[发明专利]用于确定铝电解槽的沿阳极的电流分布的装置

说明书

本发明涉及有色金属冶金，特别是涉及铝的电解生产，并且可以用于铝生产过程的自动化监测期间和用于阳极问题的诊断中。一种用于确定铝电解槽的沿阳极的电流分布的装置，其中所述铝电解槽安装在固定于阳极母线上的阳极导杆上，所述装置包含连接至计算机单元的一个或多个磁场测量传感器。为了提高铝电解槽的沿阳极的电流分布的测量精度，将磁场测量传感器置于与阳极电连接的阳极导杆体内，或者直接刚性固定在其表面上。传感器通过导线彼此连接，并且通过电缆和/或通过无线通讯的方式连接至计算机单元，该计算机单元位于距高温影响的安全距离。该装置的应用使得能够提高铝电解槽的沿阳极的电流分布的测量精度。

技术领域

本发明涉及有色金属冶金，特别是涉及铝的电解生产，并且可用在铝生产过程的自动化监测期间及用于阳极问题的诊断中。

背景技术

已知一种用于对具有固定于阳极母线的具背衬阳极的铝电解槽的工作状态进行自动化监测的方法(俄罗斯专利2307881，IPC С25С 3/20，公布于2007年10月10日)，其包括借助于连接到计算机单元的电压传感器来测量电解槽结构部件上的电压并确定沿阳极的电流。

这种用于自动化监测的方法的缺点在于，在沿着阳极母线长度的几个点处测量电解槽上的电压，但是计算不包括阳极母线和阳极导杆之间的电接触连接，此外，也不包括电导率的温度依赖性的校正。上面提到的所有因素都可以对电解槽的阳极电流分布的测量精度产生负面影响。

而且，已知一种用于对具有固定在阳极母线的具背衬阳极的铝电解槽进行自动化工作状态监测的方法，其包括借助于连接到计算机单元的电压传感器来测量电解槽结构部件上的电压，并确定阳极的电流分布(美国专利US 4786379，IPC С25С 3/20，1988)。基于在阳极导杆的固定长度的垂直段上测量的电压值来确定单独的阳极中的电流。基于从安装在阳极导杆上的温度传感器获得的测量结果来校正电导率的温度依赖性。

根据US 4786379的方法的主要缺点在于在阳极导杆上直接测量电压。当应用所述方法连续监测电解槽的沿所有阳极的电流分布时，系统必须定期重新配置，特别是，在每次更换阳极时必须将阳极导杆上的测量单元完全或部分地拆卸。

与要求保护的发明最接近的是一种用于确定阳极的电流分布的方法，其包括提供一个或多个适合于测量每个阳极导杆附近的磁场的传感器(美国专利US 6136177，C25C3/20，С25С1/00，公布于2000年10月24日)。在这种方法中，建议采用适合于测量磁场(霍尔效应)的电流传感器。这种方法包括通过如下方式确定一个或多个氧化铝电解槽中的阳极的沿电流分布：i)提供一个或多个传感器，所述传感器适于测量一个或多个导体的每一个的附近的磁场，所述导体向电解槽传送电力或从电解槽传送电力并产生与所述磁场成比例的一个或多个信号；ii)以所述信号与遥控装置进行通信；iii)在所述通信步骤之前或之后对所述信号针对环境磁效应和温度进行补偿；和iv)基于所述信号向所述电解槽产生控制信号。

该原型方法的主要缺点在于，在每次更换阳极时必须将阳极导杆上的测量单元完全或部分地拆卸。因此，它不可避免地涉及相对于先前安装位置的框架偏移和旋转，从而导致进一步的测量误差。此外，在某些情况下，传感器会经受高温(开放式阀瓣、相邻的阳极更换、加工处理等)，导致传感器损坏。

发明内容

本发明的目的在于提高铝电解槽阳极的沿电流分布的测量精度。本发明提供的技术效果允许使工艺参数和电解槽操作模式稳定化，从而提高铝电解槽的技术和经济特性。