нарушения, связанные с обслуживанием анода

нарушения, связанные с обслуживанием анода

       Анод наиболее сложная и наиболее важная система электролизёра.

· анод должен иметь максимально возможную электропроводность;

· анод должен быть механически прочным, не расслаиваться, иметь минимум трещин;

· анод должен быть устойчивым к воздействию газов, образующихся в электролизе, кислорода, воздуха, генерировать минимум пены;

· анод должен сгорать в процессе электролиза равномерно, неравномерность в сгорании отдельных участков анода приводит к образованию неровностей («конусов»).

«конус» на подошве анода (электролизёр с соа)

       Признаки:

· электролит не бурлит, (анод не работает), пена плохо отделяется от электролита;

· анодные эффекты (АЭ) «тусклые», «мигающие», отсутствие АЭ;

· местные перегревы анода и электролита;

· огни желтого цвета.

       Причины:

· запененность электролита;

· изоляция части подины подовыми настылями и «коржами»;

· неравномерное токораспределение по штырям.

       Устранение:

· поднять анод и сбить «конус»;

· очистить электролит от пены, охладить его твёрдым сырьём;

· расчистить подину;

· если «конус» сбить невозможно, то надо максимально поднять анод (чтобы «конус» вышел из металла), не допуская разрыва, и сжечь его на повышенном напряжении, продирая подошву анода в районе «конуса» и охлаждая расплав в электролизёре.

отключение в капитальный ремонт, обжиг и пуск электролизёра

       Отключение электролизёра в капитальный (локальный) ремонт происходит по следующим причинам:

· разрушение углеродной футеровки катода и проникновение расплава под углеродные блоки, растворение катодных стержней и огнеупорных материалов (приводит к ухудшению работы электролизёра и прежде всего к ухудшению сортности алюминия из–за роста содержания в нем кремния и железа);

· деформация катодного кожуха (приводит к нарушению целостности футеровки катода, разрушению креплений кожуха);

· факторы аварийного характера (прорыв металла и электролита, длительный перерыв в питании электрическим током и др. );

· физический износ угольной футеровки подины.

· истечение нормативного срока службы (более 56 месяцев).

       Существует ряд признаков, указывающих на необходимость отключения электролизёра в капитальный ремонт. К ним относятся:

· содержание железа в алюминии сырце становится не приемлемо высоким;

· производительность электролизёра снижается до экономически не выгодной;

· падение напряжения в подине и следовательно, напряжение электролизера становится не приемлемо высоким;

· подъем подины или разрушение углеродистой футеровки катода;

· разрушение катодного кожуха.

Подготовка к отключению

       Процесс отключение электролизёра в капитальный ремонт сводится к выполнению следующих основных операций:

· подготовка электролизёра к отключению;

· отключение электролизёра в капитальный ремонт.

Подготовка электролизёра к отключению

       За 8–10 суток до отключения электролизёра в капитальный ремонт производится ремонт бортовой футеровки в местах разрушения, прекращается отбор проб КО и корректировку электролита (за 10 суток до отключения прекращается отдача фтористого алюминия в электролизёр).

       За 8 суток перед отключением в капитальный ремонт производится технологическая обработка электролизёра. За 6 суток до отключения на электролизёре поднимается напряжение до 6 В в соответствии с графиком, лишний электролит отчерпывается в урны или сливается вакуум–ковшом, начинается снижение уровня металла.

       Для герметизации электролизёра поверхность электролита присыпается вторичным криолитом и глинозёмом, ежедневно контролируется форма рабочего пространства (ФРП). Слабые места настыли и гарнисажа прокладываются (пропиковываются) оборотом. Производится очистка фланцевых листов. Непосредственно перед отключением электролизёра – проплавляется сырьё, обрубается гарнисаж, оплёскивается боковая поверхность анода ниже секций ГСК.

       Загрузка анодной массы в анод отключаемого электролизёра прекращается за 3–4 суток до отключения.

       Демонтаж бункеров АПГ производится за 2 суток до отключения электролизёра в капитальный ремонт.

       Перетяжка анодной рамы производится за 1 сутки до отключения электролизёра.

Отключение электролизёра в капитальный ремонт

       Для слива электролита подготавливаются 10–12 урн. Электролит из отключаемого электролизёра сливается вакуум–ковшом в урны. Анод опускается (не допуская «разрыва» (прекращение подачи электрического тока) серии) до замыкания на металл (напряжение не более 1, 8 В).

       Производится шунтирование (соединение катодной ошиновки отключаемого электролизёра и соединенных с ним электролизёров) – снимаются угловые рифлёнки, производится очистка и обдувка воздухом узлов шунтирования, устанавливаются шунты, после чего электролизёр отключается от токовой нагрузки.

       Из отключённого электролизёра вакуум–ковшом выливается максимальное количество катодного алюминия. Остатки металла отчерпываются вручную (максимальный уровень заполнения противня при отчерпывании металла из шахты отключённого электролизёра – 10 см толщиной).

       Максимально поднимается анодный кожух (контрфорсы должны выйти из анода), с пояска анодного кожуха снимаются секции ГСК (газосборный колокол).

       Демонтаж анодного узла – отсоединяются кабеля от электродвигателей, срезаются анодные стояки от анодной ошиновки, анодный узел вывозится в западный торец корпуса в ремзону.

       Демонтаж катода – после демонтажа и вывоза анодного узла в шахту катода заливается вода. После выбойки и выемки пушонки из шахты катода обрубаются гибкие алюминиевые спуски от катодных блюмсов и катодной ошиновки, срезается газоход. Катодный кожух очищается от глинозёма, застывшего электролита (оборота), алюминиевых сплёсов, обдувается сжатым воздухом и вывозится в ЦКР.

       Демонтаж катода при локальном ремонте подин не производится.

Обжиг и пуск электролизёра после капитального ремонта

       Целью обжига после капитального ремонта являются равномерный прогрев катодного устройства и анодного массива, коксование межблочных швов из подовой массы перед пуском электролизёра в эксплуатацию. Качество проведения обжига определяет дальнейшие показатели эксплуатации электролизёра и его срок службы.

       Одним из главных факторов, влияющих на целостность подины (25 %), является технология обжига и пуска электролизёра. Поэтому проблема выбора оптимального метода обжига и пуска электролизёра является актуальной. Вследствие неправильного или некачественного обжига может произойти нарушение целостности подины уже при обжиге или пуске по следующим причинам:

· возникновение трещин и расслоений в швах вследствие термических напряжений;

· отрыв межблочных швов от продольных и торцевых сторон подового блока и как следствие протек расплава к блюмсам и в цоколь электролизёра;

· отрыв периферийных швов от бортовой футеровки и торцевых сторон подового блока и как следствие протек расплава к блюмсам и в цоколь электролизёра;

· плохое качество коксования швов и, следовательно, плохие прочностные свойства;

· неравномерность натриевого расширения;

· неравномерность распределения тока в подине.

       Эти причины могут быть вызваны неодинаковым термическим расширением стального катодного кожуха, материалов футеровки и подовых блоков, усадкой подовой массы в процессе коксования.

 

 

Обжиг подины катода электролизёра

         8 часов обжига подины                         16 часов обжига подины

         24 часа обжига подины                         48 часов обжига подины

Распределение температуры в поперечном сечении по центру электролизёра

 

           

Цель обжига – коксование межблочных швов, прогрев подины катода электролизёра и пускового сырья. Обжиг подины производится установкой для обжига в течение 48 часов, температура подины в конце обжига – 800 градусов С.

Пуск электролизёра после капитального ремонта

       Основной целью пуска является ввод в эксплуатацию электролизёра, обеспечивающий сохранение целостности катодного устройства при воздействии агрессивных компонентов расплава, термических и механических напряжений в элементах конструкции катодного устройства. Пуск электролизёра производится на электролите, предварительно подготовленном на ваннах–матках. При пуске на электролите образующиеся в процессе обжига дефекты подины (небольшие трещины, раскрытие швов) заполняются электролитом, застывающим в них и препятствующим дальнейшему проникновению расплава в футеровку. При этом очень важно не допускать попадания металла при заливке электролита и обеспечить заливку достаточно тугоплавкого электролита (с высоким КО), температура плавления которого выше рабочей температуры электролиза в период нормальной эксплуатации. Процесс пуска продолжается с момента отключения установки обжига до подключения электролизёра к току серии. В процессе обжига нагрев катода производится пламенем и продуктами горения, полученными в результате сжигания дизельного топлива в горелочных устройствах, поступающим под укрытие через сопла форсунок. С момента начала пуска и до подачи технологической нагрузки на электролизёр происходит охлаждение катодного устройства, чем дольше продолжительность пуска, тем значительней охлаждение катода. Наиболее быстрое охлаждение происходит в период до начала заливки электролита. Охлаждение катодного устройства приводит к следующим отрицательным последствиям:

       за счет сжатия катодных блоков при охлаждении возможно раскрытие межблочных швов, что приводит к проникновению расплава в футеровку;

       при заливке электролита на поверхность подины происходит быстрый нагрев подовых блоков (термический удар), что может привести к образованию трещин;

       длительное наполнение шахты электролизёра электролитом, длительные паузы между заливками электролита, низкая температура электролита на ваннах–матках, недостаточная температура обжига приводят к началу кристаллизации залитого электролита в электролизёре и значительному увеличению его электрического сопротивления.

       Следствием увеличения электрического сопротивления является высокое напряжение на электролизёре при подключении технологической нагрузки (пусковой анодный эффект).

       Отрицательными последствиями пускового анодного эффекта являются избыточный расход электроэнергии, высокая температура электролита, высокая температура катодного кожуха и, как следствие, его деформации.

       Температура электролита. Для достижения максимального срока службы электролизера очень важно исключить избыточные температуры электролита во время пуска и последующей работы электролизёра. Независимо от хорошего качества изготовления катода, длительные или повторяющиеся высокие и низкие температуры электролита могут его разрушить за очень короткий срок.

       Состав электролита. Значительное количество натрия внедряется в подину во время пуска и в течение первых недель работы электролизёра. Чтобы компенсировать потери натрия в электролизёр добавляется кальцинированная сода. Процесс поглощения натрия замедляется в процессе работы электролизёра и завершается через 1, 5–2 года после пуска.

       Уровень металла и электролита. На начальной стадии уровень металла поддерживается несколько меньше и затем выводится до нормального значения. Выливка металла с электролизера в пусковой и послепусковой период меньше, так как в этот период электролизёр работает с более низким выходом по току из–за высокой температуры электролита и более высокого КО. Уровень электролита в начальной стадии большой, затем происходит его снижение за счет внедрения в подину и образования настыли, испарения из–за более высокой температуры и корректировки в соответствии с целевым значением.

       Стабильные настыль и гарнисаж. Настыль и гарнисаж обеспечивают лучшую защиту бортовых блоков и периферийного шва от коррозии и проникновения электролита и металла. Настыль и гарнисаж образуется во время начального периода работы, когда снижается температура электролита.

       Основной целью после пускового периода является вывод всех технологических параметров на целевые значения периода нормальной эксплуатации и формирование защитной настыли и гарнисажа. Определяющими в данный период являются поддержание в целевом диапазоне температуры и состава электролита. При этом низкая температура электролита оказывает не менее негативное воздействие на работу электролизера, чем высокая.

       Продолжительность пускового периода определяется первыми 5 сутками после пуска, когда производится интенсивное снижение рабочего напряжения, уровня электролита, увеличение уровня и объёма жидкого алюминия, выполняется учащенная очистка электролита от угольной пены. Продолжительность после пускового периода определятся временем интенсивного протекания процессов поглощения натрия угольной футеровкой, формированием настыли и гарнисажа, пропиткой футеровки компонентами электролита и выводом всех технологических параметров на целевые значения.

       После демонтажа обжиговой установки производится заливка электролита в катод пускового электролизёра (22–24 тонны электролита, подготовленного за сутки до пуска на ваннах–матках), с интервалом не более 10 минут. Если во время заливки электролита в пусковой электролизёр в вакуум–ковше остался металла (одна и более тонны жидкого алюминия), необходимо прекратить заливку электролита и отправить вакуум ковш для возврата металла обратно в электролизёр (ванна–матка).

       Убедившись в хорошем контакте анод – электролит (подошва анода должна находиться в электролите), снимают токовую «нагрузку» на серии, извлекают шунты, подключая электролизёр в электрическую цепь серии (эта операция не должна длиться более 5 минут). Токовая «нагрузка» на серии поднимается до 90 кА, через 1 – 2 минуты – до полной токовой «нагрузки» серии. В шахту электролизёра продолжают заливать электролит, поднимая анод, поддерживая напряжения 10 – 14 В.

       Поверхность электролита утепляют слоем смешанного криолита (1 тонна) или дробленого оборота в количестве 0, 8–1, 2 тонны (кругом) с естественным откосом от верха бортового блока, для защиты его от выгорания (от уровня электролита до верхнего края бортов должно быть не более 30 мм). Загрузка глинозёма – по 50 кг на углы электролизёра (для гашения анодного эффекта).

       Первая заливка жидкого алюминия (4–5 тонн, AL марки не ниже А7) производится при достижении температуры 990 ± 5 градусов С, но не ранее, чем через 12 часов и не позднее чем через 24 часа после пуска электролизёра.

       Первые сутки после пуска электролизёра: напряжение 7, 8–8, 8 В, уровень электролита 53 см, температура расплава 975–995 градусов С.

       Способы подключения электролизёра к токовой «нагрузке» серии:

· с применением плавкой вставки;

· со снятием токовой нагрузки;

· с применением шунтов – реостатов (при пуске с формовкой нового анода).

Технологические параметры электролизёра типа С–8БМ, РА-180С в пусковой период

ФРП (форма рабочего пространства)

       «Самозакисление» электролита на электролизёре в послепусковой период приводит к пропитке подовых и бортовых блоков натрием и образованию настылей. Чем выше скорость создания нормальной ФРП (образования настылей) в послепусковой период, тем меньше величина прогиба подины. Формирование настылей идет за счёт подтягивания осадка к борту электролизёра. Подтянутый осадок прокладывается (замораживается) оборотом (застывший электролит), выбоем вдоль бортов шахты электролизёра, подъёма уровня металла и снижения температуры расплава. После создания настылей на электролизёр подключают системы АПГ.

       После двух месяцев работы пускового электролизёра С–8БМ уровень электролита должен быть 18–22 см. Запрещается в течение 12 месяцев после пуска электролизёра:

· плавить пушонку с отключенных в капитальный ремонт элктролизёров;

· переплавка некондиционного сырья;

· использовать электролизёр в качестве ванны–матки;

· плавить «козлы» из низкосортного алюминия.

Подготовка к обжигу с формовкой анода

       Монтаж чёрной обечайки:

· приварить к нижнему краю анодного кожуха по периметру стальной лист 450 х 3 мм;

· уложить по периметру чёрной обечайки на подину скрутку из шнурового асбеста;

· опустить анодный кожух с приваренной чёрной обечайкой на асбестовую скрутку на подину катода;

· расклинить распорками чёрную обечайку по продольным сторонам, по углам и по торцам;

       Монтаж белой обечайки:

· уложить алюминиевые листы на подину внахлест на черную обечайку;

· установить алюминиевый лист высотой 1500 мм внутри анодного кожуха вдоль стенок.

       Подготовка штырей:

· стальные подставки 400 х 40 мм и 600 х 40 мм. толщиной 10 мм с алюминиевыми бобышками на конце приварить к нижнему концу каждого штыря (36 шт. с подставками высотой – 400 мм и 36 шт. с подставками высотой – 600 мм).

       Установка штырей:

· установить штыри с подставками в два горизонта в шахматном порядке, обеспечивая плотный контакт бобышек с алюминиевыми листами белой обечайки на подине, штыри ставить строго вертикально; плотно прижимать замками штанги штырей к анодной ошиновке.

       Загрузка анодной массы в анодный кожух:

· в нижнюю часть – анодную массу (АМ) с пониженным содержанием пека, в верхнюю – с повышенным содержанием пека. Анодную массу засыпать равномерно, с трамбовкой вокруг штырей, высота загрузки » 1 метр.

Обжиг и формовка

· пусковое сырьё (1, 2–1, 5 тонны оборота, куски до 30 мм) загрузить по периферии шахты электролизёра;

· по центру «глухой» стороны и «лицевой» стороны – выложить летки из оборота (куски не менее 150 мм);

· укрыть шахту металлическими листами (1–1, 5 мм толщиной);

· сняв токовую «нагрузку» на серии, подключить электролизёр в электрическую цепь (на подключение – не более 5 минут). Процесс обжига нового электролизёра с формированием анода начинают на силе тока меньше номинала на 70 % с постепенным подъёмом до номинальной величины в течение 18–20 часов. Регулирование величины силы тока проводят при помощи шунтов – реостатов;

· по мере расплавления АМ (анодная масса) и роста конуса спекания надо подгружать АМ с таким расчетом, чтобы уровень КПК (коксо – пековая композиция) в зоне с максимальным конусом был не менее 15 см;

· при низком конусе спекания по периферии делают наружный обогрев;

· перегретые штыри временно отключать (не более 25 шт. ), у холодных делают зачистку контактов;

· если напряжение на электролизёре поднимется выше 3, 5 В – необходимо произвести трамбовку АМ вокруг штырей;

· при увеличении напряжения до 5, 5–6 В необходимо осаживать штыри, для лучшего контакта их с подиной.

       Продолжительность обжига подины с формовкой нового анода 6–7 суток. Формовка анода считается законченной, когда минимальная высота конуса спекания по периферии не менее 60 см и столб анода не менее 100 см.

       Далее производят пуск электролизёра.

⇐ Предыдущая23242526272829303132Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: