выражению:The height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell (h m ) is calculated by the expression:
hm=Xт.ф.-п-( Xт.ф.-т.о.+Хт.о.-след.),h m = X t.p.-n - (X t.p.-t.t. + X t.p. -trace ),
где Xт.ф.-п - расстояние от точки фиксации до подины электролизера,where X t.p.-p - the distance from the fixation point to the bottom of the cell,
Хт.ф.-т.о. - расстояние от точки фиксации до точки отсчета,X T.F.-T.O. - the distance from the fixation point to the reference point,
Хт.о.-след. - расстояние от точки отсчета до следа межфазной границы электролита с расплавленным алюминием.X so-next. - the distance from the reference point to the trace of the interface of the electrolyte with molten aluminum.
Величины Хт.ф.-п и Хт.ф.-т.о. измеряются один раз при калибровке стержня, а затем величина Хт.ф.-п корректируется не реже двух раз в год вследствие возможного износа подины электролизера. Величина Хт.о.-след. измеряется каждый раз при операции определения высоты слоя расплавленного алюминия на подине электролизера.The values of X t.p.-n and X t.ph.-t.o. measured once during the calibration of the rod, and then the value of X tpf is corrected at least twice a year due to possible wear of the bottom of the cell. The value of X is thus-trace. measured each time during the operation of determining the height of the layer of molten aluminum on the bottom of the cell.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140167/02A RU2307880C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Method for measuring height of melt aluminum layer on bottom of aluminum cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140167/02A RU2307880C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Method for measuring height of melt aluminum layer on bottom of aluminum cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005140167A RU2005140167A (en) | 2007-06-27 |
| RU2307880C1 true RU2307880C1 (en) | 2007-10-10 |
Family
ID=38315213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005140167/02A RU2307880C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Method for measuring height of melt aluminum layer on bottom of aluminum cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2307880C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542869C2 (en) * | 2009-03-26 | 2015-02-27 | Алкоа Инк. | System, method and device to measure and transmit working conditions of electrolytic cell |
| CN104480496A (en) * | 2015-01-09 | 2015-04-01 | 中南大学 | Measuring device and method for height of melt of aluminum electrolytic cell and pressure drop of furnace bottom |
| CN105297076A (en) * | 2014-06-06 | 2016-02-03 | 新疆农六师煤电有限公司 | Automatic measuring device for height of electrolyte and height of molten aluminum of aluminum electrolysis cell |
| RU2668461C2 (en) * | 2016-12-27 | 2018-10-01 | Александр Иванович Громыко | Method and device for determining levels of electrolyte and metal in electrolyser for obtaining aluminum |
-
2005
- 2005-12-22 RU RU2005140167/02A patent/RU2307880C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Light Metals, 1999, с.297-298. КАДРИЧЕВ В.П. и др. Измерение и оптимизация параметров алюминиевых электролизеров. Челябинск, «Металл», 1995, с.73-75. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542869C2 (en) * | 2009-03-26 | 2015-02-27 | Алкоа Инк. | System, method and device to measure and transmit working conditions of electrolytic cell |
| CN105297076A (en) * | 2014-06-06 | 2016-02-03 | 新疆农六师煤电有限公司 | Automatic measuring device for height of electrolyte and height of molten aluminum of aluminum electrolysis cell |
| CN104480496A (en) * | 2015-01-09 | 2015-04-01 | 中南大学 | Measuring device and method for height of melt of aluminum electrolytic cell and pressure drop of furnace bottom |
| CN104480496B (en) * | 2015-01-09 | 2017-03-29 | 中南大学 | A kind of apparatus and method of measurement aluminium cell melt height and hearth and bottom |
| RU2668461C2 (en) * | 2016-12-27 | 2018-10-01 | Александр Иванович Громыко | Method and device for determining levels of electrolyte and metal in electrolyser for obtaining aluminum |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005140167A (en) | 2007-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2307880C1 (en) | Method for measuring height of melt aluminum layer on bottom of aluminum cell | |
| US20150316574A1 (en) | Device and method for continuously measuring flow rate near liquid steel surface | |
| US6942381B2 (en) | Molten cryolitic bath probe | |
| CN101696970B (en) | Method for detecting dose of polymer in modified asphalt based on penetration-temperature curve | |
| KR101318831B1 (en) | Complex probe gathering sample of molten metal and slag simultaneously | |
| CN105403480B (en) | A kind of assay method of continuous casting billet central dense degree | |
| CN104880454B (en) | A kind of method of measuring metal element content in Merlon | |
| CA2997724A1 (en) | Method and device for electrolyte composition analysis | |
| RU2007112948A (en) | METHOD FOR REPLACING ANODE IN AN ELECTROLYZER FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM BY ELECTROLYSIS, INCLUDING ANODE REGULATION AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN1664498A (en) | Liquid-in metrological verification method for vertical metallic tank with an outer floating roof | |
| JP5069600B2 (en) | Method and apparatus for measuring moisture content of snow | |
| RU2412428C1 (en) | Device for evaluation of residual stress in parts with electro-conductive coating | |
| CN204115811U (en) | The survey instrument of electrolyte level and aluminium level in a kind of aluminium cell | |
| RU2245399C1 (en) | Method of definition of an operational space shape of the aluminum electrolyzer with an overhead current lead | |
| CN109269939A (en) | Sash weight volume calibration method | |
| CN213022730U (en) | Detection apparatus for submerged feed density | |
| RU2245943C2 (en) | Apparatus for determining distance between base of self-fired anode of aluminum cell with upper current supply and lower cut of current supply pin and method for using such apparatus | |
| Klinghoffer et al. | Smart Structures: Embeddable sensors for use in the integrated monitoring systems of concrete structures | |
| RU2296188C2 (en) | Aluminum cell controlling method | |
| RU2717442C1 (en) | Method for express determination of bath ratio and concentration of potassium fluoride in electrolyte when producing aluminum | |
| CN105333843B (en) | A kind of method of quantitative assessment high temperature master alloy stick central pipe size | |
| CN215491709U (en) | Portable template straightness inspection device that hangs down | |
| RU2675602C1 (en) | Device for studying the formation of microcourse on slopes | |
| RU2711852C1 (en) | Method of determining metal level of calm bath of converter | |
| SU771195A1 (en) | Method of measuring interpole distance in aluminium electrolyzer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20071001 |
|
| QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20071001 Effective date: 20140416 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140610 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20140916 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20141230 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200414 Effective date: 20200414 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20211013 |