CN101078644A - 一种测量铝电解槽铝液高度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝冶炼行业电解槽日常管理中测量铝液高度的新方法，具体地说是涉及一种测量铝电解槽铝液高度的方法。本发明测量方法包括如下步骤：1)将测量支撑架放置在电解槽出铝口炉台上；2)将测量钎前端垂直***电解质中，测量出电解质与铝液分界线；3)量出电解质与铝液分界线至测量钎根部刻线的距离x；4)计算：h－x＝铝液高度。本发明具有以下优点：1)测量高度、测量工具统一，测量位置不限。2)测量钎不必接触炉底，可避免因测量钎尖端经常接触炉底造成局部电流过大，使钎子尖端熔化所造成的测量误差。3)对改善有结壳(沉淀)的电解槽炉底状况有益。4)避免出铝口阴极有坑造成的误差。本发明可应用于所有槽型的铝电解槽铝液高度的测量管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝冶炼行业电解槽日常管理中测量铝液高度的新方法，具体地说是涉及一种测量铝电解槽铝液高度的方法。
背景技术
在采用炭阴极的电解槽上，炉膛底部需积存一定数量的铝液(亦称在产铝)，其作用一是保护炭阴极，防止铝直接在炭阴极表面析出而腐蚀阴极；二是传导热量，使电解槽各处的温度均匀；三是削弱电磁力的影响，稳定铝液。因此，其数量必需同时满足电解槽的热平衡设计和磁场平衡设计，生产中应按设计数量保持。
铝液高度是影响电解槽热平衡的重要因素，影响结果反映在炉膛形状和炉底洁净情况上。铝液偏高时，传导槽内热量多，会使炉温下降，炉底变冷形成氧化铝沉淀、结壳，使炉底状况恶化，热阻增加，通过炉底的热量减少，从而加大侧部散热，最终导致侧部槽帮减薄、下部伸腿变长的畸形炉膛；铝液偏低时，发热区接近炉底，炉底温度高，虽然炉底洁净，但炉膛过大，铝液表面大，铝液中水平电流密度大，在磁场作用下产生强大的电磁力，加速铝液运动，出现大幅度槽电压摆动；过低时，甚至发生滚铝，进而演变成大病槽。
由上可见，电解槽的铝液高度管理十分重要，而管理的重点就是要保持稳定的铝液高度，防止偏高或偏低。铝液高度管理，首要条件就是采用正确的测量方法，取得准确的铝液高度数据。
传统的测量铝液高度的方法是下测法，主要有一点测量和三点测量两种以及在三点测量的基础上加上出铝口和烟道端两点的五点测量法，如图1所示。
由于两种方法均采用下测法测量铝液高度，在测量过程中就会存在诸多人为影响因素：如测量工具、测量位置不统一、测量的位置有差异、摆放钎子的角度及水平度有差异等，从而出现不同的工作人员在测量同一台电解槽时，测量结果不相同的现象。而采用上测法测量铝液高度可有效避免这种情况的发生。
1)一点测定法
该方法为国内传统做法，其步骤是每天定时从电解槽出铝口测量铝水高度，然后按此铝水高度确定当天的出铝任务量。一点测量简单易行，随时可进行操作，但具有以下缺点：
①数据准确性差。反应不出槽内真实铝液状况，对炉底***的电解槽，或炉底沉淀较多的电解槽，按此法下达的任务量容易引发病槽。若炉膛不规整，一点测量的铝液高度值代表整炉时，其误差更大。
②易受出铝口形成剥蚀坑的影响。由于出铝口长时间进行出铝、捞炭渣等操作，因此阴极磨损较为严重，易形成剥蚀坑，从而使测量值高于实际值，造成对铝液高度的误判断。
③任务量不平稳。由于测量值的起落，必然造成任务量波动较大。一旦任务量的波动幅度超过了电解槽的自调能力，必然对炉膛和技术条件产生不良影响，甚至于恶化槽况。另外，用一点测量法确定任务量，还会使管理混乱，吸出误差大。
2)三点(五点)测定法
根据铝液高度在槽内的分布，选择电解槽大面均匀分布的三点(五点测定是在三点测定的基础上增加出铝口和烟道端两点)，测出铝液高度，并求出其平均值，如图2所示。对于炉底干净、无***的槽，三点测量较一点测量准确度要高。
三点(五点)测定法缺点：三点测量必须用天车打测量孔，测量过程复杂，测量周期较长，工人劳动强度大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在不足，提供一种能很好地解决由于测量工具不一致、测量人员方法不统一、阴极剥蚀、炉底沉淀结壳等因素对测量铝液高度的准确性的影响，还可以帮助管理者准确把握槽内在产铝状况以及科学管理电解槽的一种测量铝电解槽铝液高度的方法。
本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法通过下述技术方案予以实现：本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法包括槽体、测量钎、测量支撑架，所述的测量方法包括如下步骤：1)将测量支撑架放置在电解槽出铝口炉台上；2)将测量钎的手持杆水平放到测量支撑架上表面上，测量钎前端垂直***电解质中，测量出电解质与铝液分界线；3)用钢板尺量出电解质与铝液分界线至测量钎根部刻线的距离x；4)计算：h-x＝铝液高度。
本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法与现有技术相比较有如下有益效果：本发明很好地解决了由于测量工具不一致、测量人员方法不统一、阴极剥蚀、炉底沉淀(结壳)等因素对测量铝液高度的准确性的影响，还可以帮助管理者准确把握槽内在产铝状况以及科学管理电解槽。本发明具有以下几方面的优点。
1)测量高度、测量工具统一，测量位置不限，可有效避免人为因素的影响。由于每个人测量的位置有差异，且摆放钎子的角度、水平度等也有差异，因此测量同一台电解槽铝液高度也有所不同。而该方法可有效避免这一情况的发生。
2)测量钎不必接触炉底，从而可避免因测量钎尖端经常接触炉底造成局部电流过大，使钎子尖端熔化所造成的测量误差。
3)对改善有结壳(沉淀)的电解槽炉底状况有益。用上测法测量有结壳(沉淀)电解槽铝水平，测量值较传统方法略高，这主要是由于新方法测量值中包括了炉底结壳(沉淀)的高度。此时任务量随之增大，相当于进行了适当的撤铝，对化炉底结壳(沉淀)有帮助。在这种情况下，使用该方法具有仿生学的特点。
4)避免出铝口阴极有坑造成的误差。由于在日常生产过程中，出铝口的操作较多，如出铝、测量铝液高度、打捞炭渣等，因此部分电解槽出铝口阴极表面会逐渐剥落，形成一个坑，从而使一点测量时的铝液高度偏高，进而影响到出铝量，有可能导致电解槽槽况恶化。上测法测量铝液高度时，测量钎不必接触炉底，便可避免上述情况的发生。本发明可应用于所有槽型的铝电解槽铝液高度的测量管理。
附图说明
本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法有如下附图：
图1为现有技术一点、三点测定测量两水平示意图；
图2为现有技术三点测量位置示意图；
图3为本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法测量钎结构示意图；
图4为本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法测量支撑架结构示意图；
图5为本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法测铝水平示意图。
其中：1、电解槽阴极；2、槽洞；3、测量支撑架；4、侧炭；5、伸腿；6、铝水平；7、测量钎；8、电解质；9、钢板尺；10、刻线；11、加强筋；12、槽体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法技术方案作进一步描述。
如图3-图5所示，本发明一种测量铝电解槽铝液高度的方法包括槽体12、测量钎7、测量支撑架3，所述的测量方法包括如下步骤：1)将测量支撑架3放置在电解槽出铝口炉台上；2)将测量钎7的手持杆水平放到测量支撑架2上表面上，测量钎7前端垂直***电解质中，测量出电解质与铝液分界线；3)用钢板尺量出电解质与铝液分界线至测量钎根部刻线10的距离x；4)计算：h-x＝铝液高度。
所述的h为固定值，h＝测量支撑架3上表面高度-电解槽阴极1上表面高度。
所述的测量支撑架3采用铝合金、胶木或木料中任一抗磨、不易变形的材料制成的正方体框架或长方体框架，并使测量支撑架3上表面到炉底的距离h为整数。
所述的测量钎7为直角测量杆，测量钎7根部设有刻线10，测量钎和手持杆之间焊接一加强筋11。
实施例1。
本发明测量方法通过改变以往下测法测量铝液高度即测量工具顶端至铝液上表面的距离的传统做法，而采用从上向下测量铝液上表面至阴极表面距离的方法测量铝液高度。由于每个系列的每台电解槽阴极表面到炉台的高度一致，距离固定不变，因此可以在出铝口炉台上放置一测量支撑架3，其高度固定不易变形，其上表面到阴极表面的距离亦固定不变。将直角测量钎放到该支撑架表面，测出电解质与铝液分界线，量出分界线至测量钎根部刻线10处的距离，即可得出铝液的高度。
直角测量钎必须为90°，且不能变形，在测量钎直角处焊一根加固筋条；
测量杆长度约150cm即可；其测量部分长度视测量架上表面到阴极表面的距离h而定，一般为(h-10)cm左右。如图3所示。
测量架材料可以用铝合金、胶木、木料等，但必须要保证抗磨损、不易变形。测量架尺寸可根据不同槽型的需要自行确定。为了便于计算，最好使测量架上表面到阴极表面的距离(h)为整数，测量架设计。如图4所示。
测量步骤：
1)测量前要校正测量钎7，清除测量架底面附着的杂物，清扫炉台积料，将测量架水平放置在炉台上。
2)把测量钎7的手持杆放置在测量架上表面，使该面与测量钎完全接触。把测量钎前端垂直***电解质8中，注意测量钎前端不要碰到伸腿5。如图5所示。
3)测量钎7***电解槽后保持5～10秒不动，随后快速拿出，水平置于地面上，可以看到由于铝液6和电解质液8的密度、冷却速度不同而形成的一道清晰的分界线。
4)用钢板尺9或卷尺测出测量钎7根部标有刻线10处到电解质-铝液界面处的距离x(以cm为单位)。
5)如图5所示，用测量支撑架3上表面到电解槽阴极1上表面的距离h，减去所测得的x，即可得到所测铝液的高度：h-x(以cm为单位)。
Claims (4)
1、一种测量铝电解槽铝液高度的方法，包括槽体(12)、测量钎(7)、测量支撑架(3)，其特征在于：所述的测量方法包括如下步骤：1)将测量支撑架(3)放置在电解槽出铝口炉台上；2)将测量钎(7)的手持杆水平放到测量支撑架(2)上表面上，测量钎(7)前端垂直***电解质中，测量出电解质与铝液分界线；3)用钢板尺量出电解质与铝液分界线至测量钎根部刻线(10)的距离x；4)计算：h-x＝铝液高度。
2、根据权利要求1所述的测量铝电解槽铝液高度的方法，其特征在于：所述的h为固定值，h＝测量支撑架(3)上表面高度-电解槽阴极(1)上表面高度。
3、根据权利要求1所述的测量铝电解槽铝液高度的方法，其特征在于：所述的测量支撑架(3)采用铝合金、胶木或木料中任一抗磨、不易变形的材料制成的正方体框架或长方体框架，并使测量支撑架(3)上表面到炉底的距离h为整数。
4、根据权利要求1所述的测量铝电解槽铝液高度的方法，其特征在于：所述的测量钎(7)为直角测量杆，测量钎(7)根部设有刻线(10)，测量钎和手持杆之间焊接一加强筋(11)。
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