187339. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék alumíniumoxidbeadagolásának és mennyiségének pontos szabályozására alumíniumgyártó elektrolizáló kemencénél
1 187 339 2 ban (2. ábra) a beadagolást úgy kell szabályozni, hogy T időn keresztül CR gyors beadagolás! Ütéfflmel, vagyis a CN normál beadagolási ütemnél 20...1öö"„-kal intenzivebben vezetjük be az aluminium-oxldot. A T idő általában fél érától egy óráig terjed. A €R gyors és a CN normál beadagolási ütem közölt például a CR = ß • CN egyenlőségét tartjuk fenn, ahol ß beállítható paraméter. F: A CR gyors beadagolási ütem alkalmazása révén az elektrolizáló kemencében az alumíniumoxid koncentrációja fokozatosan emelkedik, mivel a betáplált mennyiség túllépi az elektrolízis során felhasználtat. Ebben az esetben a mérési pont az 1. ábrán GY jelű nyíl irányában mozdul el, vagyis az R, belső ellenállás értéke csökkenését észleljük (2. ábra). Az R, belső ellenállás értékeinek mérését továbbra is meghatározott időpontokban, azonos időközökben például 3...6 percenként végezzük el. G: A T időtartam végén a CR gyors beadagolási ütemet leállítjuk. Az F állapotban mért R, belső ellenállást az idő függvényében jellemző p2 meredekségértékét a mérési pontokból felállítható egyenes alapján megállapítjuk és ezután a következő műveleteket hajtjuk végre: a) a p2 és p, értékeket összehasonlítjuk, mégpedig úgy, hogy megvizsgáljuk a p2/p, és a CN-CR CN-CL értékeket. Ha nem egyenlők, akkor arra következtetünk, hogy a CN érték nem megfelelően van megválasztva, és egy új CN, értéket kell számítanunk, mégpedig a következő egyenlőség szerint: CL CR Itt a meredekségeket p Q/min, míg a beadagolási ütemeket (CN, CR, CL) például kg/min egységben számítjuk. Ezt a számítást mindenkor arra az automatikus rendszerre lehet bízni, amely az elektrolizáló kemence üzemét irányítja. Ennek megfelelően a CN normál beadagolási ütem beállítása automatikusan történhet, mégpedig olyan berendezések segítségével, amelyek a szakmában jól ismertek és a jelen találmánynak nem képezik tárgyát; b) Ha az R, belső ellenállás értéke az R0-r alsó határérték alá esik, vagy pedig a p2 meredekség nagyobb, mint egy p" referenciaérték, „szétnyílásra” kell parancsot adni, vagyis az anód és katód (az anódrendszer és a fém közötti távolságot előre meghatározott mértékben növelni kell; c) A beadagolást lassú üteműre állítjuk be, amelyet szükség esetén módosítunk a CN, normál beadagolási ütemtől függően, majd a C lépéstől kezdve megismételjük a ciklust, aminek végén esetleg új CN2 normál beadagolási ütemet határozunk meg. A folyamat menetében a CR gyors beadagolási ütemet és fenntartásának T időtartamát úgy szabályozzuk, hogy az elektrolitban az alumínium-oxid koncentrációjának szintje 0,5...1%-kal (abszolút értékben számítva), előnyösen 0,5...0,6%-kal növekedjen. Ily módon a berendezés működését a belső ellenállás változását leíró görbének olyan szakaszára állítjuk be, ahol jelentős hiba nélkül a görbe lineárisnak tekinthető. kt ismertetett megeldás révén nagyen nagy pentőssággal lehet af, alumínium-exid keneentráeióját sjtabályöÉfll, és ennek megfelelően m elektrolizáló kemence működése is igen jó pontossággal szabályozhatóvá válik. A találmány szerinti eljárás foganatosítására két további viszonylag egyszerű lehetőséget említünk meg, amelyek természetesen nem merítik ki az öszszes lehetőséget. Az A, B, C és D lépések elvégzése után következik E,: amikor az R, belső ellenállás átlépte az R0 + r felső határértéket, a kemence vezérlésének „összezárási” parancsot adunk, vagyis az anódrendszer és a fém távolságát csökkentjük és meghatározott mennyiségű anyag betöltését tesszük lehetővé mégpedig CR gyors beadagolási ütem mellett meghatározott T időtartamon keresztül. F: Amíg a beadagolás üteme túllépi a fogyasztás miatti csökkenést, az elektrolizáló kemencében az alumínium-oxid koncentrációja folyamatosan növekszik, hiszen a beadagolással nagyobb mennyiség kerül a kádba, mint amennyit az eletrolízis kiválaszt. Ennek megfelelően a mérési pont az 1. ábrán GY jelű nyíl irányába eltolódik és az R, belső ellenállás értéke csökken. Az Rj belső ellenállás által felvett értékeket most is egyenlő, általában 3...6 perces időközönként mérjük. G,: Amikor a T időtartam letelt, a beadagolás ütemét visszakapcsoljuk a lassúra. Ha a T időtartam befejezésekor az R, belső ellenállás kisebb, mint az R0-r alsó határérték, az (Ro~r)-Ri különbségnek megfelelő nagyságú szétnyitásra kerül sor, vagyis az anódrendszer és a fém távolságát növeljük oly módon, hogy a ciklus elejére beálljon egy az R0-r alsó határértékkel nagyjából egyenlő R, belső ellenállás. Az eljárásnak ebben a javasolt foganatosítási módjában nincs szükség a p, és p2 meredekségek szerinti számításra és ennek megfelelően a „korrigált CN, normál beadagolási ütemmel kapcsolatos” információ sem szükséges. Egy másik javasolt foganatosítási mód szerint az A...E lépések végrehajtása után a következő lépést kell elvégezni: E2: amikor az R, belső ellenállás túllépte az R0 + r felső határértéket (3. ábra, la, th, tc időpont), az elektrolizáló kemencébe megfelelő mennyiségű anyagot juttatunk és egyidejűleg „összezárási” utasítást adunk az elektrolizáló kemence vezérlésének. Ily módon az R; belső ellenállást az R„ + r felső határérték alá csökkentjük. Ezután a beadagolást lassan folytatjuk mindaddig, amíg az R, belső ellenállás értéke újból az Ru+r felső határérték felé növekszik. Ekkor újból „összezárjuk” az elektrolizáló kemencét, tehát csökkentjük az anódrendszer és a fém (az anód és katód) közötti távolságot. Ha az első „összezáró” utasítás hatására az R, belső ellenállás értéke nem tudott az R„ 4- r felső határértéke alá csökkenni, második és esetleg további „összezárási” utasítások kiadására kerülhet sor. Az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 85 6
