автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Повышение эффективности электролитического получения алюминия на основе мониторинга перегрева электролита

На правах рукописи

УДК 669.713.7

НОЖКО Семен Игоревич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ НА ОСНОВЕ МОНИТОРИНГА ПЕРЕГРЕВА ЭЛЕКТРОЛИТА

(на примере Братского алюминиевого завода)

Специальность 05.16.02. - Металлургия черных, цветных и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск - 2006

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Седых Владимир Ильич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кульков Виктор Николаевич кандидат технических наук Карнаухов Евгений Николаевич

Ведущая организация:

ОАО «Сибирский научно - исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности»

Защита состоится « Ц »

мая

2006 года в 12_ ч. на заседании

диссертационного совета Д212.073.02 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета.

%

Автореферат разослан "10" апреля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета профессор

Салов В. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Отличительная особенность российской алюминиевой промышленности заключается в том, что около 65% производимого металла выпускается в электролизерах с самообжигающимся анодом. По такой технологии работают крупнейшие в мире Братский и Красноярский алюминиевые заводы, входящие в компанию РУСАЛ. В соответствие с принятой стратегией развития компании, направленной на повышение конкурентоспособности и экологичности электролизного производства, модернизация этих заводов предусматривает внедрение следующих основных мероприятий: переход на технологию "сухого" анода, установку на электролизерах систем АПГ точечного типа, применение систем сухой газоочистки, усовершенствование компьютерного управления процессом. Осуществление столь масштабных проектов на практике неизбежно потребует изменения и оптимизации десятков параметров технологического процесса. В полной мере эти тенденции проявились на БрАЗе при освоении сухой очистки отходящих газов электролизного производства, основанной на хемосорбции фтористого водорода глиноземом в реакторах и рукавных фильтрах. Наряду с несомненными достоинствами (снижение вредных выбросов и сокращение расхода фторсолей) в экспериментальных корпусах наблюдалось ухудшение таких показателей электролиза, как выход по току, сортность алюминия, частота анодных эффектов, выход угольной пены. Отмеченные явления напрямую связаны с изменением состава сырьевых материалов и электролита, толщины корки, формы рабочего пространства, которые приводят к нарушениям теплового баланса алюминиевого электролизера.

В этой связи особое значение приобретают работы, направленные на оптимизацию теплового баланса электролизера с учетом специфических требований, предъявляемых к ведению технологии электролиза, основанной на переработке фторированного глинозема.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является повышение эффективности электролитического получения алюминия путем оптимизации теплового баланса электролизеров на основе мониторинга перегрева электролита.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Дифференциально-термические способы измерения температуры перегрева электролита алюминиевых ванн, обработка технологической информации методами описательной и аналитической статистики, математическое моделирование технологических процессов на основе множественного регрессионного анализа, химические и спектральные методы изучения состава исследуемого сырья. Исследования проводились в укрупнен-но-лабораторном, опытно-промышленном и промышленном масштабах.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработана система мониторинга перегрева электролита (разности между рабочей температурой электролита и температурой его плавления) позволившая создать алгоритм управления алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, работающего на фторированном глиноземе. При этом впервые:

- установлена определяющая роль режимов питания глиноземом алюминиевого электролизера на перегрев электролита, что позволило вывести Аормулы

приведенной температуры перегрева электролита (при различной кратности регламентно-поточных обработок электролизеров);

- исследовано влияние основных технологических параметров (состава электролита, уровней электролита и металла, температуры окружающей среды, заданного напряжения, силы тока) на перегрев электролита;

- выявлена качественная зависимость выхода по току от перегрева электролита;

- изучено влияние технологических параметров на форму рабочего пространства электролизера (высоты и длины настыли).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Система для измерения температуры электролита и ликвидуса "СИТЭЛ" внедрена в производство на Братском алюминиевом заводе с целью управления процессом электролиза по мониторингу перегрева электролита.

В условиях экспериментальных корпусов электролиза, работающих на фторированном глиноземе, использование системы "СИТЭЛ" позволило увеличить выход алюминия по току, снизить расход электроэнергии и частоту анодных эффектов.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения системы "СИТЭЛ" в экспериментальных корпусах ОАО "БрАЗ" составит 68 млн. рублей в год.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСИТСЯ:

- система для измерения температуры электролита и ликвидуса "СИТЭЛ";

- результаты мониторинга перегрева электролита в корпусах электролиза, работающих на фторированном глиноземе;

- алгоритм управления алюминиевым электролизером на основе "СИТЭЛ".

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Металлургия легких металлов: проблемы и перспективы» (г. Москва, 2004 г.), III Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности (г.Иркутск, 2005 г.), региональной научно-технической конференции «Перспективные технологии получения и обработки материалов» (г.Иркутск, 2005 г.), научно-практической конференции «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств» (г. Иркутск, 2005 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано 9 научных работ, в том числе 5 статей.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (119 наименований). Общий объем работы 158 страниц основного текста, включая 55 рисунков, 11 таблиц и приложений.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Использование систем сухой очистки газов электролизного производства является общемировой тенденцией развития алюминиевой промышленности. Сухая очистка газов глиноземом в реакторах и рукавных фильтрах позволяет улавливать 99 % фтористого водорода и твердых фторидов, 95 % смолистых веществ. Существенным преимуществом сухой газоочистки является возможность утилизации уловленных фтористых соединений и глиноземной пыли путем непосредственного возврата их в процесс электролиза без дополнительной переработки. Это позволяет избежать коррозии оборудования, формирования шламовых полей, которые неизбежны при мокрой очистке газов. В России система сухой газоочистки успешно функционирует на САЗе, оборудованном электролизерами с обожженными анодами.

На Братском алюминиевом заводе опытный участок сухой очистки отходящих газов был организован в марте 2001 г. на базе корпуса № 8 электролизного цеха № 1. Сначала на питание фторированным глиноземом были переведены 50% электролизеров С-8Б, а с апреля 2002 г. весь корпус полностью.

Основным преимуществом использования фторированного глинозема в электролизном производстве оказалось значительное сокращение расхода фтористых солей. К примеру, за 9 месяцев 2002 года расход А1Р3 в корпусе № 8 составил 29,0 кг/т А1. В среднем по цеху (без корпуса № 8) расход фтористог о алюминия составил 37,4 кг/т А1. Расход смешанного криолита составил 18,7 кг/т А1 (ЭЦ №1 без корпуса №8 - 21,2 кг/т А1).

К сожалению, наряду с экономией фтористых солей в корпусе № 8 наблюдалось ухудшение основных показателей электролиза (табл.1). С начала эксперимента участок отличается нестабильной технологией, повышенной частотой анодных эффектов, высоким выходом угольной пены и, как следствие, повышенным расходом электроэнергии.

Таблица 1

Технико - экономические показатели корпусов электролиза в электролизном цехе №1 ОАО «БрАЗ».

Выход по току, % Выход угольной пены, кг/т А1 Среднее содержание примесей в А1, %

Ре

Корпус 8 88,03 44,7 0,1700 0,0701

Корпуса 1-7 88,41 33,9 0,1561 0,0659

ЭЦ-1 88,36 35,3 0,1590 0,0669

Наблюдаемые явления связаны в первую очередь с изменением химического состава и физико-химических свойств глинозема подаваемого на электролиз. Во фторированном глиноземе повышается содержание оксидов железа, кремния и фосфора, в значительном количестве появляется углерод, увеличивается доля ос-модификации глинозема. Так же для него характерно повышенное содержание влаги, фракции - 45 мкм, время истечения, уменьшение активной по-

верхности. Литературные сведения о методах оптимизации технологии электролиза алюминия из фторированного глинозема оказались не систематизированы и во многом противоречивы, причем, как правило, они относятся к электролизерам с предварительно обожженными анодами.

В значительной степени наблюдаемые негативные явления связаны с изменением теплового баланса электролизеров ВТ, работающих на фторированном глиноземе. Хорошо известно, что тепловой баланс в электролизере является сложным и динамичным процессом, который описывается взаимосвязанными переменными, включая подачу энергии, состав электролита, глубину слоя металла и электролита, форму рабочего пространства, свойства сырьевых материалов и конструкцию электролизера Оптимизация теплового баланса в электролизере заключается в поддержании требуемой температуры электролита и теплового потока, чтобы сформировать форму рабочего пространства необходимой конфигурации по всему периметру ванны.

В этой связи весьма актуальным становиться вопрос о простом и удобном способе оценки теплового баланса электролизера с целью его оптимизации и последующей стабилизации. Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является создание системы автоматизированного мониторинга перегрева электролита. Использование такой системы позволит оперативно оценить технологическое состояние каждого электролизера, а наличие алгоритма управления электролизером обеспечит быструю стабилизацию процесса.

2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПО ИЗМЕРЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ И ПЕРЕГРЕВА ЭЛЕКТРОЛИТА

В последние годы на российских алюминиевых заводах ВгАЗе, ИркАЗе, КрАЗе начались работы по оценке степени перегрева электролита в масштабах экспериментальных ванн или корпусов электролиза. Обычно замеры проводятся с помощью зарубежной системы "СКУ-О-Тегт" или ее российского аналога - системы "ТЭМП". Практикой установлено, что каждой из систем присущи как плюсы, так и минусы, но главным недостатком является невозможность организации регулярных и массовых замеров из-за их высокой стоимости.

В этой связи на Братском алюминиевом заводе для проведения полномасштабного мониторинга температуры перегрева электролита разработана система «СИТЭЛ» (Система для измерения температуры электролита и ликвидуса), структурная схема которой представлена на рис. 1. «СИТЭЛ» включает в себя:

- датчик-зонд (рис. 2);

- аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), функцией которого является усиление сигнала с термопары, преобразование его в цифровую форму и обеспечение связи с вычислительным устройством через последовательный порт;

- считывающее вычислительное устройство (карманный персональный компьютер), роль которого - прием цифрового сигнала и соответствующая его обработка с выдачей конкретных значений температуры перегрева электролита.

Разработка статистически обоснованной методики управления энергетическим балансом электролизера

АРМ СМиТ (система ввода, анализ)

Рис 1 Структурная схема системы измерения и обработки данных

Измерение температуры плавления электролита в данном датчике основано на оценке нисходящей ветви кривой охлаждения электролита (рис.3).

* па »¿МММ* (Ы1у;>м

>¿¡1 Оде/ям* аг4 $«а*9»

^(ишеуООТ ^МуОосипйлК

11 27Л 1.2005-11 им И 27 31 1 200511 15м

11 27 31 1 »0611 17ы

111» 31.1.ааов-11 ам

V 27 И 1 54 М

121^-11^.2005 14 57 м 1? 2? И 2 2005-14 51 М

12 22 11 2 20051453« 12^14 г'госят (£11« 12 67 8 2 2005-ТО ЙМ 12 67-9 2 200510 58 М

12.67 4_г.госб.и. ом 12.88-111¿305-1Ь вМ

16.5М.О005-11 1Ш 16 56 4.? 2006-11 17м

? 21)4

Рис. 2. Модель датчика Рис. 3. Система обработки информации

В процессе работы над системой были проведены эксперименты по оценке адекватности и воспроизводимости результатов измерений

Адекватность полученных данных оценивалась путем сопоставления скорости охлаждения электролита до и после (через 25 минут в момент насыщения электролита глиноземом) регламентно-поточной обработки электролизера, т. е в состоянии, когда содержание глинозема в электролите изменяется в значительных пределах.

На рис.4 представлено снижение температуры ликвидуса электролита до и после обработки, которое составило порядка 25°С, что в хорошо согласуется с теоретическими расчетами и практическими данными

Рис. 4. Проверка адекватности системы измерений 1 - до обработки; 2 - через 30 минут после обработки.

Воспроизводимость значений оценивалась путем ряда параллельных измерений температуры перегрева электролита, выполненных на одном электролизере за короткий промежуток времени. Рассчитанный индекс воспроизводимости (Ср) оказался равным 1,11, что свидетельствует о хорошей сходимости экспериментальных данных.

В процессе настройки и отладки системы возникла проблема малых перегревов, т.е. низкой адекватности измерения температуры перегрева электролита менее 7 °С

Для идентификации температуры плавления электролита при низких значениях перегрева были использован метод дифференциально-термического анализа, заключающийся в измерении разностей температур между исследуемым и эталонным образцами при их одновременном и идентичном нагреве. В качестве эталонного образца был использован датчик с близким к исследуемому веществу значением теплоемкости и теплопроводности, который в исследуемом диапазоне температур не испытывает никаких структурных и фазовых превращений. Таким образом возникающая при одновременном нагреве или охлаждении исследуемого и эталонного образцов разность температур обуславливается эн-до- или экзотермическими превращениями в исследуемом образце. Дальнейшее сопоставление термограмм эталонного и исследуемого образца дает возможность оценить температуры начала кристаллизации, максимума пика кристаллизации, конца пика кристаллизации.

Полученная эталонная кривая (рис. 5, кривая 1) является интегральной характеристикой тепловых эффектов самого датчика (рассеивание тепла в окружающую среду) и наполняемого его электролита (тепловые эффекты при охлаждении) без учета тепла фазового перехода. Представленные кривые (рис.5, кривые 2, 3, 4) характеризуют изменение скорости охлаждения (производной температуры по времени) при уменьшении перегрева электролита.

1 3 5 7 в 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Время, с« к

Рис. 5. Скорость изменения температуры образца

3. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ И ПЕРЕГРЕВА ЭЛЕКТРОЛИТА ВО ВРЕМЕНИ.

В процессе проведения регулярных измерений перегрева электролита было установлено, что перегрев изменяется во времени и в значительной степени зависит от условий питания электролизера глиноземом. Для математической обработки результатов замеров выведена формула (1):

(1)

где: К- температурный коэффициент;

А1 - измеренное значение перегрева электролита. Коэффициент К был принят как отношение измеренного текущего значения перегрева электролита к его рабочему (стабильному) значению. Установлено, что в зависимости от кратности регламентно-поточных обработок электролизеров, температурный коэффициент изменяется следующим образом (рис.6.): а б

Рис. 6. Изменение температурного коэффициента при различной кратности регламентно-поточной обработки электролизеров а - 8-кратная обработка; 6 - 12-кратная обработка.

Формулы приведенной температуры перегрева электролита имеют вид-. Л*расч-8кр = (0,000005 х (т/20)6 - 0,0003 х (т/20)5 + 0,0093 х (т/20)4 - 0,1242 х (т/20) + 0,823 х (т/20)2 - 2,4056 х (т/20) + 3,0255) х Д1

^расч.пкр = (0,000007 х (т/15)6 - 0,0005 х (т/15)5 + 0,11 х (т/15)4 - 0,1323 х (т/15/ + 0,0075 х (т/15)2 - 2,2490 х (т/15) + 2,9844) х М,

где Л^асч-ккр - приведенная температура перегрева электролита при 8-кратной регламентно-поточной обработке электролизеров;

/Ц>асч-12кр - приведенная температура перегрева электролита при 12-кратной регламентно-поточной обработке электролизеров;

А( - измеренное значение перегрева электролита;

т - время в минутах, прошедшее с момента последней обработки с лицевой стороны до замера.

Были исследованы тепловые колебания при различной кратности обработок. По результатам замеров построены гистограммы распределения тепловых откликов (перегрева электролита) во времени для 8- и 12-кратной поточных обработок, которые представлены на рис. 7.

Для сравнения тепловых эффектов, вызванных регламентно-поточными обработками, расчитаны коэффициенты стабилизации теплового режима электролизера. Коэффициент стабилизации представляет собой отношение стандартных отклонений при 8- и 12-кратной поточной обработке.

Кстаб = «8 / <»12

Кстаб = 5,93 / 3,45 = 1,44

а б

8 10 12 14 16 1в 20 22 24 26 28 30 Перегрев электролита, град Цельсия.

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Перегрев электролита, град. Цельсия_|

Рис. 7. Тепловые эффекты при различной кратности

регламентно-поточных обработок а - 8-кратная обработка; б - 12-кратная обработка.

Значение коэффициента стабилизации Кста6 = 1,44 показывает, что тепловой режим электролизера при 12-кратной регламентно-поточной обработке стабильнее, чем при 8-кратной, тепловой отклик на обработку ниже. Это говорит о более постоянной форме бортовой настыли. Следовательно, тепловой поток через борт электролизера стабильнее во времени, а тепловой дисбаланс, вызванный проведением поточной обработки, меньше влияет на рабочий ход электролизера.

4. АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫМ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОМ, ОСНОВАННЫЙ НА МОНИТОРИНГЕ ПЕРЕГРЕВА ЭЛЕКТРОЛИТА

Оптимизация технологии в корпусе № 8, работающем на фторированном глиноземе, была проведена в три этапа. На первом этапе для определения значимости температуры перегрева электролита была выбрана группа электролизеров, на которой систематически осуществлялись замеры. Обработка полученных результатов была выполнена методом множественного регрессионного анализа. Анализ экспериментальных данных приводит к выводу, что перегрев электролита оказывает наибольшее влияние на частоту анодных эффектов. В меньшей степени ЧАЭ зависит от (по мере убывания) срока службы электролизера, уровня электролита, высоты настыли, концентрации МдР2 в электролите, заданного напряжения и уровня металла.

Вышеперечисленные технологические параметры можно разделить на управляемые (уровень электролита, высота настыли, заданное напряжение, уровень металла) и независимые (срок службы электролизера, концентрация М§Р2 в электролите). Концентрация в электролите отнесена к группе независимых технологических параметров, т.к. в настоящее время данная добавка не используется на БрАЗе в целях корректировки состава электролита, а попадает в электролит с сырьем.

На втором этапе оптимизации технологии для разработки алгоритма управления электролизером на основе мониторинга перегрева электролита, был проведен многофакторный регрессионный анализ для определения влияния основных технологических параметров на величину перегрева электролита.

Регрессионным анализом установлено, что наиболее существенным фактором, влияющим на перегрев электролита является температура окружающей среды (независимый от технолога параметр), чье негативное влияние можно компенсировать корректировкой уровня электролита, его химического состава (КО и СаР2) и изменением заданного напряжения:

- увеличение уровня электролита на 1 см уменьшает перегрев электролита на 0,27°С;

- увеличение КО на 0,1 уменьшает перегрев электролита на 1,97 вС;

- увеличение содержания СаР2 в электролите на 0,1 % увеличивает перегрев электролита на 0,16 "С;

- увеличение заданного напряжения на электролизере на 10 мВ увеличивает перегрев электролита на 0,3°С.

На основании полученных зависимостей был разработан алгоритм управления электролизером, представленный на рис. 8.

На третьем этапе оптимизации технологии в корпусе №8 была выбрана группа опытных ванн (управление которой производилось по разработанному алгоритму) и группа ванн-свидетелей. Экспериментальная группа ванн в период проведения эксперимента, длившегося 6 месяцев, характеризовалась более высоким выходом по току, уменьшением частоты анодных эффектов, и, как следствие, более низким расходом электроэнергии (табл. 2).

Рис. 8. Алгоритм управления электролизером

Таблица 2

Технологические показатели опытной группы ванн и ванн-свидетелей

Выход по току, % Ч АЭ Расход электроэнергии, кВт • ч / т А1

Группа опытных ванн (835845) 88,54 1, 16 15920

Группа ванн-свидетелей (846856) 88,4 1, 54 15971

Оптимальное значение перегрева электролита для электролизеров С-8Б, работающих на фторированном глиноземе, составляет 17 - 21°С (рис.9).

Рис. 9. Влияние перегрева электролита на выход алюминия по току

4.1. Особенности формирования рабочего пространства алюминиевого электролизера ВТ, работающего на фторированном глиноземе

Основным показателем процесса электролитического получения алюминия является выход по току. На практике выход алюминия по току в электролизерах с верхним токоподводом очень редко превышает 91%, вследствие протекания в расплаве обратных реакций образования одновалентного фторида алюминия, окисления алюминия анодными газами, а также эмульгирования металла в электролите. Известно, что обратные реакции идут преимущественно на границе «металл - электролит», поэтому площадь поверхности раздела фаз имеет весомое значение для процесса электролитического получения алюминия. Форма рабочего пространства (ФРП) алюминиевого электролизера, определяющая площадь поверхности раздела, характеризуется длиной и высотой образующейся настыли по всему объему шахты электролизера. В электролизной ванне необходим не произвольный гарниссажный слой, а настыль достаточной толщины с профилем близким к вертикальному (так называемая круто падающая настыль). Динамика изменения ФРП характеризует изменение расхода тепла. Очевидно, что при уменьшении высоты и длины настыли тепловые потоки от кожуха увеличиваются и уменьшаются при «зарастании» электролизера.

Для оценки движения настыли было создано множество математических моделей алюминиевого электролизера. Особое распространение у российских технологов получила модель С.А.Щербинина, однако производственная практика показала низкую адекватность имеющихся моделей применительно к электролизерам, работающим на фторированном глиноземе.

Математическая модель формы рабочего пространства алюминиевого электролизера была получена методом многофакторного регрессионно-статистического анализа. За основу статистического анализа были взяты замеры на действующих электролизерах корпуса №8 ОАО «БрАЗ» в течение квартала. За этот период ежедневно измерялись параметры на 90 действующих электролизерах.

Полученные зависимости показали, что высота и длина настыли представляют собой сложные зависимости от температуры окружающей среды, уровней металла и электролита, содержания СаР2 в электролите, криолитового отношения (КО) и силы тока:

И,«« = - 0,03 • Т„ + 0,56 • Нэл + 0,54 • Нме + 0,58 • Сою + 5,83 ■ КО Ьн^ = - 0,21-Т,- 1,69 • Нэл + 2,74 • Нме + 0,8 ■ I + 24,31 ■ КО

где Н„аст - высота настыли, см;

Ьнаст - длина настыли, см;

Тк - температура окружающей среды, К;

Нэл _ уровень электролита, см;

НМе_ уровень металла, см;

Ссагс ~ концентрация СаР2 в электролите, вес%; К ко - криолитовое отношение электролита, ед.; I - сила тока, кА;

С целью проверки адекватности модели, были проведены натурные измерения технологических параметров параллельно с расчетом высоты и длины настыли. Расчетные параметры (высота и длина настыли) сравнивались с измеренными путем вычитания из измеренных параметров расчетных (расчет остатков). По результатам измерений были построены диаграммы распределения остатков, представленные на рис.10.

а б

Рис. 10. Расчет адекватности полученной модели а - высота настыли; б - длина настыли.

Анализ рис. 10. показывает, что распределение остатков близко к нормальному. Это свидетельствует о высоком уровне адекватности полученной модели формы рабочего пространства электролизера.

На базе полученной статистико-математической модели была создана компьютерная программа, позволяющая в двумерном пространстве оценить форму рабочего пространства электролизера при возможном изменении технологических параметров (рис.11).

Рис. 11. Двумерная модель формы рабочего пространства электролизера

выводы

1. На основе проведения комплекса лабораторных, укрупненно-лабораторных и промышленных исследований разработана система мониторинга перегрева электролита (разности между рабочей температурой электролита и температурой его плавления) позволившая создать алгоритм управления алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, работающего на фторированном глиноземе.

2. Экспериментально установлена определяющая роль режимов питания глиноземом алюминиевого электролизера на перегрев электролита. Это позволило вывести формулы приведенной температуры перегрева, учитывающей кратность регламентно-поточных обработок электролизеров и время прошедшее с момента последней обработки. Анализ полученных зависимостей свидетельствует о том, что тепловой режим электролизера при 12-кратной регла-ментно-поточной обработке значительно стабильнее, чем при 8-кратной.

3. Методом многофакторного регрессионного анализа определено влияние основных технологических параметров на величину перегрева электролита. Установлено, что наиболее существенным фактором, влияющим на перегрев электролита является температура окружающей среды (независимый от технолога параметр), чье негативное влияние можно компенсировать корректировкой уровня электролита, его химического состава (КО и СаРг) и изменением заданного напряжения.

4. Выявлено, что оптимальное значение температуры перегрева электролита для электролизеров С-8Б, работающих на фторированном глиноземе, составляет 17 - 21°С. В условиях экспериментального корпуса на таком перегреве работают электролизные ванны, обеспечивающие выход алюминия по току более 88,4 %.

5. Разработан алгоритм управления тепловым балансом электролизера основанный на мониторинге перегрева электролита. Оптимизация температуры перегрева осуществляется корректировкой основных технологических параметров (уровня электролита, КО, содержания СаР2) и установкой соответствующего напряжения.

6. Методами статистического анализа изучено влияние технологических параметров на форму рабочего пространства электролизера (высоты и длины настыли). На основании полученных закономерностей разработана компьютерная программа, моделирующая форму рабочего пространства алюминиевого электролизера, работающего на фторированном глиноземе.

7. Внедрение системы измерения температуры электролита и ликвидуса в корпусе № 8 ОАО "БрАЗ", работающем на фторированном глиноземе, и алгоритма управления тепловым балансом электролизера позволило увеличить выход алюминия по току на 0,14%, снизить расход электроэнергии на 51 кВт-ч/ т А1, уменьшить частоту анодных эффектов на 0,38. Ожидаемый экономический эффект от внедрения системы "СИТЭЛ" составит 68 млн. рублей в год.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 «Металлургия легких металлов. Проблемы и перспективы», международная науч-практ. конф. (2004; Москва). Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Металлургия легких металлов Проблемы и перспективы», 22-24 нояб. 2004 г. / Моск. инс-т стали и сплавов. - М.: МИ-СиС, 2004. - 242 с.

2. «Перспективные технологии получения и обработки материалов», регион, науч.-практ. конф. (2005; Иркутск). Сборник докладов региональной научно-практической конференции «Перспективные технологии получения и обработки материалов», 21 - 22 апр. 2005 г / Под ред. С.А. Зайдеса, / Иркут. Гос. техн. ун-т. - Иркутск: ИрГТУ, 2005. - 145 с.

3. «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств», науч.-практ. конф., посвященная 75 - летию ИрГТУ (2005; Иркутск). Материалы докладов научно-практической конференции, посвященной 75 - летию ИрГТУ «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств», 28 - 29 апр. 2005 г. / Иркут. Гос. техн. ун-т. -Иркутск: ИрГТУ, 2005. - 186 с.

4. Турусов, С.Н. Сравнительная оценка датчиков измерения степени перегрева электролита в алюминиевом электролизере / С.Н. Турусов, С.И. Ножко,

B.И. Седых // Цветная металлургия. - 2005. - №5. - С. 35 - 38.

5. Турусов, С.Н. Организация периодических массовых замеров температуры электролита, ликвидуса в электролизном производстве алюминия на Братском алюминиевом заводе / С.Н. Турусов, С.А. Черневский, С.И. Ножко // Цветные металлы. - 2005. - №7 - С. 70 - 73.

6. Ножко, С.И. Изучение кристаллизации промышленного электролита /

C.И. Ножко [и др.] // Цветные металлы. - 2005. - №8. - С. 71 - 73.

7 III Республиканская научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности (2005; Иркутск). Тезисы докладов П1 Республиканской научно-техническая конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности, 20

- 21 окт 2005 г. / Сиб. науч-исслед. констр и проект, инс-т алюм. и электрод, пром-ти. - Иркутск: СибВАМИ, 2005. - С. 115 - 116.

8. III Республиканская научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности (2005; Иркутск). Тезисы докладов 1П Республиканской научно-техническая конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности, 20

- 21 окт. 2005 г./Сиб. науч-исслед. констр. и проект, инс-т алюм. и электрод, пром-ти. - Иркутск: СибВАМИ, 2005. - С. 117 - 118.

9. Ножко, С.И. Стабильный энергетический режим - залог высокого срока службы алюминиевого электролизера / С. И. Ножко [и др.] // Технико-экономический вестник РУСАЛа. - 2005. - №12. - С.31 - 34.

i

I t>

I

I I

r

Подписано к печати 6.04.2006 Формат 60*84/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,25 Уч.-изд. л. 1,5 Тираж 100 экз. Зак. 247. Поз.23н

ИД №06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

\

4

-75 У*

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЕЙ НА ОСНОВЕ МОНИТОРИНГА ПЕРЕГРЕВА ЭЛЕКТРОЛИТА.

1.1. Краткая характеристика алюминиевой промышленности России.

1.2. Особенности технологии электролиза алюминия на ОАО "Братский алюминиевый завод".

1.2.1. Опыт использования фторированного глинозема в электролизном производстве.

1.3. Существующие системы мониторинга перегрева электролита.

1.3.1. Перегрев электролита, его влияние на тепловой баланс и показатели работы электролизера.

1.3.2. Влияние химического состава электролита на температуру его плавления.

1.3.2.1. Влияние концентрации глинозема на температуру плавления электролита.

1.3.2.2. Влияние фторида алюминия на температуру плавления электролита.

1.3.2.3. Влияние фторида магния на температуру плавления электролита.

1.3.2.4. Влияние фторида кальция на температуру плавления электролита.

1.3.2.5. Влияние фторида лития на температуру плавления криолитовых расплавов.

1.3.2.6. Эмпирические формулы, описывающие зависимость состава электролита и температуры его плавления.

1.3.3. Расчетные способы оценки перегрева электролита.

1.3.4. Экспериментальные методы контроля перегрева электролита.

1.3.4.1. Использование стационарных установок.

1.3.4.2. Переносные измерительные комплексы.

1.4. Способы управления процессом электролитического получения алюминия, основанные на мониторинге перегрева электролита.

1.5. Выводы.

2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ И ПЕРЕГРЕВА ЭЛЕКТРОЛИТА.

2.1. Особенности кристаллизации промышленных криолит-глиноземных расплавов.

2.2. Разработка конструкции температурного датчика.

2.3. Разработка системы измерения и обработки данных.

2.3.1. Определение температуры ликвидуса электролита при низких значениях перегрева.

2.3.2. Проверка адекватности измерений.

2.3.3. Проверка воспроизводимости результатов.

2.4. Сравнительный анализ систем CRY-O-TERM, ТЭМП и СИТЭЛ.

2.5. Выводы.

3. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ПЕРЕГРЕВА ЭЛЕКТРОЛИТА ВО ВРЕМЕНИ.

3.1. Влияние анодного эффекта на перегрев электролита.

3.2. Влияние различных способов и циклов питания глинозема на перегрев электролита в алюминиевом электролизере.

3.3. Вывод формул приведенного значения перегрева электролита для 8 - и 12 - кратной поточной обработки.

3.4. Исследование тепловых колебаний, вызванных поточными обработками.

3.5. Выводы.

4. АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫМ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОМ, ОСНОВАННЫЙ НА МОНИТОРИНГЕ ПЕРЕГРЕВА ЭЛЕКТРОЛИТА

4.1. Мониторинг перегрева электролита в корпусе электролиза, работающем на фторированном глиноземе.

4.2. Разработка алгоритма управления электролизером на основе мониторинга перегрева электролита.

4.3. Оптимизация технологии в корпусе электролиза на основе использования алгоритма управления алюминиевого электролизера

4.4. Особенности формирования рабочего пространства алюминиевого электролизера ВТ, работающего на фторированном глиноземе.

4.4.1. Теоретические основы математического моделирования формы рабочего пространства алюминиевого электролизера.

4.4.2. Математическая модель тепловых и электрических полей

С.А.Щербинина.

4.4.3. Использование методов математического моделирования процесса электролиза на ОАО «БрАЗ».

4.4.3.1. Влияние технологических параметров на высоту настыли в электролизере.

4.4.3.2. Влияние технологических параметров на длину настыли электролизера.

4.4.3.3. Пересчет коэффициентов динамической модели электролизера, работающего на фторированном глиноземе.

4.4.4. Динамическая модель формы рабочего пространства алюминиевого электролизера, работающего на фторированном глиноземе.

4.4.4.1. Проверка адекватности полученной модели.

4.5. Выводы.

Отличительная особенность российской алюминиевой промышленности заключается в том, что около 65% производимого металла выпускается в электролизерах с самообжигающимся анодом. По такой технологии работают крупнейшие в мире Братский и Красноярский алюминиевые заводы, входящие в компанию РУСАЛ. В соответствии с принятой стратегией развития компании, направленной на повышение конкурентоспособности и экологич-ности электролизного производства, модернизация этих заводов предусматривает внедрение следующих основных мероприятий: переход на технологию "сухого" анода, установку на электролизерах систем АПГ точечного типа, применение систем сухой газоочистки, усовершенствование компьютерного управления процессом. Осуществление столь масштабных проектов на практике неизбежно потребует изменения и оптимизации десятков параметров технологического процесса. В полной мере эти тенденции проявились на БрАЗе при освоении сухой очистки отходящих газов электролизного производства, основанной на хемосорбции фтористого водорода глиноземом в реакторах и рукавных фильтрах. Наряду с несомненными достоинствами (снижение вредных выбросов и сокращение расхода фторсолей) в экспериментальных корпусах наблюдалось ухудшение таких показателей электролиза, как выход по току, сортность алюминия, частота анодных эффектов, выход угольной пены. Отмеченные явления напрямую связаны с изменением состава сырьевых материалов и электролита, толщины корки, формы рабочего пространства, которые приводят к нарушениям теплового баланса алюминиевого электролизера.

В этой связи особое значение приобретают работы, направленные на оптимизацию теплового баланса электролизера с учетом специфических требований, предъявляемых к ведению технологии электролиза, основанной на переработке фторированного глинозема.

В этой связи целью данной диссертационной работы является повышение эффективности электролитического получения алюминия путем оптимизации теплового баланса электролизеров на основе мониторинга* перегрева электролита.

Научная новизна. Разработана система мониторинга перегрева электролита (разности между рабочей температурой электролита и температурой его плавления) позволившая создать алгоритм управления алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, работающего на фторированном глиноземе. При этом впервые:

- установлена определяющая роль режимов питания глиноземом алюминиевого электролизера на перегрев электролита, что позволило вывести формулы приведенной температуры перегрева электролита (при различной кратности регламентно-поточных обработок электролизеров);

- исследовано влияние основных технологических параметров (состава электролита, уровней электролита и металла, температуры окружающей среды, заданного напряжения, силы тока) на перегрев электролита;

- выявлена качественная зависимость выхода по току от перегрева электролита;

- изучено влияние технологических параметров на форму рабочего пространства электролизера (высоты и длины настыли).

Практическая значимость. Система для измерения температуры электролита и ликвидуса "СИТЭЛ" внедрена в производство на Братском алюминиевом заводе с целью управления процессом электролиза по мониторингу перегрева электролита.

В условиях экспериментальных корпусов электролиза, работающих на фторированном глиноземе, использование системы "СИТЭЛ" позволило увеличить выход алюминия по току, снизить расход электроэнергии и частоту анодных эффектов. Систематическое наблюдение за процессом с целью фиксирования соответствия (или несоответствия) результатов этого процесса заданным параметрам.

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения системы "СИТЭЛ" в электролизных корпусах ОАО "БрАЗ" составит 68 млн. рублей.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Металлургия легких металлов: проблемы и перспективы» (г. Москва, 2004 г.), III Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности (г.Иркутск, 2005 г.), региональной научно-технической конференции «Перспективные технологии получения и обработки материалов» (г.Иркутск, 2005 г.), научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ИрГТУ «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств» (г. Иркутск, 2005 г.).

По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 5 статей и 4 тезисов докладов.

На защиту выносится:

- система для измерения температуры электролита и ликвидуса "СИТЭЛ";

- результаты изучения перегрева электролита в корпусах электролиза, работающих на фторированном глиноземе;

- алгоритм управления алюминиевым электролизером на основе "СИТЭЛ".

Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам ООО "Инженерно-технологический центр" РУСАЛа, а также коллективу кафедры металлургии цветных металлов ИрГТУ за оказанную помощь в выполнении данной работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе проведения комплекса лабораторных, укрупненно-лабораторных и промышленных исследований разработана система мониторинга перегрева электролита (разности между рабочей температурой электролита и температурой его плавления) позволившая создать алгоритм управления алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, работающего на фторированном глиноземе.

2. Экспериментально установлена определяющая роль режимов питания глиноземом алюминиевого электролизера на перегрев электролита. Это позволило вывести формулы приведенной температуры перегрева, учитывающей кратность регламентно-поточных обработок электролизеров и время прошедшее с момента последней обработки. Анализ полученных зависимостей свидетельствует о том, что тепловой режим электролизера при 12-кратной регламентно-поточной обработке значительно стабильнее, чем при 8-кратной.

3. Методом многофакторного регрессионного анализа определено влияние основных технологических параметров на величину перегрева электролита. Установлено, что наиболее существенным фактором, влияющим на перегрев электролита является температура окружающей среды (независимый от технолога параметр), чье негативное влияние можно компенсировать корректировкой уровня электролита, его химического состава (КО и CaF2) и изменением заданного напряжения.

4. Выявлено, что оптимальное значение температуры перегрева электролита для электролизеров С-8Б, работающих на фторированном глиноземе, составляет 17 - 21°С. В условиях экспериментального корпуса на таком перегреве работают электролизные ванны, обеспечивающие выход алюминия по току более 88,4 %.

5. Разработан алгоритм управления тепловым балансом электролизера основанный на мониторинге перегрева электролита. Оптимизация температуры перегрева осуществляется корректировкой основных технологических параметров (уровня электролита, КО, содержания CaF2) и установкой соответствующего напряжения.

6. Методами статистического анализа изучено влияние технологических параметров на форму рабочего пространства электролизера (высоты и длины настыли). На основании полученных закономерностей разработана компьютерная программа, моделирующая форму рабочего пространства алюминиевого электролизера, работающего на фторированном глиноземе.

7. Внедрение системы измерения температуры электролита и ликвидуса в корпусе № 8 ОАО "БрАЗ", работающем фторированном глиноземе, и алгоритма управления тепловым балансом электролизера позволило увеличить выход алюминия по току на 0,14%, снизить расход электроэнергии на 51 кВт-ч/ т А1, уменьшить частоту анодных эффектов на 0,38. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения системы "СИТЭЛ" в электролизных корпусах ОАО "БрАЗ" составит 68 млн. рублей.

1. Теоретические основы электрометаллургии алюминия / Абрамов, Г. А. и др.. М.: Металлургиздат, 1953. - 583 с.

2. Баймаков, Ю. В. Электрохимия расплавленных солей / Ю.В. Баймаков, М.М. Ветюков. М.: Металлургия, 1966. - 560 с.

3. Балашова, 3. И. Влияние состава многокомпонентной системы электролита на потери расплава при различных температурах / Балашова, 3. И. и др. // Труды ВАМИ. 1990. - С. 65 - 74.

4. Беляев, А. И. Физико-химические процессы при электролизе алюминия / А. И. Беляев. М.: Металлургиздат, 1947. - 248 с.

5. Беляев, А. И. Физическая химия расплавленных солей / А. И. Беляев, Е. А. Жемчужина, Л. А. Фирсанова. М.: Металлургиздат, 1957. - 235 с.

6. Беляев, А. И. Электролит алюминиевых ванн / А. И. Беляев. М.: Металлургиздат, 1961. -199 с.

7. Борисоглебский, Ю. В. Расчет и проектирование алюминиевых электролизеров /Ю.В. Борисоглебский. Л.: ЛПИ, 1981. - 80 с.

8. Борисоглебский, Ю. В. Металлургия алюминия / Ю. В. Борисоглебский и др.. Новосибирск: Наука, 2000. - 438 с.

9. Ветюков, М. М. Электрометаллургия алюминия и магния. / М. М. Ветю-ков, А. М. Цыплаков, С. Н. Школьников. М.: Металлургия, 1987. - 320 с.

10. VII Высшие российские алюминиевых курсы. (2004; Красноярск). Тезисы докладов VII Высших российские алюминиевых курсов, 12-15 мая 2004 г. / -Красноярск, 2004. -433 с.

11. Гротгейм, К. Технология для алюминиевого предприятия / К. Гротгейм, Б. Дж. Уэлч. Братск: БрАЗ, 1989. - 164 с.

12. Друкарев, В. А. Проблемы использования фторсодержащего сырья в производстве алюминия электролизом криолито-глиноземных расплавов / В. А. Друкарев // Цветные металлы. 1997. - № 8. - С. 47 - 50.

13. Исаева, JI. А. Глинозем в производстве алюминия электролизом / JI. А. Исаева, П. В. Поляков. Краснотурьинск: Издательский дом ОАО «БАЗ», 2001.-199 с.

14. Итоги хозяйственной и финансовой деятельности ОАО «БрАЗ» за 2003 год / ОАО «БрАЗ». Красноярск: Сиенит-КрАЗ, 2004. - 86 с.

15. Кадричев, В. П. Измерение и оптимизация параметров алюминиевых электролизеров / В. П. Кадричев, М. Я. Минцис. Челябинск: Металл, 1995.-223 с.

16. Костюков, А. А. Справочник металлурга по цветным металлам / А. А. Костюков и др.. М.: Металлургия, 1971. - 560 с.

17. Криворученко, В. В. Тепловые и энергетические балансы алюминиевых и магниевых электролизеров / В. В. Криворученко, М. А. Коробов. М.: Металлургиздат, 1963. - 320 с.

18. Крылов, JI. В. Оптимизация состава электролита и формы рабочего пространства на электролизерах ОАО «САЗ» / JI. В. Крылов и др. // Техн.-экон. вестник САЗа. 2002. - № з с. 10 - 14.

19. Курдюмов, А. В., Пикунов М. В., Чурсин В. М. Литейное производство цветных и редких металлов / А. В. Курдюмов, М. В. Пикунов, В. М. Чурсин. М.: Металлургия, 1982. - 352 с.

20. Ларин, В. В. Стабилизация теплового режима электролизера важный этап в повышении технико-экономических показателей электролиза / В. В. Ларин, А. А. Хивренко, А. А. Каравайный // Техн.-экон. вестник ВгАЗа, 2004. - С. 50 - 54.

21. Манн, В. X. Стабилизация криолитового отношения и температуры электролита алюминиевого электролизера / В. X. Манн, В. В. Юрков, Т. В. Пискажова // Техн.-экон. вестник КрАЗа. 1999. - №12. - С. 8 - 11.

22. Минаев, Ю. А. Физико-химия в металлургии (Термодинамика. Гидродинамика. Кинетика) / Ю. А. Минаев, В. В. Яковлев. М.: МИСиС, 2001. -320 с.

23. Минцис, М. Я. Электрометаллургия алюминия / М. Я. Минцис, П. В. Поляков, Г. А. Сиразутдинов. Новосибирск: Наука, 2001. - 368 с.

24. Никитин, А.Г. Расчёт алюминиевых и магниевых электролизеров / А. Г. Никитин.-М.:МИСиС, 1971.- 122 с.

25. Николаев, И. В. Металлургия легких металлов / И. В. Николаев, В. И. Москвитин, Б. А. Фомин. М.: Металлургия, 1997. - 430 с.

26. Влияние различных солевых и оксидных добавок и примесей к электролиту на технико-экономические показатели процесса электролиза криолито-глиноземных расплавов: отчет о НИР (заключ.) / Ленинград, элек-тротехн. инс-т. Ленинград, 1988. - 76 с.

27. Панов, Е. Н. Математическое моделирование теплового состояния алюминиевого электролизера / Е. Н. Панов, и др. // Цветные металлы. -1996.-№9. -С. 56-63.

28. Панов, Е. Н. Тепловые процессы в электролизерах и миксерах алюминиевого производства / Е. Н. Панов и др.. М.: Руда и металлы, 1998. -256 с.

29. Пискажова, Т. В. Динамическая модель электролизера. Перспективы развития и использования // ТЭВ РУСАЛа, №5, 2003. с. 11 - 15.

30. Поляков, П. В. Угольная пена в алюминиевом электролизере / Поляков П. В. и др. // Цветные металлы. 2001. - №7 - С. 72 - 75.

31. Ревазян, А. А. О некоторых неучтенных источниках прихода тепла, способствующих повышению степени интенсификации алюминиевых электролизеров / А. А. Ревазян // Известия вузов. Цветная металлургия. -1991.-№3-С. 34-39.

32. Семенов, В. С. Исследование особенностей теплопередачи в катодном устройстве алюминиевого электролизера: автореф. дис. . канд. техн. наук. (05.16.03) / Семенов Виталий Сергеевич; Всесоюзн. алюминиево-магниевый инс-т. Ленинград, 1975. - 26 с.

33. Терентьев, В. Г. Производство алюминия / В. Г. Терентьев и др.. Иркутск: Папирус-АРТ, 1998.-350 с.

34. Троицкий, И. А. Металлургия алюминия / И. А. Троицкий, В. А. Желез-нов. М.: Металлургия, 1977. - 392 с.

35. Краснов, К. С. Физическая химия: учеб. пособие для вузов / К. С. Краснов и др.. М.: Высшая школа, 2001. - Кн. I. - 512 с.

36. Юрков, В. В. Модель процесса электролиза алюминия / В. В. Юрков и др. // Техн.-экон. вестник КрАЗа. 1999. - №13 - С. 21 - 26.

37. Barantsev, A. G. Model of process of Electrolyses / A. G. Barantsev and others. // Light Metals. 2000. - P. 315.

38. Bearne, G. P. The development of aluminium reduction cell process control / G. P. Bearne // Journal of metals. 1999. may. - P. 24 - 28.

39. Berge, B. The influence of operation parameters on the current efficiency in alumimium reduction cells / B. Berge and others. // Light Metals. 1976. -P. 423-437.

40. Broomfield, G. H. Metallurgy of nickel-base alloy thermocouples / G. H. Broomfield // Metals and materials. 1987. - may - P. 89 - 97.

41. Bullard, G. L. DTA determinations of bath liquidus temperatures: effect of LiF / G. L. Bullard, D. D. Przybycien // Light Metals. 1986. - P. 437 - 444.

42. Cheney, R. G. Potline operation with lithium modifield bath / R. G. Cheney // Light Metals. 1983. - P. 519 - 536.

43. Dewing, E. W. Loss of current efficiency in aluminium electrolysis cells / E. W. Dewing // Met. Trans. В. -1991. 22 В. - P. 177 - 182.

44. Dupius, M. Performing fast trend analysis on cell key design parameters / M. Dupius , W. Haupin // Light Metals. 2003. - P. 112 - 117.

45. Ek, A. Simulation of thermal, electric and chemical behaviour of an aluminium reduction cell on a digital computer / A. Ek, G. E. Fladmark // Light Metals. 1973. - P. 85- 104.

46. Gan, Y. R. Multifunctional sensor for use in aluminium cells / Y. R. Gan and others. // Light Metals. 1995. - P. 233 - 241.

47. Grimsey, E. J. An in bath liqudus measurement for molten salts and slag / E. J. Grimsey and others. // Light Metals. 1996. - P. 1149 - 1154.

48. Gijotheim, K. Aluminium electrolysis / K. Gijotheim and others. Dussel-dorf: Aluminium-Verlag, 1982.-271 p.

49. Gijotheim, K. Introduction to aluminium electrolysis / K. Gijotheim, H. Kvande. Dusseldorf: Aluminium-Verlag, 1993. - 124 p.

50. Gijotheim, К. Relating operating strategy and perfomance in aluminium smelting cells an overview / K. Gijotheim, B. J. Welch, M. P. Taylor // Light Metals. - 1989. - P. 772 - 780.

51. Holm, J. L. The phase diagram of the system Na3AlF6 CaF2 and the construction of the melt in the system / J. L. Holm // Acta chem. Scand. - 1968. -№22-P. 1004- 1012.

52. Haupin, W. The liquidus enigma / W. Haupin // Light Metals. 1992. - P. 477-480.82. "TMS"(1995; Las Vegas). Short course at the TMS annual meeting, 10-11 april 1995./-USA, Las Vegas, 1995.-P. 120- 124.

53. Kuschel, G. I. Further studies of alumina dissolution under conditions similar to cell operation / G. I. Kuschel, B. J. Welch // Light Metals. 1991. - P. 299 -305.

54. International Course on the Process Metallurgy of Aluminium (2001; Trond-heim). Paper at the International Course on the Process Metallurgy of Aluminium, 20-22 jule 2001 / Trondheim, Norway, 2001. P. 65 - 74.

55. Kvande, H. Bath chemistry and aluminium perfomance facts, fictions and doubts / H. Kvande // JOM. - 1994. - august - P. 22 - 28.

56. Lee, S. S. Determination of melting temperatures and A1203 solublity's for hall cell electrolyte composition / S. S. Lee and others. // Light Metals. -1984.-P. 841 -855.

57. Madsen, D. J. Temperature measurement and control in reduction cells / D. J. Madsen // Light Metals. 1992. - P. 453 - 456.

58. Meghlaoui, A. Real time simulator tool for training and development in reduction cell /А. Meghlaoui, Y. A. Mohammed, B. Jolly // Light Metals. 1999. -P. 415 -419.

59. Oxley, J. E. Electroanalytical sensor for monitoring heat-balance in cryoliti-cal-alumina baths / J. E. Oxley, R. J. Smialek // JOM. 1997. - august - P. 31-36.

60. Peterson R. D. The influence of dissolved metals in cryolitic melts on hall cell current in efficiency / R. D. Peterson, X. Wand // Light Metals. 1991. - P. 897-904.

61. International Course on the Process Metallurgy of Aluminium (2001; Trond-heim). Paper at the International Course on the Process Metallurgy of Aluminium, 19-21 jule 2002 / Trondheim, Norway, 2002. P. 140 - 146.

62. Potochik, V. Multimedia for training pot operators / V. Potochik. Alcan, Canada, 2003.-126 p.

63. International Course on the Process Metallurgy of Aluminium (2001; Trondheim). Paper at the International Course on the Process Metallurgy of Aluminium, 18-20 jule 1997 / Trondheim, Norway, 1997. P. 243 - 248.

64. Rolseth, S. Liquidus temperature determination in molten salts / S. Rolseth, P. Verstreken, O. Kobbeltvedt // Light Metals. 1998. - P.359 - 366.

65. Segatz, M. Analysis of magnetohydrodynamic instabilities in aluminium reduction cells / M. Segatz, C. Droste // Light Metals. 1994. - P. 313.

66. Shirley, D. R. Potline conversion to lithium bath / D. R. Shirley // Light Metals.- 1985.-P. 471-484.

67. Solheim, A. Liquidus temperature and alumina solubility in the system Na3AlF6 A1F3 - LiF - CaF2 - MgF2 / A. Solheim and others. // Light Metals. - 1995. - P. 451 -460.

68. Solheim, A. Dynamic model and estimator for online supervision of the alumina reduction cell / A. Solheim, P. Borg // Light Metals. 1989. - P. 379 -384.

69. Stevens, F. J. Applikation of advanced process control to aluminium reduction cell / F. J. Stevens and others. // Light Metals. 2002. - P. 678 - 675.

70. Stevens, F. J. Control of temperature in aluminium reduction cells-challenges in measurement and viriablity / F. J. Stevens and others. // Light Metals. -2001.-P. 1171-1180.

71. Swartling L. E. Control-proven automated process control for aluminium reduction cells / L. E. Swartling, D. A. DeMattia // Aluminium today. -1997. -august-P. 22-25.

72. Юб.ТаЬегеаих, A. T. Phase and chemical relationships of electrolytes for aluminium reduction cells / A. T. Tabereaux // Light Metals. 1985. - P. 751 - 761.

73. Tabereaux, A. T. Lithium-modifield low ratio electrolyte chemistry for improved perfomance in modern reduction cells / A. T. Tabereaux, T. R. Alcorn // Light Metals. 1993. - P. 221 - 226.

74. Thronstad, J. Equilibrium between bath and side ledge in aluminium cells -basic principles / J. Thronstad, S. Rolseth // Light Metals. -1983. P. 415 -424.

75. Urata, N. Magneties and metal pad instability / N. Urata // Light Metals. -1985.- P. 581 -591.

76. Utigard, T. A. Density of the Na3AlF6 A1F3 - A1203 - CaF2 system: a key to the perfomance of hall-heroult cells / T. A. Utigard // Light metals. - 1993. -P. 267-272.

77. Verstreken, P. Bath- and liquidus temperature sensor for molten salts / P. Ver-streken // Light Metals. 1996. - P. 437 - 444.

78. Verstreken, P. Employing a new bath- and liquidus temperature sensor for molten salts / P. Verstreken // JOM. 1997. november - P. 41 - 45.

79. Vujasinovic, L. Results of an experimental use of LiF in industrial pots / L. Vujasinovic, S. Gulin // Light Metals. 1990. - P. 341 - 345.

80. White, P. Development of sensors for primary aluminum industry / P. White, P. Verstreken // Aluminium jahrgang. 2001. - P. 70 - 75.

81. Yurkov, V. V. Virtual aluminium reduction cell / V. V. Yurkov and others. // Light Metals.-2001.-P. 1259.

82. Yurkov, V. V. Dynamic control of the cryolite ratio and the bath temperature of aluminium reduction cell / V. V. Yurkov and others. // Light Metals. -2002.-P. 1029- 1035.