Нами найдено техническое решение по созданию сквозного отверстия в самообжигающемся аноде Содерберга, футерованного глиноземом и без расходуемых труб путем жесткого закрепления двух коаксиальных труб на контрфорсах анодного кожуха, подвижных (вместе с кожухом) относительно анода. Пространство между трубами, входящими своими нижними концами в спеченную часть анода, загружают глиноземом или шихтой на его основе. При электрохимическом расходовании анода и подъеме анодного кожуха формируется глиноземная труба, пропитанная смолистыми и газами коксования и прочно спеченная с анодом в его нижней части .
Два глиноземных отверстия получены в марте 1999г. на аноде действующего электролизера №940 БрАЗа. На момент отключения электролизера для капремонта (август 1999 г.) соотношение диаметров нижней части отверстия на подошве анода и наружной трубы устройства составило 1:2.5. То есть на подошве анода образовалась воронка (в зоне электролита) с углом наклона стенок 45-50°. Образование воронки объясняется растворением футеровочного глинозема в электролите и участием незащищенного
анода в электрохимическом процессе. Визуальные наблюдения и инструментальные замеры показали хорошее качество глиноземной трубы на всем протяжении канала, вплоть до поверхности электролита.
Столь стабильное состояние футеровки канала на протяжении пяти месяцев указывает на правильность технического решения по защите сквозного отверстия в аноде Содерберга. Более ранние испытания показали, что отсутствие футеровки приводит к выгоранию стенок- отверстия до критических размеров за 1,0-1,5 месяца и теплому ходу анода.
После решения ключевой задачи - создания защищенного футеровкой канала подачи глинозема, -разработка собственно устройства и способа АПГ кажется простой.
Мы убедились, что на протяжении всего периода существования футерованного сквозного отверстия не происходит замерзания корочки в проеме отверстия в закрытом положении. Это объясняется повышенной температурой и скоростью циркуляции электролита в проеме. Кроме этого, тепловой баланс глиноземной трубы выше, чем стальной. Это позволило исключить из процесса самый уязвимый узел устройства АПГ - пробойник. Появилась возможность реализации АПГ по известному способу, основанному на принципе "кипящего слоя", когда дозировка порций глинозема и его подача в электролит осуществляется слабым давлением пневмогазоносителя (воздуха или азотно-кислородной смеси) и временем открывания пневмоклапана. При этом давление импульса меньше, чем давление гидростатического столба электролита в проекции канала.
Установлено, что избыточное давление анодных газов на верхней кромке коаксиальной трубы составляет 100-120 мм в.ст. (в стальных трубах - 70-90 мм в.ст.). Температура анодных газов (на кромке трубы) 320-350 °С.
При наблюдении открытого верхнего конца трубы видно активное выделение анодных газов и слышно мощное схлопывание газов в нижнем конце,
Все это позволяет сделать очень важные выводы.
1. В проеме глиноземного отверстия скорость циркуляции электролита повышена.
2. Повышена и температура электролита МПЗ и в проеме отверстия.
3. Подача порций глинозема в противотоке анодным газам вызывает взвешенное состояние каждой частицы глинозема.
4. Происходит прогрев глинозема на протяжении всего температурного столба от 300 до 970 °С.
5. На границе двойного электрического слоя (ДЭС) имеет место максимум напряженности электрического поля, что вызывает наибольшие силы межфазного натяжения на границе раздела "электролит-металл".
6. В силу указанных факторов появляется еще один - в растворении порций глинозема участвует весь электролит МПЗ с его вертикальными и горизонтальными контурами. Образования глиноземных осадков не ожидается.
Испытания показали также, что подача шихты "глинозем-фторалюминий" (10, 20-и 30%) не приводит к "зависаниям" или "замерзаниям" (агломерированию) материала.
Порции весом от 80 до 350 г свободно проходят через канал без зависания.
Порции 700-750 г зависают практически сразу.
Алгоритм ПО в этом случае предельно прост как в режиме таймера, так и в режиме концентрации. Стабильность порции не является целью и техническим параметром.
Задачи перед разработчиками темы следующие:
1. Научиться вести формирование глиноземной трубы в автоматическом режиме без участия человека со 100%-й гарантией надежности футеровки.
2. Отработать до совершенства алгоритм АПГ через анод, определить достаточность количества сквозных каналов - 1 или 2.
3. Организовать ЦРГ.
ПРИМЕНЕНИЕ ШЛИКЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ШВОВ КАТОДНОЙ ФУТЕРОВКИ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА.
В. Солонин, М.А. Фридман, В.К. Никитенко, В.В. Чесняк ОАО "Запорожский производственный алюминиевый комбинат", г. Запорожье, Украина.
Экономические показатели получения первичного алюминия существенно зависят от срока службы электролизеров так как затраты на их ремонт составляют, при существующем положении на ЗАлК, порядка 30-35 $/т. Кроме того, на пуск электролизеров идет большой расход электроэнергии и гористых солей, а при демонтаже электролизеров образуется большое количество отработанной футеровки, содержащей экологически опасные вещества. Поэтому преждевременный выход электролизеров из строя ведет к большому экономическому и экологическому ущербу.
Срок службы электролизеров в основном определяется сроком службы катодного узла. Работы, проведенные рядом авторов, свидетельствуют о том, что набивные швы подины являютсянаиболее слабым звеном футеровки электролизера. Обычно швы подины заполняются углеродной
набоечной массой, при обжиге которой в окружающую среду выделяются летучие углеводороды в количестве 3-4 кг/кА в пересчете на силу тока.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.