RU2448199C1 - Sampling device of molten metal in electrolysis unit - Google Patents

Sampling device of molten metal in electrolysis unit Download PDF

Info

Publication number
RU2448199C1
RU2448199C1 RU2010134131/02A RU2010134131A RU2448199C1 RU 2448199 C1 RU2448199 C1 RU 2448199C1 RU 2010134131/02 A RU2010134131/02 A RU 2010134131/02A RU 2010134131 A RU2010134131 A RU 2010134131A RU 2448199 C1 RU2448199 C1 RU 2448199C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
sampling
melt
cavities
housing
Prior art date
Application number
RU2010134131/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Юрьевич Бажин (RU)
Владимир Юрьевич Бажин
Виктор Михайлович Сизяков (RU)
Виктор Михайлович Сизяков
Вячеслав Николаевич Бричкин (RU)
Вячеслав Николаевич Бричкин
Александр Анатольевич Власов (RU)
Александр Анатольевич Власов
Сергей Юрьевич Полежаев (RU)
Сергей Юрьевич Полежаев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority to RU2010134131/02A priority Critical patent/RU2448199C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2448199C1 publication Critical patent/RU2448199C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: device consists of housing made from fire-resistant material to which metal holder equipped with horizontal level metre is attached. Housing is made in the form of a plate on which cavities for molten metal, which are isolated from each other, are located. For cavity sealing there provided is locking device made in the form of metal gate valve, which is brought into action by means of worm gear. Device allows sampling of electrolyte and metal throughout the height of molten metal, as well as at any point along the perimetre of electrolysis unit with fixation of sampling height.
EFFECT: simpler design; higher monitoring accuracy of process parametrers.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к средствам контроля химического состава расплава электролизера, в частности алюминиевого.The invention relates to metallurgy, and in particular to means for controlling the chemical composition of the melt of the electrolyzer, in particular aluminum.

Известно «Устройство для измерения уровня металла и электролита в ванне алюминиевого электролизера» (патент на п.м., RU №19835, опубл. 27.09.2006), включающее в себя термостойкий стержень, снабженный хомутом, к которому жестко прикреплен полукруглый диск с вилкой, шарнирно прикрепленный к диску, в прорези вилки свободно установлен фиксатор, контактирующий с одной стороны с диском, а с другой со стержнем, пропущенным в трубке, снабженной уровнемером и связанной одним концом с вилкой, а другим резьбовым соединением с ручкой, жестко связанной со стержнем.It is known "Device for measuring the level of metal and electrolyte in the bath of an aluminum electrolyzer" (patent for m, RU No. 19835, published September 27, 2006), which includes a heat-resistant rod equipped with a clamp to which a semicircular disk with a plug is rigidly attached , pivotally attached to the disk, a latch is freely installed in the slot of the plug, contacting on one side with the disk, and on the other with a rod passed into the tube, equipped with a level gauge and connected at one end to the plug and the other threaded connection to the handle rigidly connected to the rod it.

Недостатком данного устройства является низкая функциональность, так как не возможен отбор проб металла и электролита. Это приводит к увеличению трудозатрат и повышению износа инструментария, в результате чего ухудшается качество производимого металла.The disadvantage of this device is its low functionality, since it is not possible to take samples of metal and electrolyte. This leads to an increase in labor costs and an increase in the wear of tools, as a result of which the quality of the metal produced deteriorates.

Известен «Способ отбора проб электролита из электролизера для производства алюминия» (патент RU №2284377, опубл. 27.09.2006), заключающийся в отборе пробы электролита предварительно нагретым пробоотборником, заливке пробы жидкого электролита в изложницу и ее кристаллизации. Рабочую емкость пробоотборника предварительно нагревают до 200-250°С, а затем до температуры не менее температуры кристаллизации щелочной составляющей электролита, помещая ее в расплавленный электролит, находящийся в данном электролизере. Заливку жидкой пробы электролита из рабочей емкости пробоотборника в изложницу производят без остатка.The well-known "Method of sampling electrolyte from an electrolyzer for aluminum production" (patent RU No. 2284377, published September 27, 2006), which consists in sampling an electrolyte with a preheated sampler, pouring a sample of liquid electrolyte into a mold and crystallizing it. The working capacity of the sampler is preheated to 200-250 ° C, and then to a temperature not less than the crystallization temperature of the alkaline component of the electrolyte, placing it in the molten electrolyte in this electrolyzer. The liquid electrolyte sample is poured from the working capacity of the sampler into the mold without residue.

Недостатком данного способа является отсутствие возможности контроля уровня расплава, с которого производится отбор проб, поэтому существуют проблемы правильного определения технологического состояния процесса электролиза.The disadvantage of this method is the inability to control the level of the melt from which sampling is performed, therefore, there are problems in correctly determining the technological state of the electrolysis process.

Известен «Способ отбора проб и устройство для его осуществления» (патент RU №2026545, опубл. 09.01.1995), принятый за прототип и включающий герметизацию изолированных друг от друга систем устройства с приемниками проб, размещенными на различных уровнях, погружение устройства в расплав, разгерметизацию, заполнение приемников, повторную герметизацию систем и извлечения из расплава. Осуществляется при помощи устройства для отбора проб расплава, содержащего корпус с приемниками проб расплава, средства герметизации полостей, которые выполнены в изолированных системах в нижней части вертикальных каналов ниже уровня их пересечения с горизонтальными каналами, в которые вставлены корундовые трубки.The well-known "Method of sampling and device for its implementation" (patent RU No. 2026545, publ. 09.01.1995), adopted as a prototype and includes sealing isolated from each other device systems with sample receivers located at different levels, immersing the device in the melt, depressurization, filling receivers, re-sealing systems and extraction from the melt. It is carried out using a melt sampling device containing a housing with melt sample receivers, means for sealing cavities that are made in isolated systems in the lower part of the vertical channels below the level of their intersection with the horizontal channels into which the corundum tubes are inserted.

Недостатком данного способа и устройства для отбора проб является, во-первых, сложное конструктивное исполнение, во-вторых, низкая точность определения уровня, с которого происходит отбор пробы расплава.The disadvantage of this method and device for sampling is, firstly, the complex design, and secondly, the low accuracy of determining the level from which the sampling of the melt.

К конструктивным недостаткам данного устройства стоит отнести средства герметизации, которые выполнены автономными и расположены вне зоны расплава. Так как герметизация производится за счет создания избыточного давления, отбор проб расплава производится после достижения равновесия давления путем разгерметизации внутренних объемов, при этом время начала отбора проб определяют по срабатыванию предохранительного клапана. Это приводит к увеличению продолжительности операции отбора проб, повышенному износу устройства для отбора проб.The structural disadvantages of this device include the means of sealing, which are autonomous and located outside the melt zone. Since the sealing is carried out by creating excess pressure, melt sampling is carried out after reaching equilibrium of pressure by depressurizing the internal volumes, while the start time of sampling is determined by the operation of the safety valve. This leads to an increase in the duration of the sampling operation, increased wear of the sampling device.

Точность отбор проб с определенного уровня осуществляется путем строго вертикальной установки карбидокремниевой пластины в расплав и последовательной разгерметизации приемников за счет создания избыточного давления. Так как каждый электролизер имеет свои особенности движения расплава, при этом скорость движения на определенных участках ванны может сильно различаться, определение уровня отбора проб по созданию избыточного давления не может быть достоверным.Accuracy of sampling from a certain level is carried out by strictly vertical installation of the silicon carbide plate in the melt and sequential depressurization of the receivers due to the creation of excess pressure. Since each electrolyzer has its own characteristics of the movement of the melt, while the speed of movement in certain areas of the bath can vary greatly, determining the level of sampling to create excess pressure cannot be reliable.

В основу изобретения положена задача разработать устройство для отбора проб расплава в алюминиевом электролизере, которое бы позволило производить отбор проб металла и электролита на заданном уровне и являлось бы простым в использовании, что позволит повысить точность контроля технологических параметров алюминиевого электролизера.The basis of the invention is the task of developing a device for sampling melt in an aluminum electrolysis cell, which would allow sampling of metal and electrolyte at a given level and would be easy to use, which will improve the accuracy of monitoring the technological parameters of an aluminum electrolyzer.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для отбора проб расплава в электролизере, включающем в себя корпус с изолированными друг от друга полостями, расположенными по всей его высоте, и средства герметизации полостей, корпус выполнен из огнеупорного материала и прикреплен к металлическому держателю, снабженному горизонтальным уровнемером, при этом средства герметизации полостей выполнены в виде металлической задвижки, соединенной с металлическим держателем при помощи червячной передачи.The achievement of the technical result is ensured by the fact that in the device for sampling the melt in the electrolyzer, which includes a body with cavities isolated from each other, located along its entire height, and means for sealing the cavities, the body is made of refractory material and is attached to a metal holder equipped with horizontal level gauge, while the means of sealing the cavities is made in the form of a metal valve connected to the metal holder using a worm gear.

Корпус из огнеупорного материала может быть выполнен в виде пластины, к которому прикреплен металлический держатель под прямым углом.The body of refractory material can be made in the form of a plate to which a metal holder is attached at right angles.

Металлическая задвижка может быть выполнена в виде металлических пластин, закрепленных на направляющих.The metal valve can be made in the form of metal plates mounted on rails.

Выполнение корпуса из огнеупорного, стойкого к химическому воздействию фторидных расплавов, материала с изолированными друг от друга полостями, расположенными по всей его высоте, обеспечивает отбор проб расплава с заданной высоты. В результате сниженной реакционной способности огнеупорного, стойкого к химическому воздействию фторидных расплавов, материала корпуса, отбираемые пробы сохраняют свой химический состав. Стойкий к агрессивному воздействию расплава фторидов съемный корпус позволяет использовать устройство с минимальным износом.The housing is made of refractory, chemically resistant fluoride melts, material with cavities isolated from each other, located along its entire height, provides melt sampling from a given height. As a result of the reduced reactivity of the refractory, chemically resistant fluoride melts, body material, the samples taken retain their chemical composition. The removable housing, resistant to the aggressive effects of fluoride melt, allows the device to be used with minimal wear.

Жесткое металлического держателя к корпусу под прямым углом, которое позволяет более точно с наименьшими трудозатратами фиксировать вертикальное положение карбидокремниевой пластины в расплаве, обеспечивается за счет резьбового соединения, выполненного на противоположном от уровнемера конце держателя и в верхней части корпуса.A rigid metal holder to the body at a right angle, which allows more accurate fixation of the vertical position of the silicon carbide plate in the melt with less effort, is achieved through a threaded connection made on the end of the holder and on the upper part of the body.

Уровнемер, закрепленный на держателе, позволяет вертикально выставить пробоотборник в расплаве и производить отбор проб с известного расстояния от подины электролизераThe level gauge mounted on the holder allows you to vertically expose the sampler in the melt and take samples from a known distance from the bottom of the cell

Выполнение средств герметизации полостей в виде металлической задвижки, соединенной с металлическим держателем при помощи червячной передачи, обеспечивает подвижность металлической задвижки, герметизацию полостей и позволяет отбирать пробы расплава после установки устройства в рабочее положение. Герметизация позволяет предотвратить смешивание расплава с различных уровней. Оператор, производящий отбор проб, находится на удаленном расстоянии от открытой поверхности расплава, что минимизирует температурное и токсическое воздействие на его организм.The implementation of the means of sealing cavities in the form of a metal valve connected to the metal holder by means of a worm gear provides the mobility of the metal valve, sealing the cavities and allows you to take samples of the melt after installing the device in the working position. Sealing prevents melt mixing from various levels. The operator performing the sampling is located at a remote distance from the open surface of the melt, which minimizes the temperature and toxic effects on his body.

Сущность технического решения поясняется чертежом. Устройство для отбора проб расплава состоит из корпуса 3, изготовленного из огнеупорного, стойкого к химическому воздействию фторидных расплавов, материала в виде пластины, к которому прикреплен металлический держатель 1 с горизонтальным уровнемером 2. По всей высоте корпуса расположены изолированные друг от друга полости 4. Металлический держатель жестко прикреплен противоположным к уровнемеру концом к верхней части корпуса 3 под прямым углом при помощи резьбового соединения. Для герметизации полостей 4 предусмотрено средство герметизации, выполненное в виде металлической задвижки 5, приводимой в движение при помощи червячной передачи 6.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing. The melt sampling device consists of a body 3 made of refractory, chemically resistant fluoride melts, a plate material to which a metal holder 1 with a horizontal level gauge 2 is attached. Cavities 4. Isolated from each other, are located along the entire height of the body. the holder is rigidly attached with the opposite end to the level gauge to the upper part of the housing 3 at right angles using a threaded connection. To seal the cavities 4, a sealing means is provided, made in the form of a metal valve 5, driven by a worm gear 6.

Устройство для отбора проб расплава работает следующим образом. Металлический держатель 1 закрепляют на корпусе 3 под углом в 90° при помощи резьбового соединения. Изолированные друг от друга полости 4 корпуса 3 герметизируют металлической задвижкой 5. Металлическая задвижка 5 приводится в движение вручную, с помощью червячной передачи 6 за счет перемещения горизонтальной части задвижки. Отбор проб производится собранным устройством после строго вертикальной установки корпуса 3 в расплав алюминиевого электролизера. Вертикальное положение контролируют при помощи уровнемера 2. Затем вручную с помощью горизонтальной части задвижки 5 и червячной передачи 6 поднимают металлическую задвижку, для герметизации полостей, 5 на 3-5 сек. После забора проб металлическую задвижку 5 вновь опускают и герметизируют полости 4, корпус 3 извлекают из расплава. Фиксация уровня отбора проб проводится измерением высоты полостей до погружения устройства в расплав. После охлаждения устройства пробы извлекают из полостей 4 корпуса 3 и отправляют на химический анализ.A device for sampling melt works as follows. The metal holder 1 is fixed to the housing 3 at an angle of 90 ° using a threaded connection. The cavities 4 of the housing 3, isolated from each other, are sealed with a metal valve 5. The metal valve 5 is manually driven by means of a worm gear 6 by moving the horizontal part of the valve. Sampling is made by the assembled device after strictly vertical installation of the housing 3 in the molten aluminum electrolyzer. The vertical position is controlled using a level gauge 2. Then, manually using the horizontal part of the valve 5 and the worm gear 6, raise the metal valve to seal the cavities, 5 for 3-5 seconds. After sampling, the metal valve 5 is again lowered and the cavities 4 are sealed, the housing 3 is removed from the melt. The sampling level is fixed by measuring the height of the cavities before the device is immersed in the melt. After cooling the device, the samples are removed from the cavities 4 of the housing 3 and sent for chemical analysis.

Устройство для отбора проб позволяет произвести отбор проб металла и электролита по всей высоте расплава и в любой точке по периметру алюминиевого электролизера, с фиксацией высоты отбора пробы расплава, что позволяет повысить точность контроля технологических параметров алюминиевого электролизера.The device for sampling allows you to take samples of metal and electrolyte along the entire height of the melt and at any point along the perimeter of the aluminum electrolyzer, with fixing the height of the sampling of the melt, which improves the accuracy of the control of technological parameters of the aluminum electrolyzer.

Claims (3)

1. Устройство для отбора проб расплава в электролизере, содержащее корпус с изолированными друг от друга полостями, расположенными по всей его высоте, и средство герметизации полостей, отличающееся тем, что корпус выполнен из огнеупорного материала и прикреплен к металлическому держателю, снабженному горизонтальным уровнемером, при этом средство герметизации полостей выполнено в виде металлической задвижки, соединенной с металлическим держателем при помощи червячной передачи.1. A device for sampling a melt in an electrolyzer, comprising a housing with cavities isolated from each other, located along its entire height, and a cavity sealing means, characterized in that the housing is made of refractory material and is attached to a metal holder equipped with a horizontal level gauge, this means of sealing cavities is made in the form of a metal valve connected to a metal holder using a worm gear. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус из огнеупорного материала выполнен в виде пластины и прикреплен к металлическому держателю под прямым углом.2. The device according to claim 1, characterized in that the body of refractory material is made in the form of a plate and is attached to the metal holder at a right angle. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что металлическая задвижка выполнена в виде металлических пластин, закрепленных на направляющих. 3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the metal valve is made in the form of metal plates mounted on rails.
RU2010134131/02A 2010-08-13 2010-08-13 Sampling device of molten metal in electrolysis unit RU2448199C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134131/02A RU2448199C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Sampling device of molten metal in electrolysis unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134131/02A RU2448199C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Sampling device of molten metal in electrolysis unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2448199C1 true RU2448199C1 (en) 2012-04-20

Family

ID=46032657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010134131/02A RU2448199C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Sampling device of molten metal in electrolysis unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2448199C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2026545C1 (en) * 1991-05-12 1995-01-09 Харлашин Петр Степанович Method and device for sampling from melt
US5577841A (en) * 1995-02-06 1996-11-26 Heraeus Electro-Nite International N.V. Molten metal immersion probe
EP0930494A2 (en) * 1998-01-20 1999-07-21 Kawaso Electric Industrial Co., Ltd. Molten metal probe
JP2003240684A (en) * 2002-01-11 2003-08-27 Heraeus Electro-Nite Internatl Nv Sampler for melt, in particular slag lying on molten metal
US20050069018A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Hosler Robert B. Molten cryolitic bath probe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2026545C1 (en) * 1991-05-12 1995-01-09 Харлашин Петр Степанович Method and device for sampling from melt
US5577841A (en) * 1995-02-06 1996-11-26 Heraeus Electro-Nite International N.V. Molten metal immersion probe
EP0930494A2 (en) * 1998-01-20 1999-07-21 Kawaso Electric Industrial Co., Ltd. Molten metal probe
JP2003240684A (en) * 2002-01-11 2003-08-27 Heraeus Electro-Nite Internatl Nv Sampler for melt, in particular slag lying on molten metal
US20050069018A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Hosler Robert B. Molten cryolitic bath probe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101975778B (en) Device and method for detecting water quality stability
RU2448199C1 (en) Sampling device of molten metal in electrolysis unit
CN206505075U (en) A kind of test device of the early age autogenous volumetric deformation of concrete
CN100520321C (en) Primary crystal temperature measurement equipment of aluminium electrolysis electrolytes
CN205607918U (en) PH electrode belt cleaning device
JP6390351B2 (en) Analysis equipment
WO2017213553A8 (en) Device and method for determining the composition of an electrolyte
CN215910474U (en) Water quality monitoring device for ocean engineering
RU132449U1 (en) DEVICE FOR LAYERFUL SELECTION OF MELT SAMPLES IN ALUMINUM ELECTROLYZER
CN209372477U (en) A kind of molten aluminum quality testing sampler
CN114383904A (en) Geological experiment tests mineral products sample with acidification device
CN112485149A (en) Test device for continuously measuring soil erosion depth
RU120772U1 (en) LIQUID METAL SAMPLE
CN207051096U (en) A kind of wall-building brick resistance to compression detects mould
KR101143401B1 (en) Plating solution sampling device and ingrediement analysis method of thereby
CN207248711U (en) A kind of intelligent tool corrosion resistance detection device
RU171554U1 (en) CALCIMETER
CN219434417U (en) Zinc liquid sampler for measuring zinc liquid with different depths
RU166581U1 (en) INSTALLATION FOR RESEARCH OF THE MODIFIING ABILITY OF LIGATURES
KR0149691B1 (en) Measuring apparatus for hydrogen permeability time of enameled metal plate
CN218725581U (en) Liquid sampler
Korenko et al. Interfacial tension between aluminum and cryolite melts during electrolysis of the systems Na 3 AlF 6–AlF 3 (NaF)–Al 2 O 3
RU2482467C2 (en) Method and device for measurement of chemical composition of liquid metal designed for coating of steel strip
RU2728142C1 (en) Melting-filling crucible with automatic discharge of melt through channel of siphon type
CN105063282B (en) A kind of VD refining furnaces temperature measurement on-line device and temp measuring method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120814