SU1597109A3 - Устройство регулировани подачи добавочного твердого электролита в электролитическую ванну дл получени алюмини путем электролиза глинозема - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам автоматизации электролитического способа получени  алюмини  и предназначено дл  регулировани  подачи добавочного твердого электролита в электролитическую ванну дл  получени  алюмини  путем электролиза глинозема. Цель изобретени  - стабилизаци  режима загрузки и уровн  расплава в ванне. Устройство состоит из датчиков контрол  перемещени  анода и штока питающего механизма, датчиков высоты сло  металла и электролита НМ+НВ, питател  с дозатором дл  загрузки измельченного электролита и управл ющего устройства в виде микропроцессорного блока. Управление загрузкой осуществл етс  микропроцессором по величине отклонени  уровн  металла от заданного значени . Вычисление уровн  электролита осуществл етс  по результатам контрол  перемещени  анода и штока механизма питани , высоты уровн  НМ+НВ, а также вычислени  толщины уровн  металла с использованием констант, соответствующих конструктивным значени м электролизера, относительно которых выполн ютс  вычислени . 1 с.п. и 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

Description

электролита с отверстием 6 дл  загрузки сырь , наконечника 7 штока доэато- ра, штока 8, силового цилиндра 9 дл  пробивки корки, датчика 10 контрол  перемещени  цилиндра, анодного узла II дл  креплени  питател , скольз щего контакта 12, перемещагацёгос  вдоль штока 8, низкоомного резистора 13, узла 14 подключени  резистора к катоНа фиг. 1 прин ты следующие обозна чени : рассто ние между катодом и анодным узлом; рассто ние между анодным узлом и наконечником штока в верхнем положении; величина перемещени  наконечника штока от верхнего фиксированного положени  до момента касани  с расплавом. Устройство также содержит питатель дл  загрузки измельченного электролита , который содержит бункер 15 дл  кзмельченного электролита, питатель 16 глинозема, пробойник 17 питател , дозатор 18, корпус 19 питател . Бунке 20 измельченного электролита размещаетс  в герметичном кожухе 21 , а его разгрузочное устройство 22 установлено вблизи питател  23 глинозема над отверстием 6. Конструкци  дозатора 18 питател  позвол ет обеспечивать полное опорожне кие его от измельченного электролита, именлцего крупность до 0-6 .мм или 0- «Дозатор питател  содержит пластину 24 закрепленную на основании бункера 15, например, болтами. Под пластинкой закреплен ковшовый дозатор 25, состо щий из трубчатого корпуса, емкость которого может вмещать массу измельченного криолита от 0,5 до 5 кг, например 2 кг. Нижн   часть 26 дозатора соединена с направл ющим патрубком - устройством 22, который размещен над отверстием 6. Верхн   часть 27 соединена с бункером, стержень 28 соединен одним концрм с поршнем силового цилинд ра 29 а на другом конце стержн , расположенного в .ковшевой емкости дозатора , закреплены две заслонки из упругого материала; нижн   30 и верхн   31 Конструкци  дозатора выполнена таким образом, чтобы рассто ние d между заслонками было меньше рассто ни  dj между верхним и нижним отверсти ми дозатора.

Стержень 28 перемещаетс  в кожухе. 21 направл ющей 32 со слабым трением, что исключает попадание измельченного электролита в кожух 21,

Дп  измерени  высоты сло  металла Н используютс  следующие параметтролита и сло  металла, в вы шслении сло  металла и определении высоты ры: DSC - рассто ние между анодным узлом 11 и анодной рамой 33, котора  перемещаетс  при регулировании рассто ни  между анодом и катодом. (Величина перемещени  анода фиксируетс  потенциометрическим датчиком 34); DCPA- рассто ние между анодной рамой 33 и подошвой анода 4А, (величина известна , так как скорость сгорани  анода посто нна); DAM- рассто ние между подошвой анода и поверхностью металла, (посто нна  величина в период нормального технологического режима), Система управлени  дозированием состоит из микропроцессорного устройства 35, блока 36 измерени  уровн  расплава, блока 37. сравнени , блока 38 расчета количества вводимого электролита , управл ющего блока 39, устройства 40 сигнализации избытка электролита, внешнего задатчика 4 количества вводимого электролита. Работа устройства основана на следующем . В электролитической ванне дл  оптимального ведени  процесса, т.е. дл  быстрого и равномерного распределени  глинозема, необходимо поддерживать необходимый объем - уровень электролита. Поэтому возникает необходимость периодического контрол  положени  п.оверхности электролита относительно фиксированного уровн  и контрол  положени  поверхности раздела электролит-жидкий катодный слой алюмини . Поддержание заданного объема электролита при пониженных уровн х осуществл етс  путем добавлени  в электролит твердого криолита NajAlF, возвращаемого обратно в процесс. Сущность изобретени  заключаетс  в косвенном измерении высоты сло  расплавного электролита путем измерени  относительно базовой точки (катодного узла) общей высоты сло  элексло  электролита по разности общей высоты и высоты сло  металла.

Высоту сло  расплава определ ют по выражению:

HB(DI-D2-D3)-НМ ,(1)

а высоту сло  металла по выражению

(DSC-(-DCPA+DAM),(2)

Дл  определени  общей высоты сло  электролита и металла используетс  датчик 10 и потенциометрическа  схема на резисторе 13 R,

В максимальном положении штока 8 цилиндра 9 показание датчика 10 и потенциал на резисторе 13 нулевые. При перемещении штока вниз до момента касани  наконечника 7 электролита отсчитываетс  величина перемещени  D3 штока 8, причем момент касани  фиксируетс  наличием скачка потенциала на резисторе 13 R и при этом прекращаетс  отсчет перемещени  D3 датчиком 10.

В микропроцессорный блок 35 устройства управлени  ввод тс  показани  датчика 10 и значение потенциала UR резистора 13 R. Кроме того, в бло 36 введены посто нные контакты D2 и D3. Таким образом, наличие измеренно го значени  D1 и посто нных констант позвол ет определить общую высоту ме талла и электролита НМ+НВ. Как следует из (1) I дл  определени  RB необходимо вычислить величину НМ. Величина НМ вычисл етс  следующим образом, В процессе перемещени  анода при регулировании рассто ни  между анодом и катодом измер етс  потенциомет рическим датчиком 34 рассто ние DSC. Рассто ние между анодной рамой и подошвой анода DCPA  вл етс  посто нной величиной, котора  определ етс  скоростью сгорани  анода. Величина межполюсного рассто ни  DAM дл  данной конструкции ванны также  вл етс  известной величиной. По значени м DSC, измеренным датчиком 34, известным значени м DCPA и DAM, а также измеренным датчиком 10 значени м D1 в блоке 36, микропроцессора вычисл етс  уровень металла НМ, как это следует из выражени  (2), Зна  величину НМ из (2), определ ют значение НВ из (1), В блоке 37 производитс  сравнение измеренной величины НВ с заданной НВС.

По величине отклонени  уровн  НВ в блоке 38 определ етс  величина управл ющего воздействи  (количество загружаемого электролита). Если уровень превышает заданную величину, то блок 40 сигнализации выдает сообщение об аварийном сливе электролита.

Ручные вмешательства в процесс, св занные с необходимостью коррекции параметров управлени , достигаютс  через блок 41. Формирование управл ющих воздействий на включение дозатора 20, питател  15 осуществл етс  через блок 39 управлени  дозатором.

Применение устройства позвол ет поддерживать уровень электролита с высокой точностью (±1 см), что благопри тно вли ет на производительность электролизера и сортность металла.

Claims (6)

1. Формула изобретени 
2. 1 . Устройство регулировани  пода25 чи добавочного твердого электролита в электролитическую ванну дл  получени  алюмини  путем электролиза глинозема преимущественно в электролизере с уг леродистым катодом, углеродистыми анодными блоками, закрепленными на анодной раме, содержащее дат1шк контрол  высоты расплава ванны, соединенный с блоком сравнени , второй вход которого соединен с блоком задани  высоты расплава ванны, а выход через блок управлени  соединен с приводом питател -дозатора, о т л и ч аю щ е е с   тем, что, с целью стабилизации режима загрузки и уровн  расплава ванны, устройство снабжено наконечниками , расположенными на конце стержн , соединенного с поршнем силового цилиндра и с датчиком перемещени , закрепленного на неподвижной конструкции электролизера, при этом наконечник .электрически изолиро ван от конструкции электролизера, а стержень выполнен с возможностью взаимодействи  со скольз щим контактом , соединенным чере-з т5зкоомный резистор с катодом электролизера, причем параллельно низкоомному резистору подсоединен вольтметр. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что питательдозатор состоит из ковшевой емкости с входным и выходным отверсти ми, причем верхн   часть емкости соединена с бункером, а нижн   часть соединена с направл ющим патрубком, стержн , соединенного одним концом с поршнем силового цилиндра, а на другом конце стержн , расположенном в ковшевой емкости, закреплены две заслонки из упругого материала.
3. 3.Устройство по п. 2, о т л и чающеес  тем, что заслонки выполнены из плетеной стальной проволоки .
4. 4,Устройство поп, 2, отличающеес  тем, что заслонки выполнены из войлока.

   5971098
5. 5. Устройство по п, 2, отличающеес  тем, что заслонки выполнены из армированного металлической проволокой войлока, 5
6. 6. Устройство по п. 2, о т л и - ,. чающе вс  тем, что заслонки выполнены из резины.

   7, Устройство по п, 2, отличающеес  тем, что заслонки выполнены из синтетического эластомера, армированного стальной проволокой.

   7/ 33

   Фffг. S

   10

   3jjeKmDQnu3ep