 |
2Al + 3CO2 → Al2O3 + 3CO
|
|
|
|
C + 2F2 → CF4↑
кроме газообразного CF4, на подошве анода образуются твёрдые фтороуглероды, имеющие высокое электросопротивление.
● образуется газовая плёнка – электроизолятор, поднимается напряжение, пробивая плёнку путём искрового разряда.
● электрические дуги локализуются на выступах, что выравнивает подошву анода.
Гашение анодного эффекта заключается в восстановлении фтора. Восстановителями могут служить растворённый алюминий, растворённый глинозём, различные углеводороды. Таким образом, анодный эффект можно погасить перемешиванием расплава, введением жердей, погружением или качанием анода и другими методами.
Частота анодных эффектов зависит от конструкции ванны и метода питания её глинозёмом. Для ванн СОА она составляет от 0, 5 до 1, 5 вспышек в сутки, а для ОА и точечным питанием 0, 05 - 0, 5.
По напряжению вспышки делят на тусклые 10-25В и ясные (по накалу нити сигнальной лампочки – отсюда и название «вспышка») 25-50В. Напряжение анодного эффекта зависит от многих факторов, в частности, тусклые вспышки наблюдаются:
• при шероховатой поверхности анода
• при наличии «конусов» или коротких замыканий
• при большой запенённости электролита
• при высокой температуре электролиза
Анодный эффект ведёт к перерасходу электроэнергии, фтористых солей и снижению производительности электролизёров. Поэтому стремятся работать при возможно меньшей частоте вспышек. Но переход к технологии без анодных эффектов пока считают нецелесообразным, так как вспышка служит контролем хода электролизёра. Ясные, легко устраняемые вспышки – признак хорошего качества электролита и отсутствия неровностей на подошве анода, нарушающих равномерное распределение тока в электролизёре.
|
|
|
Анодные эффекты также подразделяются на «штатные и «нештатные».
«Штатные» анодные эффекты вызываются искусственно и призваны показать, что питание электролизера глиноземом подобрано правильно. В программе АСУТП задается время между штатными анодными эффектами, за час по истечении которого, электролизер переходит в режим «Поиск АЭ». Этот режим предназначен для того, чтобы периодически вызывать на электролизере запланированный анодный эффект. Работа режима «Поиск АЭ» заключается в полном запрещении подачи глинозема в ванну через механизмы АПГ. Алгоритм завершается при возникновении на ванне анодного эффекта, а также по истечении заданного максимального времени поиска. Сейчас достаточно методов контроля работы электролизёра, поэтому «штатные» АЭ практически не задаются.
«Нештатные» анодные эффекты возникают в любом другом режиме питания электролизера глиноземом, кроме «Поиска АЭ» и показывают, что выбранная частота питания недостаточна, либо произошла поломка системы АПГ вследствие чего необходимое количество глинозема, не попадает в электролит.
Алгоритм определения прогноза анодного эффекта работает постоянно, за исключением времени анодного эффекта и заданного периода после него. Он предназначен для предотвращения серии подач анодной рамы вниз (поддавливания ванны) непосредственно перед анодным эффектом.
Вредное действие одного анодного эффекта (длительность 2мин):
• потери металла ≈ 1кг, • потери фтора 1, 8кг, • расход электроэнергии (Uаэ=30В) – 157кВт·ч,
• выброс фторуглерода 0, 9кг, • расход углерода 0, 5кг, экономический ущерб 5, 2$.
Положительные влияния:
• способствует удалению угольной пены из межполюсного пространства, улучшает её отделение от электролита и сгорание,
• способствует растворению осадков на подине,
|
|
|
• анодный эффект с напряжением 25-45В обеспечивает «полировку» рабочей поверхности анода и, соответственно, выравнивание токораспределения на ней. При напряжениях менее 25В и свыше 45В выравнивания поверхности не происходит, а при больших напряжениях качество её ухудшается. Оптимальное напряжение анодного эффекта 30-45В.
Плотность тока, при которой начинается анодный эффект, называется критической. Её величина растёт с увеличением содержания глинозёма в электролите и температуры процесса. То есть анодный эффект возникает чаще при более низких температурах и при снижении концентрации глинозёма.
В промышленных условиях повышение частоты анодных эффектов обычно обусловлено:
• длительной работой на пониженном напряжении (из-за неправильно подобранного рабочего напряжения, отключения электролизёра от регулирования)
• снижением уровня электролита (из-за работы на пониженном напряжении, резкого снижения КО, переохлаждения ванны, пропуска выливки металла)
• некачественным гашением предыдущего анодного эффекта
• поломками АПГ
• утечками тока при замыкании ошиновки на элементы конструкции корпуса
• резким понижением температуры окружающей среды
• нарушениями в работе КПП или АСУТП (неправильное измерение тока, заниженное МПР)
Три последние причины часто приводят к увеличению частоты анодных эффектов во всём корпусе (серии).
Потери металла в электролите. Выход по току.
Расплавленный алюминий в небольших количествах растворяется в электролите. Под влиянием конвекции, растворённый металл попадает на поверхность электролита и окисляется кислородом воздуха или анодными газами по реакции:
2Al + 3CO2 → Al2O3 + 3CO
Вместе с сырьём в электролит поступают соединения, из которых некоторые элементы восстанавливаются алюминием. Например, из двуокиси кремния:
|
|
|
