 |
науглероживание электролита. карбидообразование. 4AL + 3C = AL4C3 + 264,6 кДж/моль
|
|
|
|
науглероживание электролита
Науглероживание электролита обычно происходит при большом содержании угольной пены в электролите при горячем ходе электролизёра. Пена в электролизёре имеет исключительно негативную роль. Несмотря на то, что пена (углерод) имеет более высокую электропроводность, чем криолитоглинозёмный расплав, при накоплении пены в электролизёре происходит ухудшение электропроводности. Это связано с тем, что каждая частичка пены в расплаве ведет себя, как отдельный электрод, имеющий на себе, как положительный, так и отрицательный заряды, между которыми возникает разность потенциалов, что приводит к увеличению выделения тепла при прохождении тока через частицы угольной пены. Необходимо понимание того, что при накоплении пены в пространстве борт – анод, происходит увеличение доли горизонтальной составляющей тока и, электролизёр начинает работать в борт. При накоплении пены в МПР, происходит снижение МПР за счет роста сопротивления расплава, что приводит к снижению выхода по току. При этом увеличение МПР не дает ожидаемого эффекта, так как приводит только к еще большей генерации тепла.
Внешние признаки науглероживания электролита:
· рост температуры электролита;
· анодные эффекты с низким напряжением (меньше 20 В) или их отсутствие;
· отсутствие угольной пены на поверхности электролита;
· темный цвет электролита при застывании;
· наличие вкраплений частиц углерода в застывшем электролите (видны угольные частицы на изломе застывшего электролита);
· пробы на КО серого цвета.
Науглероживания электролита устраняется:
· полной заменой электролита. Для этого, сливая электролит, электролизёр ставят на металл (напряжение 1, 6 – 2В). Максимально быстро заливают свежий электролит и приводят напряжение в норму. Недостающий уровень наплавляют вторичным криолитом или оборотом.
|
|
|
При отсутствии необходимого количества свежего электролита производится частичная замена электролита. Науглероженный электролит сливается до уровня 8 – 10 см, при сниженном до 3, 9В напряжении. Допускается разлить науглероженный электролит по нормально работающим электролизёрам, но не более 300 кг на каждый. Максимально быстро заливается свежий электролит, до восполнения уровня, и напряжение поднимается до нормы.
Постепенная замена электролита выполняется при невозможности полной или частичной замены. В этом случае стороны электролизёра обрубается по кругу, отключается АПГ, анодный массив поднимается до устойчивого напряжения (не ниже 4, 8В). Угольная пена выгоняется гасильными шестами из–под анода на периферию и снимается в ящики для пены. Сливается или отчерпывается электролит до уровня 15 – 16 см, поверхность укрывается вторичным криолитом. После проплавления 400 – 500 кг вторичного криолита, цикл повторяется. Потом подключают АПГ.
Также для устранения науглероживания корректируется состав электролита, приводятся в норму уровни металла и электролита, уменьшается загрузка глинозёма и вызывается повышенная частота анодных эффектов, во время которых пена лучше отделяется. На электролизёре с науглероженным электролитом анодный эффект «тусклый», поэтому на АЭ надо поднять напряжение и «подогреть» электролизёр, а затем тщательно очистить электролит от пены и охладить расплав. Обычно после этого электролизёр начинает работать нормально. Если своевременно не устранить науглероживание, то может начаться карбидообразование вследствие перегрева.
карбидообразование
|
|
|
Процесс карбидообразования возникает в рабочем пространстве электролизёра вследствие перегрева отдельных участков катода с выделением большого количества тепла, что приводит к сильному местному перегреву электролита (более 1000 градусов С) и образованию «грибов» – кашеобразной массы, состоящей из смеси угольной пены, глинозёма, электролита и карбида алюминия.
4AL + 3C = AL4C3 + 264, 6 кДж/моль
Внешние признаки:
· электролит беловатого оттенка, парит;
· напряжение очень нестабильно, прыгает от 8 до 12 и более вольт;
· отсутствие бурления электролита вокруг анода. На перегретых участках («грибной») электролит плывёт из–под анода более густой массой;
· визуально определяемое поступление из–под анодов «грибов», имеющих близкий к белому цвет, выплывающий в смеси с густым электролитом светлыми пятнами металл;
· отсутствие корки на отдельных участках и зарастание пространства между анодом и настылью на других.
Ликвидируется карбидообразование в следующем порядке:
· по возможности освобождается рабочее пространство от всего сырья;
· ликвидируются причины местного перегрева путем расчистки МПР, «продираются» проблемные участки анода скребком, кочергой, шумовками – удаляются «грибы»;
· поднимается анод и устанавливается технологически необходимое рабочее напряжение, позволяющее исключить замыкание анода на металл через карбид, куски и т. д.;
· электролит освежается криолитом в смеси с содой. Сырьё дается на участки, где нет карбидообразования, при необходимости заливается или полностью заменяется электролит;
· науглероженный электролит из участков карбидообразования отчерпывается в урны и вакуум – ковшом заливается чистый электролит.
Если все принятые меры не ликвидировали карбидообразование, науглероженный электролит сливается, анод замыкается на металл. После чего удаляются из шахты, с подошвы анода, подины перекаленные куски материалов. Затем заливается электролит, устанавливается рабочее напряжение такое, чтобы анод хорошо работал по всему периметру. Электролизёр укрывается свежим или вторичным криолитом. Постепенно рабочее напряжение снижается до нормального. Карбидообразование ликвидируется под личным руководством бригадира смены.
|
|
|
