Техника безопасности при замене огарков и аварийно осевших анодов

Цикл анода 31-32 дня, высота анода 600, высота огарка 120мм.

1. Для замены анодов необходимо иметь специальные поддоны, инструмент (исправные).

2. Поддоны должны быть удобно расставлены, чтобы не было загромождения проходов, проездов.

3. Щеколды, фиксирующие штанги анодов на поддоне открывать и закрывать при помощи специального крючка (при надежном зацеплении штанги анода автоматическим или съемным захватом).

4. Замену анодов производить при опущенных створчатых укрытиях, за исключением секций, где происходит замена анода и чистка огарка.

5. В момент извлечения огарка и замены анода необходимо находиться на безопасном расстоянии (6м).

6. При замене анода во избежания поломки оборудования команду машинисту крана должен подавать электролизник, который меняет анод.

7. В тех корпусах, где происходит очистка извлеченных огарков от глинозема и остывшей корки, огарок при помощи крана устанавливается над шахтой электролизера, затем прижимается боковой поверхностью к металлическому кронштейну во избежание раскачивания и очищается ломом.

8. При выполнении операций по подготовке места (лузы) вручную – стоять устойчиво, соблюдать особую осторожность.

9. Установку нового анода производить после его внешнего осмотра и определения влажности.

10. Перед опусканием анода посторонних не должно быть ближе 6м.

11. Перед опусканием анода в электролит необходимо прогреть анод над электролитом не менее 2мин.

12. После установки анода на нужный горизонт необходимо утеплить анод сырьем.

При обнаружении оборвавшегося анода:

1. Подготовить его для захвата специальными клещами.

2. Извлечь захватом крана штангу оборвавшегося анода, установить его на поддон и зафиксировать щеколдой, затем для удобства манипуляций извлекается еще один рядом стоящий анод, после подвешенными клещами на крюк анодного крана – вытаскиваем анод.

3. Также нужно помочь крану набросить клещи на оборвавшийся анод – находится при этом в устойчивом положении.

4. Транспортировку огарка производить на высоте не более 0.5м при сопровождении электролизника.

По технике безопасности пушенка должна пролежать на борту (корке) не менее 12ч. Сметки переплавляются не ранее чем через 2ч после обработки, а сушится на корке не менее 6ч.

Возможные аварийные ситуации в корпусах

1. Прорыв расплава на отм. «0».

2. Корпуса 1-4 – замыкание соседних рядов ванн крупногабаритными грузами (особенно ванны 1-98).

3. Обрыв 2-х или более анодов на ванне.

4. Падение балки-коллектора в корпусах 5-8 из-за смещение катковой опоры между балкой-коллектором и стойкой.

В к. 1-4 – пробой изоляции на маятниковой опоре.

5. Отключение серии до 15мин. Значительное отключение серии до 6ч и более может привести к гибели электролизера.

6. Перекос напряжения на серии с пробоем изоляции.

7. Пробой ступеней изоляции на кране при работе на электролизере.

Все краны имеют 3 ступени изоляции минимум (по 1.5МгОм каждая):

1-ступень – крюк от барабана (или головка) из стеклотекстолита,

2-ступень – подтележечный путь от фермы крана,

3-ступень – барабан (на который наматывается трос) от тележки.

1-я ступень проверяется ежесменно, 2-я и 3-я ступени не реже 2-х раз в месяц. Нельзя подцеплять стропа, находясь на вентрешетках. В случае пробоя изоляции на кране необходимо обесточить серию.

Глинозем

В алюминиевом электролизере глинозем выполняет много функций:

1. содержит ионы, подлежащие разряду

2. участвует в образовании настыли

3. обеспечивает укрытие и теплоизоляцию ванны

4. защищает аноды от окисления (выгорания)

5. улавливает пыль и фторид водорода.

Между тем глиноземы, использующиеся в производстве алюминия, отличаются очень большим разбросом свойств, что наносит технологии, экономике и экологии серьезный ущерб.

Физико-химические свойства глинозема

1. Химический состав

2. Гранулометрический состав

3. Содержание влаги

4. Фазовый состав

5. Удельная поверхность

6. Плотность глинозема

7. Угол естественного откоса

8. Теплопроводность

9. Индекс истирания

10. Текучесть

Химический состав

Металлургический глинозем содержит некоторое количество примесей, которые оказывают существенное влияние на качество металла и на технологию электролиза, изменяя состав электролита, отходящих газов, уменьшая выход по току, изменяя скорость растворения глинозема в ванне.

К примесям относятся: Na₂O, Fe₂O₃, SiO₂, V₂O₅, CaO, ZnO, P₂O₅, H₂O.

Марка	Содержание примесей,%					Потери после прокалки
Марка	SiO₂	Fe₂O₃	TiO₂+V₂O₅+Cr₂O₅+MnO	ZnO	Na₂O+K₂O	Потери после прокалки
Г00 Г0 Г1	0.02 0.03 0.05	0.03 0.05 0.04	0.01 0.02 0.03	0.01 0.02 0.02	0.4 0.5 0.4	0.6 0.7 0.7

Завод использует марки Г00 и Г0.

Оксиды щелочных металлов (Na₂O+K₂O) изменяют химический состав электролита в электролизере, взаимодействуя с криолитом и фтористым алюминием, с образованием NaF и HF – повышают КО.

В нормальных условиях щелочные металлы не разряжаются на катоде, а накапливаются в электролите увеличивая КО и расход фтор солей.

При длительном хранении щелочесодержащий глинозем поглощает значительное количество влаги, способствует накоплению HF и повышению КО.

Другими источниками поступления натрия являются аноды на пуске ванн, а также на вспышках, когда анодная плотность тока увеличивается с 0.7А/см² до 11.7А/см² разряжаются на катоде ионы натрия и калия и проникают в подину, химически взаимодействуя с углеродом подины, образуя соединения – интеркаляты, которые увеличивают футеровку в объеме, разрывая ее изнутри и увеличивают сопротивление подины.

Оксиды Na₂O, Fe₂O₃, SiO₂, V₂O₅, CaO, ZnO, P₂O₅, H₂O более электроположительные разлагаются на катоде и ухудшают качество металла. Кроме того примеси Ti, Cr, Mn, V сильно снижают электропроводность алюминия и поэтому особенно не желательны для металла, идущего на производство проводов. Марки:

А7Е

А5Е

А7Э – на экспорт, предъявляются жесткие требования по содержанию тяжелых металлов.

Примесь фосфора P₂O₅ вызывает красноломкость алюминия и понижает его коррозийную стойкость и сплавов на его основе. А присутствие P₂O₅ в электролите ухудшает смачиваемость частиц в электролите. Получается «жирная» пена, она плохо отделяется от электролита, увеличивает сопротивление и электролизер перегревается.

Железо и кремний электроположительны, разряжаются вместе с алюминием на катоде ухудшая его сортность. Кремний добавляют в алюминиевые сплавы, с другой стороны он ухудшает электропроводность. Железо ухудшает сортность, вызывая хладноломкость алюминия.

Наличие примеси CaO в электролите является важным источником образования фторида кальция /для снижения температуры процесса/.

Гранулометрический состав

Металлургические глиноземы состоят из зерен, которые являются агломератами более мелких кристаллов, обычно размер зерна изменяется от 20 до 150мкм.

Гранулометрический состав определяется ситовым методом. Ситовый анализ сухим рассевом дает значение самой мелкой фракции –45мкм (пыль, чем ее меньше тем лучше). Частицы крупнее +150мкм растворяются в электролите достаточно медленно, поэтому их содержание ограничивается 2-7%. Наличие мелких фракций (-45) прежде всего, следствие трения при перевозке глинозема, поэтому увеличиваются потери сырья. Сильное пыление происходит при разрушении корки под действием горячих газов и влаги, которая находится в глиноземе, возникают гейзеры, они увеличиваю потери глинозема, и ухудшают экологию. По данным исследований потери глинозема при транспортировке составляют до 1.7%. Расходный коэффициент глинозема 1911.6кг/т алюминия, по теории 1890кг/т. Пыле износ в системе газоотсоса и аэрационный канал составляет 20кг/т алюминия.

Особый вклад в пыление вносят частицы –20мкм. На зарубежных заводах содержание частиц –до 20мкм составляет 0.5%. При повышенном содержании мелких фракций :

1. увеличивается время растворения глинозема в электролите,

2. ведет к образованию осадков

3. ухудшает его адсорбционную способность при нахождении на корке и в сухой газоочистке

4. увеличивает время образования корки и работы ванны с открытыми шторками

5. мелкая фракция (-45) еще и ухудшает экологию

6. увеличивает потери тепла, уменьшает плотность корки

7. большое содержание мелких фракций тесно связано с проблемой хранения глинозема в силосах, бункерах и при транспортировке.

Это способствует однородному распределению глинозема по размеру частиц и образованию хорошей корки, при пропитывании глиноземом электролита, обеспечивает необходимую скорость растворения, хорошую текучесть, оптимальную теплопроводность, минимальное пыление и точность дозировки.

Содержание влаги

Количество влаги в глиноземе определяется в основном технологией, степенью прокалки гидроокиси алюминия и гигроскопичностью продукта.

Упрощенная схема обезвоживания при производстве алюминия:

110-120⁰ 200-250⁰ 500⁰ 850⁰

Al₂O₃*3H₂O ® Al₂O₃*3H₂O ® Al₂O₃*H₂O ® gAl₂O₃ ® aAl₂O₃

Гигроскопичность полученного глинозема зависит от его фазового состава, крупности кристаллов, наличия в нем щелочи.

В глиноземе, поступающем в ванну, можно выделить 4 категории влаги:

1. физически адсорбированная, удаляется при температуре 110-120⁰С – «физическая влага»

2. химически адсорбированная (химесорбированная), которая удаляется при температуре до 300⁰С

3. гидродированная (в виде химических соединений: гибсид, бионид) удаляется при температуре 1000-1200⁰С

4. вода, входящая в состав кристаллической решетки глинозема (кристализационная влага), при прокаливании глинозема в течение 12ч при температуре 1000⁰С в нем все еще остается 0.2% кристаллизационной воды.

В практике пользуются двумя показателями, характеризующими наличие влаги в глиноземе:

1. потери при прокаливании (ППП), определенные при нагревании до 300⁰С – величина показывает наличие химически адсорбированной и химически сорбированной воды

2. потери при прокаливании в интервале 300-1100⁰С, эта величина показывает наличие воды, входящей в состав химических соединений (остаточные гидраты).

Вода, попадающая вместе с глиноземом в электролизную ванну, взаимодействует с криолитом AlF по реакции:

2Na₃AlF₆+3H₂O=6NaF+Al₂O₃+6HF

2AlF₃+3H₂O=Al₂O₃+6HF

В результате происходит повышение КО, теряется дорогостоящий AlF₃ и выделяется газообразный HF:

1. Величина ППП включает не только воду, но и адсорбированные газы.

2. Часть фторидов адсорбируется глиноземом, находящемся на электролитной корке.

3. Часть воды подвергается электролитическому разложению на O и H. Водород растворяясь в катоде ухудшает качество алюминия.

4. Часть фторидов, покидающих ванну с организованным газоотсосом улавливается в системе сухой газоочистки и возвращается в процесс электролиза.

Наличие влаги в глиноземе способствует его лучшему растворению в электролите.

Уменьшение времени растворения глинозема при наличии в нем влаги объясняется тем, что при соприкосновении его с горячим электролитом вода испаряясь увеличивает давление внутри агломерата глинозема и разрывает его на мелкие части.

С другой стороны большое содержание влаги ведет к чрезмерному пылению при загрузке глинозема. В этом случае резкое испарение воды увлекает пыль в воздух при загрузке глинозема в электролит, а испарение остаточного глинозема разрывает его на мелкие частицы. Оптимальное содержание влаги в глиноземе 0.5-0.9%.

Фазовый состав

a - фракция глинозема (корунд) – образуется при температуре прокалки - 850⁰ и выше

температура плавления глинозема – 2500⁰С

g - фракция Al₂O₃ (850⁰ и ниже) – при прокалке гидроокиси избыток a-фракции может привести к образованию глиноземистых осадков в электролите из-за того, что скорость растворения у a-фракции меньше (очень прочная кристаллическая решетка).

g - фракция растворяется хорошо, хорошо адсорбирует на себе фтористые соли, а также хорошо впитывает в себя влагу, что плохо.

a - фракции в глиноземе бывает от 2 до 35%. При большом содержании a - фракции процесс образования корки электролита происходит медленнее.

При a - фракции больше 50% корка не образуется совсем, чем больше a - фракции, тем больше потери фтора, потери фтор солей, потери тепла в атмосферу и ухудшение экологии. Кроме того при увеличении a - фракции уменьшается КПД улавливания на газоочистке.

Удельная поверхность

Удельная поверхность (ВЕТ) – м²/100г.

ВЕТ- поверхность играет важную роль в процессах адсорбции летучих соединений газа при использовании глинозема в системах сухой газоочистки и нахождения его на электролитной корке.

Для глиноземов удельная поверхность равная 40-80м²/100г – это хороший показатель. Большая удельная поверхность глинозема обусловлена наличием пор, наростов и т.д. Чем выше удельная поверхность, тем лучше глинозем адсорбирует на себе фтористые соли. Удельная поверхность напрямую связана с содержанием a - фракции, чем она выше, тем выше удельная поверхность.

Глинозем с большим содержанием мелкой фракции имеет меньшую удельную поверхность. Чем выше удельная поверхность, тем выше скорость растворения глинозема в электролите и тем больше выход по току.

Глинозем с большей удельной поверхностью лучше и быстрее образует электролитную корку.

Плотность

3 вида плотности глинозема:

r_и – истинная плотность 3.4-4.0г/см³;

r_н – насыпная плотность 0.8-1.0г/см³;

r_у – плотность при уплотнении 0.9-1.3г/см³.

Плотность зависит от гранулометрического состава глинозема.

Чем больше мелких фракций (-45), тем выше насыпная плотность и плотность при уплотнении. Увеличение этих двух плотностей ведет к увеличению теплопроводности.

Индекс истирания

Этот параметр определяет способность глинозема к увеличению количества мелкой фракции при измельчении и противостоять измельчению частиц.

При введении системы точечного питания (АПГ) и сухой газоочистки индекс истирания приобретает высокое значение. Прочность глинозема зависит от режима роста гидрата (Al(OH)₃).

Прочные конечные продукты получаются при высоких пересыщениях алюминиевого раствора, снижении температуры осаждения, высоких начальных каустических модулях и пониженных концентрациях каустика.

Угол естественного откоса

Угол откоса – это угол между горизонтальной плоскостью и образующей конуса порошка глинозема.

Оптимальное значение угла откоса 29-32⁰. Слишком маленький угол откоса приводит к тому, что он будет плохо укрывать аноды от окисления воздухом. Слишком большой угол откоса создает проблемы при вытекании глинозема из различных бункеров-дозаторов при питании ванн.

Величина угла откоса связана с гранулометрическим и фазовым составом глинозема:

1. так глинозем, имеющий средний диаметр частиц 25-40мкм и a>60% характеризуется углом откоса более 40%

2. песчаный глинозем с содержанием фракции –45мкм менее 20% и a в пределах 10-25% имеет угол откоса 27-35⁰.

Теплопроводность

Теплопроводность глинозема играет важную роль в тепловом балансе ванны:

- регулирования температуры электролита, ФРП, уровня электролита;

- через корки со слоем глинозема отводится 12-14% тепла.

Величина теплопроводности глинозема зависит главным образом от гранулометрического состава и содержания a-фракции.

Теплопроводность увеличивается с увеличением плотности при уплотнении и увеличением температуры на ванне. Чем выше плотность, тем больше потери тепла. Чем больше a-фракции, тем больше потери тепла.

Текучесть

Текучесть глинозема определяется его способностью вытекать из различных емкостей.

С уменьшением содержания фракции –45мкм (пыль) и плотности при уплотнении и с увеличением среднего диаметра частиц и удельной поверхности время истечения уменьшается, а скорость увеличивается.

Требования к свойствам глинозема:

Свойства

Значение

1. ППП, % 2. Плотность при уплотнении, г/см³ 3. Угол откоса, гр. 4. Удельная (ВЕТ) поверхность, м²/100г 5. Индекс истерания, мкм 6. Содержание a-фракций,% 7. Содержание фракций –45мкм, % 8. Содержание фракций +150мкм, % 9. Содержание примесей, %: Na₂O Fe₂O₃ SiO₂ CaO P₂O₅ V₂O₅ ZnO TiO₂

0.5-0.8 0.95-1.16 29-36 50-100 -45 -10% 2-20 3-6 2-5 0.3-0.5 0.03 0.03 0.03 0.0015 0.0025 0.01 0.0025

Угольная продукция

Состав обоженных анодов.

Наполнитель:

1. нефтяной прокаленный кокс – 67-69% (основа анода) – крупность от нескольких долей мм до 15мм и разной фракции. Основной хребет анода крупные частицы.

2. Связующим является каменноугольный пек, приходит в жидком виде в термоцистернах, затем перед сливом его разогревают ТЭН-ами внутри цистерн до 200⁰. Пека в анодах 16-18%.

3. До 3% в шихте- бой зеленых анодов.

4. До 18-19%-дробленые огарки.

Нефтяной прокаленный кокс – это остатки продукта после крекинга. Остаток после крекинга нефти в специальных печах без доступа воздуха нагревают до 300⁰. Из него выплавляют жидкую фракцию, затем ее перегоняют, легкая фракция улетает, остаток – кокс. Температура измельчения 60-130⁰.

Краткая схема получения анодов.

В ЦПЭ-1 поступает сырье на приемный склад. Размеры анода:

1450(длина±10)х700(ширина±10)х600(высота+15,-10)см.

Марки: АБ-0, АБ-1, плотность соответственно 2.05 и 2.03г/мм³.

Анод окисляется в атмосфере CO₂, осыпаемость 45-50мг/см², окисляемость 85-90мг/см². Угольная часть весит 980±3кг, весь анод в сборе 1250кг. Зольность анода 0.9-1.2%.

Между соседними ниппельными гнездами не допускается трещин. Анод должен быть очищен от коксовой крупки, сварные швы полностью проварены. Отклонения верхней части штанги от подошвы анода не более 1см, поверхности штанги должны быть фрезерованы. Анод сгорает со скоростью 1.5см/сут, стоит на ванне 31-32 суток.

Катоды состоят из связующего и наполнителя.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 514; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!