Д инамика волнообразования металла при снижении мпр (зажатии электролизера). Цена деления 1 см.

Рисунки показывают, что при значительном зажатии МПР высота «волн» соизмерима с самим МПР. То есть происходит подмыкание металла на подошвы анодов.

Почему при усилении волнения поверхности металла снижается выход по току? Чем ближе анод к поверхности расплавленного металла, то есть чем меньше МПР, тем легче перенос растворённого алюминия к аноду (в реакционную зону), тем больше его окисление и потери.

Показателями волнения металла являются уровень шума, МГД-нестабильность.

Что такое шум в алюминиевой ванне?

Под «шумом» понимается величина амплитуды колебаний приведенного напряжения электролизера (мВ).

Упрощенно это выглядит следующим образом:

Сила тока на серии меняется очень незначительно, то есть будем считать её постоянной.

Из-за пузырьков анодных газов и волнения поверхности металла сопротивление постоянно колеблется (см. рисунок)

R

R

R

R

R

R

По закону Ома при неизменной силе тока если меняется сопротивление, то ровно во столько же раз меняется и напряжение (см. рисунок). То есть напряжение тоже колеблется.

Амплитуда колебаний напряжения и определяет уровень шума (измеряется в миливольтах, мВ):

Чем больше волнение металла, тем больше величина амплитуды колебаний напряжения электролизера, то есть шум – это показатель волнения поверхности металла.

При нормальной работе электролизера колебания напряжения обусловлены сходом газовых пузырей с «подошвы» анода и имеют незначительную амплитуду (8-15 мВ).

По изменению характера и величины «шума» можно судить о наличии технологических нарушений на электролизере.

«Шумы» можно условно разделить наследующие категории:

«Анодный шум» – «шум» с амплитудой выше нормы, обусловленный локальным подмыканием металла на аноды.

МГД-нестабильность – волнообразное или пилообразное изменение напряжения с большой амплитудой 50-1000мВ (0,05-1,00 В), обусловленное волнением металла по всему электролизеру под действием магнитного поля.

«Смешанный «шум» - совмещающий «анодный» шум и МГД-нестабильность

Наибольшее снижение выхода по току вызывает МГД-нестабильность, т.к. в данном случае происходят колебания поверхности металла по всему электролизеру, приводящие к интенсивной обратной реакции и потерям тока за счет прямого замыкания металла на аноды.

При «анодном шуме» подмыкание носит локальный характер и потери выхода по току значительно меньше.

Основные причины возникновения нестабильности на электролизере:

• Заниженное МПР (низкое напряжение, перекос анодной ошиновки) – возможен как «анодный шум» так и МГД-нестабильность.

• Нарушение горизонта анодного массива, проскользнувшие аноды

• Аварийные аноды (сползание с ниппелей, обрыв по биметаллической пластине, сколы и расслоения анодов)

• Замыкание анода на настыль, корж, осадок

• Низкая температура электролита

• Большое количество осадка

• Настыль «уходящая» под аноды (горизонтальные токи в металле)

• Нарушения на «подошве» анодов