Continuous Monitoring of Information on Anode Current Distribution as Means of Improving the Process of Controlling and Forecasting Process Disturbances

За последние десятилетия система АСУТП электролиза достигла больших возможностей по улучшению сбора и обработки сигналов, которые обеспечивают основу для регулирования питания, теплового баланса и магнитогидродинамической (МГД) стабильности. Несмотря на значительное развитие, постоянно растут потребности в датчиках контроля, которые могут распознавать и реагировать на возникающие изменения. C 2008 г. на электролизерах опытного участка РА-400, расположенного в опытно-промышленном корпусе электролиза ОАО «РУСАЛ Саяногорск», эксплуатируется система непрерывного мониторинга информации о распределении тока по анодам, интегрированная в АСУТП СААТ-2. На протяжении промышленных испытаний система мониторинга постоянно совершенствовалась в части достоверности информации, обеспечения работоспособности оборудования в условиях агрессивных сред, а также при выполнении технологических и ремонтных операций на электролизере. Полученная информация о распределении тока по анодам позволила разработать алгоритмы, прогнозирующие на ранней стадии отклонения в питании глиноземом электролизера с последующим перераспределением по точкам автоматической подачи глинозема (АПГ), прогнозирование и распознавание технологических нарушений на подошве анодов («конуса»)The aluminum reduction process control system in recent decades has given great opportunities for improving the collection and processing of signals that provide the basis for the adjustment of feeding, thermal balance and magnetohydrodynamic (MHD) stability. Despite considerable development, there is a growing need for control sensors that can detect and respond to emerging changes. Since 2008, the cells operating in the RA-400 pilot area inside the Pilot Potroom at OJSC RUSAL Sayanogorsk have been using a system for continuous monitoring of information on anode current distribution. The system has been integrated in the ‘CAAT-2’ control system. In the course of industrial tests, the monitoring system was continuously improved – in terms of information reliability, and equipment operability in aggressive environments and during pot tending & maintenance operations. The obtained information on anode current distribution allowed for developing algorithms to detect, at an early stage, variations in cell alumina feeding, including further alumina re-distribution between feed points, and forecast and detect anode bottom problems (“spike”

Anode Processes Malfunctions Causes. An Overview

Одним из наиболее типичных видов технологических расстройств в анодах после их установки в электролизер является неравномерное изменение рельефа подошвы анода и образование на ней выступов, называемых в зарубежной технической литературе шипами, грибами, деформациями, в российской – конусами. Конусы могут вызвать короткое замыкание анода и катода, увеличить флуктуации тока, выход угольной пены, уровень шумов. Другой вид технологических расстройств в анодах – образование в них трещин вследствие теплового удара (термошока), который испытывает холодный анод при установке в расплав. Образовавшиеся в результате растрескивания куски анода попадают в электролит, нарушая технологический режим электролизера, увеличивая расход углерода и существенно осложняя обслуживание электролизера. Одна из основных опасностей образования конусов и растрескивания анода – значительное снижение выхода по току и технико-экономических показателей производства алюминия. В настоящей статье представлен обзор исследований российских и зарубежных экспериментаторов, посвященных изучению причин технологических расстройств в анодахOne of the most common anodes malfunctions appearing after its set up is uneven anode’s profile relief modification and protrusion formation, called “spikes”, “mushrooms” “deformations” and “cones”. Spikes can provide short circuits between anode and cathode, increase current fluctuations, carbon dust volume and noise. Another kind of anodes malfunctions is cracking due to thermal shock, which strikes “cold” anode during its setup. Pieces, formed as a result, fall into bath, make a technological malfunction, increase carbon consumption and make cell operating more difficult. One of the dangers of spikes formation is decrease of current efficiency and aluminium production economical and technical indices. An overview of Russian and foreign author’s anodes malfunctions causes researches are presented in the pape

Mathematical Modeling of the Impact of Anode Bottom Problems of the Anode Current Distribution High Current Electrolyzer

В статье представлены результаты математического моделирования тепловых и электрических полей в электролизерах РА-400 и РА-550 при различных по высоте «конусах» и месту расположения, образованных на подошве анодов. Показано хорошее согласование расчетных и экспериментальных данных. Определены критерии для наиболее раннего обнаружения «конусов»The article presents the results of mathematical modeling of thermal and electric fields in the electrolyzer RA-400 and RA-550 at different height “cones” and the location formed at the base of the anodes. Received good agreement between the calculated and experimental data. Criteria for the earliest detection “cones” were founde

Electrical Resistance Preheating of High-Amperage Cells

На текущий момент нет единого мнения о том, какой способ обжига лучше. В большинстве случаев выбор того или иного способа на каждом алюминиевом заводе определяется рядом объективных и субъективных факторов. Зачастую при выборе способа обжига не учитываются затраты на использование энергии на этот процесс (электрической или от сжигания эквивалентного количества различных видов топлива), что может иметь существенное значение для различных регионов и влиять на себестоимость выпускаемого алюминия. В данной статье представлены результаты испытаний электрического обжига электролизеров опытного участка РА-400 ОАО «РУСАЛ Саяногорск»At present, there is no single opinion on which cell preheating method is best. In most cases, such a method (that is to be chosen for a smelter) is chosen based on a number of objective and subjective factors. It is often when a method is chosen that power expenses (either electricity or power generated from fuel combustion) for such a method are not taken into account. However, it can play a crucial role for different regions and influence the production cost of Al. This paper discusses the results of testing the method of electrical preheating in a pilot cell area (RA-400 cells) at OJSC RUSAL Sayanogors

Anode Processes Malfunctions Causes. An Overview

Одним из наиболее типичных видов технологических расстройств в анодах после их установки в электролизер является неравномерное изменение рельефа подошвы анода и образование на ней выступов, называемых в зарубежной технической литературе шипами, грибами, деформациями, в российской – конусами. Конусы могут вызвать короткое замыкание анода и катода, увеличить флуктуации тока, выход угольной пены, уровень шумов. Другой вид технологических расстройств в анодах – образование в них трещин вследствие теплового удара (термошока), который испытывает холодный анод при установке в расплав. Образовавшиеся в результате растрескивания куски анода попадают в электролит, нарушая технологический режим электролизера, увеличивая расход углерода и существенно осложняя обслуживание электролизера. Одна из основных опасностей образования конусов и растрескивания анода – значительное снижение выхода по току и технико-экономических показателей производства алюминия. В настоящей статье представлен обзор исследований российских и зарубежных экспериментаторов, посвященных изучению причин технологических расстройств в анодахOne of the most common anodes malfunctions appearing after its set up is uneven anode’s profile relief modification and protrusion formation, called “spikes”, “mushrooms” “deformations” and “cones”. Spikes can provide short circuits between anode and cathode, increase current fluctuations, carbon dust volume and noise. Another kind of anodes malfunctions is cracking due to thermal shock, which strikes “cold” anode during its setup. Pieces, formed as a result, fall into bath, make a technological malfunction, increase carbon consumption and make cell operating more difficult. One of the dangers of spikes formation is decrease of current efficiency and aluminium production economical and technical indices. An overview of Russian and foreign author’s anodes malfunctions causes researches are presented in the pape

Continuous Monitoring of Information on Anode Current Distribution as Means of Improving the Process of Controlling and Forecasting Process Disturbances

За последние десятилетия система АСУТП электролиза достигла больших возможностей по улучшению сбора и обработки сигналов, которые обеспечивают основу для регулирования питания, теплового баланса и магнитогидродинамической (МГД) стабильности. Несмотря на значительное развитие, постоянно растут потребности в датчиках контроля, которые могут распознавать и реагировать на возникающие изменения. C 2008 г. на электролизерах опытного участка РА-400, расположенного в опытно-промышленном корпусе электролиза ОАО «РУСАЛ Саяногорск», эксплуатируется система непрерывного мониторинга информации о распределении тока по анодам, интегрированная в АСУТП СААТ-2. На протяжении промышленных испытаний система мониторинга постоянно совершенствовалась в части достоверности информации, обеспечения работоспособности оборудования в условиях агрессивных сред, а также при выполнении технологических и ремонтных операций на электролизере. Полученная информация о распределении тока по анодам позволила разработать алгоритмы, прогнозирующие на ранней стадии отклонения в питании глиноземом электролизера с последующим перераспределением по точкам автоматической подачи глинозема (АПГ), прогнозирование и распознавание технологических нарушений на подошве анодов («конуса»)The aluminum reduction process control system in recent decades has given great opportunities for improving the collection and processing of signals that provide the basis for the adjustment of feeding, thermal balance and magnetohydrodynamic (MHD) stability. Despite considerable development, there is a growing need for control sensors that can detect and respond to emerging changes. Since 2008, the cells operating in the RA-400 pilot area inside the Pilot Potroom at OJSC RUSAL Sayanogorsk have been using a system for continuous monitoring of information on anode current distribution. The system has been integrated in the ‘CAAT-2’ control system. In the course of industrial tests, the monitoring system was continuously improved – in terms of information reliability, and equipment operability in aggressive environments and during pot tending & maintenance operations. The obtained information on anode current distribution allowed for developing algorithms to detect, at an early stage, variations in cell alumina feeding, including further alumina re-distribution between feed points, and forecast and detect anode bottom problems (“spike”

Mathematical Modeling of the Impact of Anode Bottom Problems of the Anode Current Distribution High Current Electrolyzer

В статье представлены результаты математического моделирования тепловых и электрических полей в электролизерах РА-400 и РА-550 при различных по высоте «конусах» и месту расположения, образованных на подошве анодов. Показано хорошее согласование расчетных и экспериментальных данных. Определены критерии для наиболее раннего обнаружения «конусов»The article presents the results of mathematical modeling of thermal and electric fields in the electrolyzer RA-400 and RA-550 at different height “cones” and the location formed at the base of the anodes. Received good agreement between the calculated and experimental data. Criteria for the earliest detection “cones” were founde

Electrical Resistance Preheating of High-Amperage Cells

На текущий момент нет единого мнения о том, какой способ обжига лучше. В большинстве случаев выбор того или иного способа на каждом алюминиевом заводе определяется рядом объективных и субъективных факторов. Зачастую при выборе способа обжига не учитываются затраты на использование энергии на этот процесс (электрической или от сжигания эквивалентного количества различных видов топлива), что может иметь существенное значение для различных регионов и влиять на себестоимость выпускаемого алюминия. В данной статье представлены результаты испытаний электрического обжига электролизеров опытного участка РА-400 ОАО «РУСАЛ Саяногорск»At present, there is no single opinion on which cell preheating method is best. In most cases, such a method (that is to be chosen for a smelter) is chosen based on a number of objective and subjective factors. It is often when a method is chosen that power expenses (either electricity or power generated from fuel combustion) for such a method are not taken into account. However, it can play a crucial role for different regions and influence the production cost of Al. This paper discusses the results of testing the method of electrical preheating in a pilot cell area (RA-400 cells) at OJSC RUSAL Sayanogors