Описание и режимные параметры технологического процесса по операциям

 

6.1 В основе электролитического производства алюминия лежит электролиз криолитоглиноземного расплава, основными компонентами которого являются: криолит (Na₃AlF₆), фтористый алюминий (AlF₃), глинозем (Al₂O₃).

В промышленном электролите всегда присутствует фтористый кальций - CaF₂, снижающий температуру плавления и уменьшающий потери алюминия.

Электролит в расплавленном состоянии диссоциирует на ионы: положительно заряженные ионы (катионы) разряжаются на катоде, отрицательные ионы (анионы) - на угольном аноде. Основной процесс на катоде - восстановление трехвалентного алюминия представленного в виде уравнения:

                                     Al³⁺ +3 e^- =Al_м, где:                                                        

Al³⁺ - ион трёхвалентного алюминия;

3 e^- - электроны;

Al_м – восстановленный алюминий металлический.

На угольном аноде - происходит разряд кислородосодержащих ионов с образованием окислов СО и СО₂. Суммарная реакция, происходящая в электролизере, может быть представлена в виде уравнения:

                                  Al₂O₃ + X C = 2Al + (2X-3) CO + (3-X) CO_2, где:               

Al₂O₃ – оксид алюминия (глинозём);

C – углерод;

Al_м - восстановленный алюминий металлический;

X – численный коэффициент.

При определенных условиях может происходить разряд ионов натрия с выделением натрия в металлическом состоянии. Протекание процессов неполного разряда ионов трехвалентного алюминия и разряда ионов натрия приводит к снижению выхода по току.

Первичным процессом, происходящим на угольном аноде, является разряд кислородосодержащих ионов, представленный в виде уравнения:

                                 О^-2+хС=С_х О+2е^-, где:                                                            

О^-2 – двухвалентный ион кислорода;

С – углерод;

2е^- - электроны;

С_х О - оксид (окись) углерода;

Х - численный коэффициент.

В результате чего образуется углерод-кислородные комплексные соединения типа С_хО в поверхностном слое анода. Образующиеся промежуточные оксиды углерода неустойчивы и распадаются с образованием оксида углерода (СО) и диоксида углерода (СО₂).

При повышении анодной плотности тока или при снижении концентрации кислородосодержащих ионов на аноде может происходить и разряд фторсодержащих ионов, представленный в виде уравнения:

                            4F^-+C=CF₄+4e^-, где:                                                                   

                      4F^- - ион фтора;

                      C – углерод;

                      4e^- - электроны;

                      CF₄ – тетрафторид углерода.

 что приводит к увеличению напряжения на электролизере.

Таким образом, теоретически на процесс электролиза расходуются только глинозем и углерод, а также электроэнергия, необходимая не только для разложения глинозема, но и для поддержания требуемой рабочей температуры электролита. Фактически расходуются и фтористые соли вследствие их улетучивания, впитывания в футеровку и механических потерь.

6.2  При получении алюминия-сырца в ЭП-2 и ликвидации производства ЭП-1( демонтажа электролизеров) образуется вторичное сырье:

       - коржи образуются во время демонтажа катодной футеровки электролизеров при капитальном ремонте и демонтажа электролизеров ЭП-1. Содержат глинозем, электролит и металлический алюминий;

      - алюминиевые «козлы» образуются в результате прорыва расплава на электролизере, во время подготовки к демонтажу катодной футеровки электролизеров при капитальном ремонте, при демонтаже электролизеров ЭП-1;

 - пушонка образуется во время подготовки к демонтажу катодной футеровки электролизеров при капитальном ремонте и при демонтаже электролизеров ЭП-1. Содержит глинозем, электролит, может содержать металлическую фазу;

   - сметки и оборотный электролит образуются в процессе сбора просыпей на отм. + 0,00 м, подкрановых путей, кровли, шинных каналов, газовых каналов и т.д. Содержат глинозем и оборотный электролит.

  6.2.1 Пушонка загружается в соответствующую тару и с целью вовлечения в производство в качестве вторичного сырья, содержащего фтористые соли и алюминий, транспортируется в корпуса электролиза для переплавки на действующих электролизерах.

 Запрещается переработка пушонки на электролизёрах, выдающих металл марки А7 и выше, а также на электролизёрах, имеющих риск прорыва расплава через боковую футеровку из-за наличия разрушения. Электролизеры, на которых производится переплавка пушонки, назначаются мастером-технологом корпуса.

   6.2.2 Сметки и оборотный электролит проходят просеивание и возвращаются в производство для переплавки на действующих электролизерах.

  6.2.3  Алюминиевые «козлы» поступают в переработку в литейное производство, где они переплавляются в плавильных агрегатах, допускается переплавка алюминиевых «козлов» на действующих электролизерах. При переработке на электролизерах: переработка алюминиевых «козлов» производится на специально назначенных электролизёрах, на постоянной основе (т.е. с момента назначения электролизера для переплавки алюминиевых «козлов» и до его отключения в капитальный ремонт).

  6.2.4 Переплавка коржей производится только на электролизерах, планируемых к отключению в капитальный ремонт. Допускается переплавка не более 2 тонн подовых коржей на одном электролизере за трое суток.

  6.2.5 Перед переплавкой на действующих электролизерах обязательно производить предварительную просушку «козлов» и коржей. Время прогрева должно составлять не менее:

- алюминиевые «козлы»: не менее 8 часов;

-  коржи: зимой – не менее 24 часов, летом – не менее 12 часов.                                                                                                                                

     Регистрация времени прогрева производится в рапортах бригадиров смен серий корпусов ЭП-2. Решение об окончании сушки и готовности к переплавке принимает мастер-технолог/старший мастер серии корпусов.      

       Переплавка производится в смену с 7-00 до полного проплавления с обязательной отметкой в рапортах

  Запрещена переплавка в электролизерах металлических алюминиевых «козлов», неочищенных от застывшего оборотного электролита и во время перестановки штырей.  

    Алюминиевые «козлы» и подовые коржи доставляются к электролизеру с помощью типовых исправных стропов, имеющих необходимую грузоподъемность, с соблюдением утвержденных схем строповки. Для устойчивой и правильной установки «козлов» и коржей на электролизер, и безопасной подачи их в шахту электролизера, по мере проплавления, применяются специальные подставки. Транспортировка, установка «козла» или коржа на просушку, погружение его в шахту, а также периодическое «осаживание» при переплавке производятся под руководством лица, ответственного за безопасное производство работ по перемещению грузов и имеющего соответствующее удостоверение. Место проведения работ на электролизере должно быть ограждено временными ограждениями.

   6.2.7 В процессе переработке вторичного сырья на действующих электролизерах, возможно возникновение аварии, прорыв электролита или металла в шинный канал или нулевую отметку через катодный кожух или катодные стержни.  Во время возникновения  аварии удаляются лица, не задействованные в ликвидации аварии в безопасное место, алюминиевый козел, корж убирается с электролизера, далее выполняются мероприятия согласно с требованиям  ПЛАНА мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий на сериях электролиза №№ 6,7,8 ОПО «Цеха электролиза алюминия №2» на 2014-2016гг.

6.2.8  Все операции, связанные с переплавкой вторичного сырья на действующих электролизерах, должны выполняться в строгом соответствии с требованиями действующих инструкций по охране труда, производственных инструкций, ТРП, ТР, КПВО.

 

     6.3 Важнейшим показателем, характеризующим состояние технологического процесса, является форма рабочего пространства ванны. В процессе эксплуатации на периферии шахты ванны образуются настыль и гарниссаж. Таким образом, на электролизере создается определенная форма рабочего пространства (ФРП), которая зависит главным образом от теплового состояния электролизера. На рисунке 3 приведены разрезы ванны, работающей при разном тепловом режиме. На горячо работающей ванне объем настыли значительно меньше, а корка электролита — мягче. На таких ваннах уровень металла значительно снижается. Ванны, работающие в холодном режиме, имеют мощную настыль, далеко уходящую под анод, прочную электролитную корку.

Рисунок 3. Форма рабочего пространства электролизера.

I— нормальный режим;    II — горячий ход;        III — холодный ход;

1 — глинозем; 2 — электролитная корка; 3 — гарниссаж; 4 — настыль; 5 — осадок.

 

     6.4   От конфигурации ФРП зависит распределение тока в ванне (рисунок 4.). На горячо работающей ванне, катодная плотность тока меньше, чем на нормально работающем электролизере, что приводит к обратной реакции и снижению выхода по току. При холодном ходе возрастает перепад напряжения в подине из-за уменьшения ее поверхности и повышения плотности тока. Кроме того, большие токи, протекающие по элементам конструкции электролизера и ошиновке, образуют сильное магнитное поле, зависящее от взаимного расположения токоведущих элементов. Наличие горизонтальной и вертикальной составляющих тока в расплаве способствует образованию электромагнитных сил, приводящих к искажению поверхности металла и возникновению циркуляции, негативно влияющих на показатели процесса.

 

   Рисунок 4. Распределение тока в ванне.

.

       I— нормальный режим;    II — горячий ход;        III — холодный ход;

 

   6.5 Заданная температура процесса поддерживается за счет теплоты, выделяемой при прохождении тока через все элементы электролизера: анод, электролит, катод. Количество теплоты определяется силой электрического тока, одинаковой для всех электролизеров серии, рабочим электрическим напряжением на электролизере и количеством и напряжением анодных эффектов. Рабочее напряжение на электролизере устанавливается индивидуально, в зависимости от его технологического состояния (путем изменения МПР). Необходимо поддерживать минимальное значение рабочего напряжения, обеспечивающее нормальное протекание технологического процесса. За счет выполнения регламентов и функционирования системы управления электролизером должны сокращаться до минимума количество анодных эффектов.

 

     6.6 Образующийся в процессе электролиза жидкий алюминий периодически выливается из электролизеров, тем самым в электролизерах поддерживается технологически необходимый уровень металла, установленный технологическими регламентами. Вылитый алюминий-сырец в ковшах отправляется для переработки в ЛО.

 

6.7  Описание технологических процессов

6.7.1 Обжиг, пуск и пусковой период электролизера с формовкой нового анода.

Обжиг подины с формовкой нового анода применяется при пуске новых электролизе­ров. Обжиг производится за счет джоулевого тепла, выделяемого при прохождении элек­трического тока через электролизер с применением шунтов – реостатов. Основными задачами обжига являются формирование нового самообжигающегося анода, коксование набивных межблочных и периферийных швов подины, прогрев катод­ного устройства,нагрев подины до температур, макси­мально приближенных к эксплуатационным. С получением равномерного по высоте и площади анода конуса спекания, соответствующего регламентным требованиям, обжиг прекращается, и электролизер пускается на электролиз.

Требования к управлению процессом  обжига, пуска и пускового периода электролизера с формовкой нового анода установлены в ТРП 451.01.02.01.

6.7.2 Пуск и пусковой период после капитального (локального) ремонта.

Пуск – ввод электролизера в эксплуатацию после капитального (локального) ремонта, производится заливкой расплавленного электролита в шахту после проведения операции обжига и подключением электролизера к токовой нагрузке серии. Особенностью подключения электролизера в серию является то, что в одном узле шунтирования оставляется плавкая вставка, которая переплавляется током серии. Количество жидкого электролита, заливаемого в электролизеры С-2, С-3 составляет 16-18 тонн, в электролизеры С-8БМ –  20-22 тонны. Наплавление электролита производят в ваннах-матках.

Требования к управлению процессом пуска и пускового периода после капитального (локального) ремонта установлены в ТРП 451.01.02.02.

6.7.3 Поточно-регламентированная обработка электролизеров.

Для обеспечения непрерывности процесса электролиза в электролит необходимо периодически загружать глинозем и поддерживать его оптимальную концентрацию.

Обработку электролизеров ведут одновременно двумя группами по 8-ми кратному - на сериях №6,7,8  при помощи самоходных машин с дизельным двигателем типа МПК-5.

Пробивку глиноземистой электролитной корки ванны производят на всю ширину стороны – от секций газосборного колокола до борта. Засыпку глинозема производят при помощи МРГ-4М. Количество загружаемого глинозема определяется ходом и технологическим состоянием ванны, а также положением газосборного колокола.

Требования к управлению процессом питания электролизеров глиноземом установлены в ТРП 451.01.02.08.

6.7.4 Обслуживание катода.

Важнейшим показателем, характеризующим состояние технологического процесса, является форма рабочего пространства (ФРП) электролизёра. Нормально работающий электролизёр имеет устойчивый бортовой гарниссаж, переходящий в зоне металла в крутопадающую настыль, не заходящую за проекцию анода. От конфигурации ФРП зависит распределение тока в расплаве.

При технологической обработке электролизера необходимо проверять состояние подины, удалять осадок и коржи. При несвоевременном удалении осадка и коржей их объем может увеличиваться и покрывать существенную часть площади катода. В результате этого происходит:

- увеличение электросопротивления в подине;

- уменьшение объема металла;

- замыкание анода на подину через коржи или осадок;

- увеличение расхода электроэнергии;

- увеличение МГД нестабильности вследствие горизонтальных токов;

- разрушение угольной футеровки вследствие высоких локальных плотностей тока и турбулентности потока расплава;

- изменение состояния бортовой настыли.

Физико-химические процессы на аноде сопровождаются образованием пены. Несвоевременное удаление пены с поверхности расплава приводит к увеличению падения напряжения в электролите, ухудшает условия растворения глинозема и увеличивает частоту анодных эффектов.

Требования к технологическим операциям по обслуживанию катода установлены в

ТРП 451.01.02.08.

6.7.5 Выливка металла.

В результате электролиза криолитоглиноземного расплава на катоде выделяется жидкий алюминий. Так как процесс электролиза протекает непрерывно во времени, то и увеличение уровня металла в электролизере, происходит непрерывно, поэтому выливку металла из электролизеров производят ежесуточно. Для стабильной работы необходимо, чтобы количество вылитого металла соответствовало по времени производительности электролизера.

В настоящее время для выливки металла используются вакуум-ковши, которые одновременно являются транспортировочными ковшами. Разряжение в вакуум-ковше создается путем подсоединения вакуум-ковша к вакуум-линии. Жидкий металл попадает в ковш через носок, погруженный в расплав алюминия. Вакуум-носок ковша опускается в расплав через леточное отверстие в электролитной корке до погружения в металл. Регистрация массы набранного металла производится крановыми весами, которые подвешены между крюком крана и траверсой ковша. После выливки производится перевозка мостовым краном ковша на средний проход корпуса, снятие крышки, транспортировка ковша в литейное отделение. Снятие шлака и отбор пробы металла с вакуум-ковша осуществляется в литейном отделении в специально отведенном месте.

Требования к процессу выливки металла установлены в ТРП 451.01.02.10.

6.7.6 Поддержание уровня и состава электролита.

Необходимый уровень электролита в электролизере поддерживают добавками смешанного криолита, оборотного электролита и пушонки. Смешанный криолит и пушонку используют для наплавления уровня электролита. Кусковой оборотный электролит используют для создания или восстановления бортовых настылей.

Переплавку пушонки с отключенных в капитальный ремонт электролизёров производят во время поточно-регламентированной обработки на электролизёрах сроком службы более 6 месяцев. Перед отдачей на электролизёр, пушонку просушивают на рифлёнках или борту электролизера не менее 8 часов. Загрузку пушонки производят небольшими порциями (50-100 кг), равномерным слоем, после засыпки электролизёра глинозёмом.

Корректировку состава электролита фтористым алюминием и фтористым кальцием производят на основании данных анализов состава электролита по заданию мастера ОПУ технолога по катоду. Загрузку фтористых солей производят после обработки равномерным слоем по стороне на корку электролита поверх тонкого слоя глинозема. Сверху фтористого алюминия и фтористого кальция загружают глинозем. Фтористые соли загружают обязательно с таким расчетом, чтобы погрузить их в электролит при следующей обработке ванны. Гашение анодного эффекта производить с противоположной от отдачи фтористых солей стороны.

Требования к процессу управления уровнем и составом электролита установлены в       ТРП 451.01.02.04, ТРП 451.01.02.10.

6.7.7 Энергетические параметры.

Эффективность работы электролизера зависит от стабильности энергетического баланса. Энергетический баланс отражает тепловые, электрохимические и другие процессы, происходящие в электролизере. Изменение энергетического режима целесообразно осуществлять корректировкой силы тока. Необходимость повышения силы тока может быть обусловлена следующими факторами:

- наличием возможности увеличения токовой нагрузки на серии корпусов (готовность УКПП-2);

- стабильностью основных технологических параметров и технико-экономических показателей серии корпусов.

Требования к процессу управления энергетическими параметрами серий корпусов установлены в ТРП 451.01.00.02.

Напряжение электролизёров регулируется при помощи АСУТП «Алюминий-2» (6–7 серии) и «СААТ-2» (8 серия) в автоматическом режиме. Основная функция АСУТП – стабилизация энергетического режима путем удержания в заданных пределах напряжения электролизера. В силу того, что напряжение электролизера зависит от колебаний силы тока, системы АСУТП управляют электролизером по приведенному напряжению U_пр, В, по формуле:

где U – текущее значение напряжения электролизера, В;

E_к – значение обратной ЭДС, В;

I – текущее значение тока серии, кА;

I_н – номинальное значение тока серии, кА.

При проведения регулирования АСУТП сравнивает рассчитанное значение U_пр с заданным напряжением электролизера и при наличии отклонения устраняет его путем перемещения анода вверх или вниз. Электролизеры переводят с «автоматического» в «ручной» режим на время выполнения следующих операций:

- технологической обработки сторон и торцов электролизера;

- ручной регулировки МПР, которая может быть связана с ликвидацией технологических расстройств;

- ремонта механизмов перемещения анода и анодного кожуха.

В зависимости от технологического состояния каждого электролизера задание на его регулирование («целевое напряжение») – может быть установлено индивидуально. После подключения электролизера на автоматическое регулирование, запрещается отключать автоматы питания электропривода анода или осуществлять ручное регулирование анода, кроме случаев возникновения анодного эффекта, прорыва металла и электролита из ванны, неправильной работы системы АСУТП «Алюминий-2», «СААТ-2» (длительное – более 15 сек. – перемещение анода), выполнения технологических операций.

Управление заданным напряжением осуществляется в соответствии с ТРП 451.01.00.04.

6.7.8 Анодный эффект.

При электролизе алюминия периодически возникают анодные эффекты, вызываемые обеднением электролита глиноземом. Во время анодного эффекта напряжение на электролизере возрастает с 4,2-4,5 до 25-60 В. Увеличение электрической мощности электролизера приводит к выделению большого количества тепла в электролите, повышению температуры электролита, снижению выхода по току и увеличению расхода фтористых солей. После возникновения анодного эффекта все работы на электролизере должны быть приостановлены до полного устранения анодного эффекта. Длительность гашения анодного эффекта не должна превышать 2 минуты. Несмотря на отрицательные стороны анодного эффекта, его возникновение допускается, так как периодичность и величина напряжения анодного эффекта служат средством контроля технологического процесса.

6.7.9 Технологические нарушения и ремонт катода.

В процессе эксплуатации, на электролизерах могут возникать различные нарушения технологического режима:

- горячий ход электролизера;

- холодный ход электролизера;

- науглероживание электролита;

- карбидообразование;

- затяжной анодный эффект;

- работа электролизера «в борт».

Виды разрушений футеровки катода:

- разрушение бортовой футеровки;

- разрушение подины.

Устранение технологических нарушений и ремонт катода производить в соответствии с ТРП 451.01.02.07.

6.7.10 Управление состоянием КПК.

В процессе получения алюминия-сырца электролитическим методом происходит сгорание углерода. В производственных условиях скорость сгорания анода составляет от 1,5 до 1,8 см/сутки. По этой причине аноды постоянно приходится восполнять, путем загрузки анодной массы. Задание на загрузку анодной массы составляет мастер ОПУ технолог по аноду по результатам ежедневной оценки поверхности анода. Загрузку производят равномерно, поддерживая однородный состав жидкого слоя массы по всей поверхности тела анода, не допуская отстоев пека.

Для регулирования состояния КПК анода предусматривается использование двух типов анодной массы: нормальная (АМС) – основная и  жирная (АМЖ) – корректировочная.

6.7.11 Прорезка периферии анода.

Анодная масса прилипает и пригорает к внутренней поверхности стенок анодного кожуха. Это приводит к образованию «шеек», трещин, пустот на боковой поверхности анода. С целью предотвращения образования вышеперечисленных нарушений необходимо систематически производить прорезку периферии анода. Прорезку периферии анода производят машинами для прорезки (МППА) или теплым штырем, укрепленным на штанге крана, по заданию мастера ОПУ технолога по аноду.

Требования к процессу прорезки периферии анода установлены ТРП 451.01.02.11

6.7.12 Перетяжка анодной рамы.

Подъ­ем анод­ной ра­мы про­из­во­дят с по­мо­щью ме­ха­низ­ма подъ­е­ма ано­да пе­рио­ди­че­ски, по заданию мастера ОПУ технолога по аноду, ко­гда нижняя грань балки анодной рамы опустится к поверхности контрфорсов анодного кожуха на расстояние не менее 100мм (для электролизеров С-2, С-3) или когда расстояние от «пятки» основного домкрата до нижнего края корпуса домкрата составит не менее 700 мм (для электролизеров С-8БМ).

Анодную ра­му под­ни­ма­ют с по­мо­щью ос­нов­но­го ме­ха­низ­ма при од­но­вре­мен­ной ра­бо­те вспо­мо­га­тель­но­го ме­ха­низ­ма. Ос­нов­ной ме­ха­низм пред­на­зна­чен для ре­гу­ли­ро­ва­ния по­ло­же­ния ано­да и подъ­е­ма анод­ной ра­мы, а вспо­мо­га­тель­ный – для подъ­е­ма ко­жу­ха с га­зо­сбор­ным ко­ло­ко­лом и под­дер­жи­ва­ния в не­из­мен­ном по­ло­же­нии ано­да при подъ­е­ме ра­мы.

Подъ­ем анод­ной ра­мы дол­жен пред­ше­ст­во­вать опе­ра­ции пе­ре­ста­нов­ки шты­рей.
По­сле пе­ре­ста­нов­ки шты­рей подъ­ем анод­ной ра­мы сле­ду­ет про­из­во­дить не рань­ше чем че­рез су­тки, во из­бе­жа­ние про­се­да­ния шты­рей.

При подъ­е­ме анод­ной ра­мы анод под­ве­ши­ва­ют на анод­ном ко­жу­хе с применением 2-х балок из антимагнитной стали с эксцентриковыми зажимами штырей. После установки балок на анод, эксцентриковые зажимы закрепляются к штырям (по 10 зажимов на каждой балке). Допускается на элек­тро­ли­зе­рах С-2, С-3  (имеющих «стульчики») производить подъем анодной рамы при помощи вре­мен­ных за­жи­мов за­кре­п­ленных на 16 на­руж­ных шты­рях. За­жи­мы при подъ­е­ме анод­ной ра­мы долж­ны быть плот­но за­тя­ну­ты, во из­бе­жа­ние са­мо­про­из­воль­но­го опус­ка­ния ано­да.

Пе­ред подъ­е­мом ра­мы элек­тро­ли­зер от­клю­чают от ав­то­ма­ти­че­ско­го ре­гу­ли­ро­ва­ния (на 6-7 сериях), включают режим «перетяжка анодной рамы» (на 8 серии), про­из­водят об­дув­ку анод­ной ра­мы и вспо­мо­га­тель­но­го ме­ха­низ­ма, проверяют работу домкратов основных и вспомогательных механизмов, проверяют перекос по основным домкратам, при необходимости устраняют.

При подъ­е­ме анод­ной ра­мы необходимо сле­дить, что­бы:

– за­жи­мы анод­ных кон­так­тов не за­жи­ма­ли шты­ри и сколь­же­ние бы­ло плав­ным;

– не бы­ло силь­но­го ис­кре­ния в анод­ных кон­так­тах;

– работали все механизмы подъема анодной рамы;

– на­пря­же­ние на элек­тро­ли­зе­ре при подъ­е­ме анод­ной ра­мы не уве­ли­чи­валось бо­лее чем на 0,2 В.

В целях предотвращения несчастных случаев и аварийных ситуаций не допускается:

- при подъеме анодной рамы пользоваться посторонними предметами для фиксации включения пускателей двигателей (на 6-7 сериях);

- сбрасывать с анода ключи и другие предметы.

В слу­чае, ес­ли от­дель­ные шты­ри верх­них го­ри­зон­тов при ос­лаб­ле­нии за­жи­мов нач­нут опус­кать­ся, по­сле пе­ре­тяж­ки ра­мы эти шты­ри следует пол­но­стью из­влечь и ус­та­но­вить на свой го­ри­зонт.

После окончания подъема анодной рамы необходимо замерить расстояние по основным домкратам. Если разница составляет более 1см, следует устранить образовавшийся перекос. По­сле под­ня­тия анод­ной ра­мы в верх­нее по­ло­же­ние плот­но за­тя­ги­ва­ют гайку на шпильках анод­ных кон­так­тов (эксцентриковые за­жи­мы), про­ве­ря­ют на­пря­же­ние на ван­не и подключают к автоматическому регулированию (отключают режим «перетяжка анодной рамы»).

Через сутки после подъема рамы производится повторная затяжка гаек на шпильках анодных контактов и эксцентриковых зажимов.

6.7.13 Подъем анодного кожуха.

Подъ­ем анод­но­го ко­жу­ха осу­ще­ст­в­ля­ют с по­мо­щью вспо­мо­га­тель­но­го ме­ха­низ­ма при от­клю­чен­ном ос­нов­ном ме­ха­низ­ме, в су­тки на вы­со­ту от 1,5 до 2 см.

Анод­ный ко­жух под­ни­ма­ют элек­тро­лиз­ни­ки, после проведения выливки металла на электролизере, а также во время технологической обработки электролизера, ко­гда расстояние от по­верх­но­сти элек­тро­ли­та до га­зо­сбор­ного ко­ло­кола составляет менее установленной в ТР 451.01.01.10.

В случае, когда по­ло­же­ние анод­ной ра­мы не по­зво­ля­ет под­ни­мать ко­жух, то сна­ча­ла не­об­хо­ди­мо под­нять ра­му. Опус­кать анод­ный ко­жух за­пре­ща­ет­ся.

6.7.14 Перестановка штырей.

По ме­ре сго­ра­ния ано­да пе­ре­ста­нов­ку шты­рей с ниж­не­го на верх­ний го­ри­зонт про­из­во­дят по­сле за­ме­ра ми­ни­маль­но­го рас­стоя­ния от конца шты­ря нижнего ряда до по­дош­вы ано­да. Штыри в аноде располагаются в 4 ряда и распределены по горизонтам с шагом перестановки с нижнего горизонта на верхний 40см (на электролизерах С-2, С-3) и 40 см (на электролизерах  С-8БМ). Штыри переставляются один раз в 6-7 суток по 18 штырей (на электролизерах С-3,    С-8БМ) и по 16 штырей (на электролизерах С-2) за один прием.

Штыри пе­ре­став­ля­ют по­сле за­груз­ки анод­ной мас­сы, тща­тель­ной под­го­тов­ки ее к пе­ре­ста­нов­ке.

Пе­ре­ста­нов­ка ка­ж­до­го шты­ря де­лит­ся на две ос­нов­ные опе­ра­ции:

– из­вле­че­ние шты­ря из ано­да;

– ус­та­нов­ка холодного шты­ря в анод.

На «жирном» аноде, пе­ред из­вле­че­ни­ем шты­ря из ано­да не­об­хо­ди­мо усреднить мас­су во­круг шты­рей, что­бы не бы­ло от­стоя пе­ка, пу­тем пе­ре­ме­ши­ва­ния спе­ци­аль­ной ло­пат­кой.

После окончания перестановки штырей производится загрузка анодной массы равномерно по всей поверхности анода.

По­сле окон­ча­ния пе­ре­ста­нов­ки шты­рей производят про­вер­ку га­зив­ших (перекаленных) шты­рей и рас­чи­ст­ку ме­ж­ду­по­люс­но­го за­зо­ра с це­лью пре­дот­вра­ще­ния тех­но­ло­ги­че­ско­го рас­строй­ства.

Требования к перестановке штырей установлены в ТРП 451.01.02.15, ТРП 451.01.02.16.               

 

6.7.15 Устранение технологических нарушений на аноде.

Важнейшим параметром, характеризующим состояние анода, является температура КПК, и её превышение над оптимальным значением ведёт к большинству нарушений в работе анода.

Повышение температуры КПК может возникнуть вследствие отклонений технологических параметров электролиза от целевых значений: уровня металла и электролита, температуры электролита, минимального расстояния, столба анода, уровня КПК. Существенное влияние на температуру анода оказывают состояние формы рабочего пространства электролизёра (наличие коржей), технологические нарушения на катоде и неровности на подошве анода. Классификация технологических нарушений возникающих на аноде:

- неравномерное нарастание конуса спекания;

- интенсивное выделение газов вокруг штырей, из-под контрфорсов;

- припекание отдельных частей углеродистого тела анода к стенке анодного кожуха;

- глубокие трещины на подошве анода;

- холодные участки слоя КПК и примерзания анодной массы к верхней кромке анод­ного кожуха;

- сквозное отверстие в теле анода под штырём;

- протёк рас­плавленной анодной массы в МПР при пе­рестановке штырей;

- стягивание подштыревых лунок;

- неровность на подошве ано­да;

- слоение анода;

- «шейки» на боковой поверхности анода;

- протёк пека под анодный кожух;

- проседание анода;

- повышенная осыпаемость анода;

- отстой пека;

- возгорание КПК.

Устранение технологических нарушений на аноде производить в соответствии с      ТРП 451.01.02.05.

6.7.16 Отключение электролизера в капитальный ремонт.

Электролизёры работают в непрерывном режиме до планового или внепланового (в случае аварийного выхода из строя) капитального ремонта.

Плановое отключение электролизёров в капитальный (локальный) ремонт осуществляется по утверждённому и согласованному недельному графику. Включение электролизёров в график осуществляется на основе критериальной оценки их состояния.

Внеплановое отключение производится в случае, когда дальнейшая эксплуатация электролизёра создаёт угрозу жизни и здоровью обслуживающего персонала или связана с неприемлемыми затратами. В этом случае решение об отключении принимается находящимся на электролизёре ответственным лицом и согласовывается с директором по электролизному производству.

Отключение электролизеров в капитальный (локальный) ремонт производить в соответствии с ТРП 451.01.02.03

6.8 Внешние признаки нормально работающего электролизера:

- ра­бо­чее на­пря­же­ние долж­но быть ус­той­чи­вым, без ко­ле­ба­ний;

- элек­тро­лит, на­стыв­ший на ло­ми­ке, при крат­ко­вре­мен­ном опус­ка­нии его в электролизер, дол­жен иметь чет­ко раз­ли­чи­мую ли­нию гра­ни­цы ме­тал­ла с элек­тро­ли­том;

- за­стыв­шая про­ба элек­тро­ли­та в из­ло­ме не долж­на со­дер­жать уголь­ных час­тиц;

- равномерное газовыделение вокруг анода;

- наличие прочного гарниссажа защищающего фланцевый лист от контакта с расплавом и обеспечивающего стабильность уровня расплава в шахте;

- полная герметизация электролизеров;

- устойчивая работа горелок, цвет пламени в горелке с голубым оттенком;

- загрузка глиноземом выше нижнего среза газосборного колокола на 5 - 8 см;

- чистота фланцевого листа;

- чистота пояска газосборного колокола;

- отсутствие интенсивного выделения газов вокруг штырей, из-под контрфорсов;

- отсутствие отстоев пека на поверхности анода;

При визуальном осмотре необходимо обращать внимание на внешний вид катодного кожуха, наличие «покраснений», разрушений катодного кожуха. В особенности это касается ванн с разрушением подины, с нарушенной бортовой футеровкой, поднятыми фланцевыми листами. При отсутствии внешних признаков нормальной работы электролизеров необходимо принять меры. При невозможности выявить причины и принять меры, поставить в известность старшего мастера.

 

Требования безопасности

 

7.1 Все работы, связанные с выполнением технологических операций по производству алюминия в корпусах электролиза, должны соответствовать настоящей технологической инструкции и осуществляться в соответствии со следующими правилами:

- ПБ 11-493-02 «Общие правила безопасности для металлургических и коксохимических предприятий и производств»;

- ПБ 03-517-02 «Общие правила безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов»;

- ПБ 11-541-03 «Правила безопасности при производстве глинозема, алюминия, магния, кристаллического кремния и электротермического силумина»;

- Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения";

- ПОТ РМ 016-2001 «Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок»;

- ПОТ РМ 012-2000 «Межотраслевые правила по охране труда при работе на высоте»;

- ПОТ РМ 008-99 «Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации промышленного транспорта (напольный безрельсовый колесный)»;

- «Правила противопожарного режима в Российской Федерации»;

7.2 Работающий персонал серии корпусов электролиза выполняющий технологические операции по производству алюминия-сырца в корпусах электролиза, должен знать и выполнять требования действующих инструкций по охране труда (производственных инструкций) для соответствующих профессий и по видам работ.

7.3 Корпуса электролиза являются объектами, характеризующимися наличием расплавленного металла, действующего электрического и механического оборудования, работой грузоподъемных механизмов и относятся к категории опасных производственных объектов.

7.4  К самостоятельной работе по обслуживанию и эксплуатации оборудования в корпусах электролиза допускаются лица мужского пола, не имеющие медицинских противопоказаний к выполняемой работе, достигшие 18 лет, обученные по профессии (в том числе смежной), прошедшие инструктажи по безопасности труда, обученные безопасным приемам работы и имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже II.

7.5 Персонал, работающий в корпусах электролиза обязан ежегодно проходить медицинский осмотр. Лица, не прошедшие медицинский осмотр, а также имеющие противопоказания к выполняемой работе, к дальнейшей работе в корпусе электролиза не допускаются.

7.6 Вредными производственными факторами при производстве алюминия являются:

- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- повышенный уровень электромагнитных излучений;

- повышенная напряженность магнитного поля;

- недостаточная освещенность рабочей зоны.

Опасными производственными факторами при производстве алюминия являются:

- движущиеся машины и механизмы;

- подвижные части производственного оборудования;

- повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов;

- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

- возможность прорыва или выброса расплава;

- острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях инструментов и оборудования;

- расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли (пола).

7.7 Средства защиты от опасных и вредных факторов.

7.7.1 Для снижения воздействия опасных и вредных производственных факторов персонал, работающий в корпусах электролиза, обеспечивается средствами индивидуальной защиты (СИЗ) в соответствии с действующими нормами:

- спецодежда для защиты от повышенных температур (костюм х/б с огнезащитной пропиткой, костюм суконный, фартук суконный);

- спецобувь (валенки, ботинки кожаные);

- средства защиты рук (рукавицы, вачеги);

- средства защиты глаз (защитные очки);

- средства защиты органов дыхания (респираторы, маски и полумаски для защиты от кислых газов и др.);

- средства защиты головы (каска с подшлемником, защитный щиток, шляпа войлочная);

- средства индивидуальной защиты от поражения электрическим током (диэлектрические боты, диэлектрические коврики, перчатки диэлектрические).

Персонал должен знать нормы бесплатной выдачи СИЗ, и уметь применять СИЗ по назначению.

7.7.2 К средствам коллективной защиты относятся:

- средства защиты воздушной среды (вентиляция, аспирация);

- средства защиты от теплоизлучения (газосборные устройства, теплоизоляция электролизеров, ковшей и т.д.);

- средства защиты от поражения электрическим током (ограждения, изолирующие устройства, покрытия, применение разделительных трансформаторов, устройства автоматического отключения, устройства выравнивания потенциалов и понижения напряжения, устройства дистанционного управления, предохранительные устройства, знаки безопасности);

- средства защиты от воздействия механических факторов (ограждения, предохранительные, сигнальные и тормозные устройства);

- средства защиты от химических факторов (герметизирующие устройства, устройства вентиляции и очистки воздуха);

- стационарные или инвентарные ограждения открытых проемов;

- средства защиты от попадания в подвижные и вращающиеся части оборудования (защитные кожуха, блокировочные устройства и ограждения).

7.8 Электробезопасность.

Опасным для жизни является напряжение более 42 В. Рабочее напряжение на электролизере составляет от 4,2 до 4,5 В и не является опасным для жизни. Однако во время анодного эффекта, напряжение на электролизере может достигать 42 В и выше. Напряжение между «входной» и «выходной» ошиновками корпуса равняется сумме напряжений работающих электролизеров корпуса. Величина напряжения между противоположно расположенными электролизерами корпуса уменьшается пропорционально удалению от «вводного» (восточного) торца корпуса. Напряжение между электролизером и предметом, имеющим потенциал «земля», может достигать 850 В. Потенциал «земля» могут иметь все электропроводящие предметы и конструкции: трубопроводы сжатого воздуха, вакуум - линии, газоходы, арматура, металлические ящики, трос выше крюка технологического крана и т.п. При попадании в корпус влаги могут иметь потенциал «земля» не проводящие электрический ток материалы: оборотный криолит, асфальтовый пол, железобетонные конструкции корпуса и т.п.

В целях предупреждения поражения электрическим током необходимо своевременно выявлять и устранять опасные потенциалы, не допускать загромождения проходов и проездов, не допускать замыкания металлическими предметами частей рядом и противоположно стоящих электролизеров.

7.9 Противопожарная безопасность.

По степени пожарной опасности корпус электролиза относится к категории Г. Наибольшую пожарную опасность представляют прорывы и выбросы расплава из электролизёров, которые одновременно представляют серьёзную угрозу здоровью и жизни людей, поэтому основные мероприятия по профилактике пожарной безопасности в корпусе электролиза должны быть направлены на предотвращение взрывов и выбросов расплава из электролизёров, ковшей. Действия технологического персонала в этом случае должны быть быстрыми и заключаться в выводе из опасной зоны людей, приведении в действие подручных средств тушения пожара и вызове пожарной охраны. При возникновении пожара вне корпуса для его ликвидации возможно применение воды, пены, углекислотного газа и пр. При пожарах внутри корпуса применение воды и пены не допускается. Для тушения пожара должны применяться только порошковые тушащие вещества. Выполнение требований инструкции по пожарной безопасности обязательны для всех работающих в корпусах электролиза.

7.10 Безопасность при обслуживании электролизеров

Работать разрешается только в предусмотренной нормами чистой, сухой, исправной, хорошо подогнанной по размеру спецодежде, спецобуви и других средствах индивидуальной защиты.

Во время работы особое внимание должно быть обращено на устранение возникновения риска контакта человека с расплавленным металлом, а так же контакта расплавленного металла с влагой, влажными предметами и не прогретым инструментом и оборудованием. Контакт расплавленного металла с влагой или влажным предметом приводит к взрывам и выбросам расплава. Во избежание выброса инструмент и сырье перед применением необходимо прогреть, исключить гашения анодных эффектов сырыми гасильными шестами.

В корпусах электролиза работает большое количество обрабатывающей техники, транспортных средств и электромостовых кранов, поэтому работающим необходимо внимательно следить за их перемещениями, своевременно реагировать на предупреждающие звуковые сигналы, действовать согласованно с лицами, управляющими этими механизмами.

7.11 Перечень опасных факторов и способы защиты оборудования от аварий и травмирования работающих приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Опасные факторы и способа защиты.

Наименование стадии  технологического  процесса	Опасный фактор	Возможные последствия	Предусмотренная защита персонала, оборудования
Поточно-регламентированная обработка электролизера	Наезд обрабатывающей техники	Ушибы, переломы	1.  Применение звукового сигнала при передвижении в опасном месте, зоне ограниченной видимости, движении задним ходом. 2. Соблюдение скоростного режима. 3. Выдерживание безопасного расстояния (не менее 2-х метров) от транспортного средства. 4. Применение специальных светоотражающих нашивок на спецодежду персонала корпусов. 5. Не заходить в опасную зону во время проведения регламентированной обработки лицам, не задействованным в выполнении данной операции.
	Выброс расплава, перегретых твердых частиц при обрушении криолитоглиноземной корки	Получение ожога	1. Применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, средства защиты рук и головы). 2. Удаление посторонних лиц, не занятых на данной операции на безопасное расстояние (не менее 6 м).
Технологическая обработка электролизеров	Выброс расплава, перегретых твердых частиц	Получение ожога	1. Применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, средства защиты рук и головы). 2. Применение прогретого инструмента. 3. Удаление посторонних лиц, не занятых на данной операции на безопасное расстояние (не менее 6 м).
	Высокая температура технологического инструмент	Получение ожога	1. Применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, средства защиты рук). 2. Не допускать прямого касания разогретых участков инструмента. 3. Своевременно остужать инструмент.
Отчерпывание электролита в урну	Выброс расплава	Получение ожога	1. Применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, средства защиты рук и головы). 2. Применение прогретого инструмента. 3. Удаление посторонних лиц, не занятых на данной операции на безопасное расстояние (не менее 6 м).
Устранение анод Продолжение таблицы 4 ного эффекта	Выброс расплава, перегретых твердых частиц при обрушении криолитоглиноземной корки, при вводе рейки под анод	Получение термических ожогов	1. Применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, средства защиты рук и головы). 2.  Применение сухих жердей и прогретого инструмента. 3. Использование жердей не менее 2-х метров. 4. Ввод жерди под не пробитую часть корки. 5. Удаление посторонних лиц, не занятых на данной операции на безопасное расстояние (не менее 6 м).
	Поражение электрическим током	Тяжёлая травма	Не допускать замыкания своим телом или металлическими предметами изолированных друг от друга частей электролизера, а также частей электролизёра с предметами, имеющими потенциал «земля».
Корректировка состава электролита	Наезд техники	Ушибы, переломы	1. Применение звукового сигнала. 2. Выдерживание безопасного расстояния (не менее 2-х метров) от транспортного средства.
	Выброс расплава при переплавке сырья	Получение ожогов	1. Применение исправных средств индивидуальной и коллективной защиты. 2. Переплавка только хорошо просушенного сырья. 3. Удаление посторонних лиц, не занятых на данной операции на безопасное расстояние (не менее 6 м).
Заливка в электролизер металла, электролита	Брызги расплавленного электролита, металла	Получение ожогов	1. Применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, средства защиты рук и головы). 2. Удаление посторонних лиц, не занятых на данной операции на безопасное расстояние (не менее 6 м).
Транспортировка жидкого металла	Расплескивание металла при транспортировке вакуум-разливочного ковша	Получение ожога	1. Применение звукового сигнала. 2. При транспортировке жидкого металла, своевременно уходить на безопасное расстояние (не менее  6 м). 3. Соблюдение скоростного режима.
Продолжение таблицы 4 Загрузка анодной массы при помощи бункера	Падение с высоты при передвижении по металлоконструкции электролизёра, спуске с электролизёра.	Ушибы, переломы	При передвижении держаться руками за поручни, спускаться с электролизёра лицом к лестнице.
	Травмирование при передвижении по рабочей пло Продолжение таблицы 4 щадке, анодной раме. Травмирование бункером	Ушибы, переломы	1. Обращать внимание на звуковые сигналы крана. 2. Выдерживание безопасного расстояния от перемещаемого груза. 3. При передвижении с бункером по балке иметь не менее трёх точек опоры. 4. Прекратить работу при недостаточном освещении места работы, а также при плохой видимости сигналов стропальщика или перемещаемого груза.
Обдувка анода сжатым воздухом	Попадание пыли в глаза	Травма глаз	Применение средств индивидуальной защиты (защитные очки).
	Падение с высоты при передвижении по металлоконструкции электролизёра, спуске с электролизёра.	Ушибы, переломы	При передвижении по металлоконструкции держаться руками за поручни, спускаться с электролизёра лицом к лестнице.
	Вдыхание пылегазовоздушной смеси	Отравление, профессиональные заболевания	Применение средств индивидуальной защиты (средства защиты органов дыхания – респиратор, маска, полумаска).
Перестановка штырей	Травмирование частей тела головкой штанги электромостового крана, штырем	Ушибы, переломы	1. Применение звукового сигнала. 2. Нахождение на безопасном расстоянии (не менее 3-х метров). 3. Выполнять работу только по команде анодчика. 4. Прекратить работу при недостаточном освещении места работы, а также при плохой видимости сигналов стропальщика или перемещаемого груза.
	Прорыв жидкой анодной массы в электролит, при извлечении штыря	Получение ожога	1. Выставить предупредительные плакаты. 2. Производить извлечение штыря, находясь на безопасном расстоянии (за зоной производства работ).
	Выбросы смолистых веществ, бенз(а)пирена	Отравление, профессиональные заболевания	Применение средств индивидуальной защиты (средства защиты органов дыхания - маска, полумаска).
Работа с грузоподъёмным краном, строповка грузов	Травмирование частей тела грузом	Ушибы, переломы	1. Применение звукового сигнала. 2. Выполнять работу только по команде. 3. Нахождение на безопасном расстоянии от поднятого груза. 4. Не допускать нахождение посторонних лиц в зоне перемещения грузов кранами. 5. Прекратить работу при недостаточном освещении места работы, а также при плохой видимости сигналов стропальщика или перемещаемого груза.
	Падение грузов с высоты	Ушибы, переломы	1. Использование исправных грузоподъемных приспособлений. 2. Соблюдение утвержденных схем строповки. 3. Предварительно поднимать груз на высоту не более 200 - 300 мм, чтобы убедиться в правильности строповки, надежности крепления груза и исправности действия тормозов, после чего можно производить его подъем на нужную высоту. 4. Сопровождение крупногабаритных грузов на расстоянии. 5. Не допускать нахождение посторонних лиц в зоне перемещения грузов кранами. 6. Прекратить работу при недостаточном освещении места работы, а также при плохой видимости сигналов стропальщика или перемещаемого груза.

7.12 Подробный перечень опасных факторов и способы защиты персонала установлены в картах оценки риска по соответствующим видам работ.

7.13 В случае возникновения аварийной ситуации в корпусе обслуживающий персонал должен руководствоваться “ Планом ликвидации аварий”. План должен находиться в легко доступном помещении корпуса (раскомандировке).

7.14 Методы оказания доврачебной помощи пострадавшему определены в «Общей инструкции по охране труда для работающих на ОАО «РУСАЛ Новокузнецк» № 01-11 раздел 13 и в «Инструкции по оказанию первой помощи пострадавшим от действий электрического тока и при других несчастных случаях» (приказ №407 от 05.10.09).

7.15 Для обеспечения нормального питьевого режима в комнатах отдыха устанавливаются кулеры и сатураторы.

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 2993; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!