Обслуживание электролизеров с повышенной частотой АЭ.
1. Общие положения.
Периодически, при обеднении электролита глиноземом на электролизерах возникает анодный эффект (АЭ), который внешне проявляется в резком повышении напряжения и значительном увеличении температуры расплава, потрескиванием, обвалом электролитной корки и т.д. Во время АЭ увеличивается расход электроэнергии, фторсолей и угольных анодов; нарушается энергетический режим электролизных серий и снижается выход по току; в атмосферу выделяются фторуглероды, разрушающие озоновый слой земли (см. табл. 1).
Табл. 1
Вредное действие одного АЭ (2 мин.) |
ед. изм. |
Значение |
Потери металла |
кг |
~1 |
Потери фтора (в перерасчете на ALF3) |
кг |
1,8 (3) |
Расход эл эн (Uаэ = 30 В) |
кВт·ч |
157 |
Подсадка тока ЭЦ1/ЭЦ2/ЭЦ3 |
кА |
18 / 9 / 8 |
Выброс фторуглерода |
кг |
0,9 |
Расход углерода |
кг |
0,5 |
Экономический ущерб |
$USA |
5,2 |
Вместе с тем, АЭ способствует удалению угольной пены из межполюсного зазора, улучшает ее отделение от электролита и сгорание, способствует растворению осадков на подине электролизеров. АЭ с напряжением 25 – 45 В обеспечивает «полировку» рабочей поверхности анода и, соответственно, выравнивание токораспределения на ней. При напряжении менее 25 В и от 45 до 60 В выравнивания поверхности анода не происходит, а при больших напряжениях качество ее ухудшается, рекомендуемое напряжение 30 – 45 В.
2. Основные причины возникновения АЭ.
Когда концентрация глинозема снижается до 1,5 % и ниже, анод начинает хуже смачиваться электролитом. Это приводит к тому, что пузырьки анодного газа разрастаются и изолируют часть поверхности анода от электролита. Плотность тока на свободной поверхности электролита сильно увеличивается, вместе с ионами кислорода на аноде начинают разряжаться ионы фтора. Изменяется состав анодных газов, которые насыщаются фторуглеродами (до 25%). Наличие у поверхности анода фторсодержащих соединений провоцирует дальнейшее развитие пассивации. Таким образом изолируется большая часть поверхности, что приводит к повышению напряжения от 10 до 100 В менее чем за секунду. В этих условиях, ток проходит через газовую пленку за счет искрового, а так же тлеющего разрядов.
Плотность тока, при которой начинается АЭ, называется критической. Ее значение увеличивается, с ростом содержания в электролите глинозема, а также температуры электролита. Таким образом, АЭ будут возникать чаще при более низких температурах, и в случаях снижения концентрации растворенного глинозема в электролите. В промышленных условиях повышенное ЧАЭ обычно обусловлено:
а) длительной работой электролизеров на пониженном напряжении вследствие:
- неправильно подобранного рабочего напряжения;
- отключения электролизера от регулирования;
- возникновения замыкания штырей или металлоконструкций рамы на анодный кожух (при регулировании АСУ-ТП по напряжению ан. кожух катодная шина);
- повышенного перепада в аноде из-за некачественной перестановки штырей на электролизерах (при регулировании АСУ-ТП по напряжению анодная шина – катодная шина);
б) снижения уровня электролита в ванне из-за:
- работы на пониженном напряжении;
- резкого снижения КО;
- переохлаждения ванны в ходе ТО;
- пропуска от выливки;
в) некачественны гашением предыдущего АЭ;
г) некачественным питанием электролизеров по потоку или поломками механизмов АПГ;
д. ) утечками тока при замыкании ошиновки на элементы конструкции корпуса;
е) резким понижением температуры окружающей среды;
ж) изменением сорта поступившего глинозема;
з ) нарушением работы КПП или АСУ-ТП;
- неправильное измерение тока;
- занижение МПР.
Три последние причины часто приводят к увеличению ЧАЭ во всем корпусе (серии).
3.Повышенная ЧАЭ на электролизере.
Получая информацию с АСУ-ТП о наличии ванн с повышенной частотой АЭ (больше 3-х раз в сутки), старший мастер корпуса и мастер технолог обязаны выяснить причины повышенной частоты по каждому электролизеру и принять соответствующие меры к их устранению. Для этого используются результаты измерения уровня металла и электролита, ФРП, температуры электролита и анализ его состава, результаты анализа текучести глинозема, рапорта смен-
ных мастеров, выходная информация АСУ-ТП, а также визуальное обследование ванны.
В первую очередь проверяются по выходной информации АСУ-ТП наличие ванн, работающих на пониженном напряжении.
Необходимо выяснить, когда и при каких обстоятельствах изменялось заданное напряжение, и по каким причинам электролизер был отключен от регулирования. Если предшествующее снижение напряжения привело к увеличению ЧАЭ, его необходимо вернуть в первоначальное значение, ванны находящиеся в ручном режиме следует подключить к регулированию.
Замыкание штырей и металлоконструкций рамы на анодный кожух увеличивает разность потенциалов анодный кожух – катодная шина, что приводит к снижению МПР у электролизеров, регулируемых по этой схеме. Оно определяется по разности показателей “падение напряжения в аноде” до и после перестановки. Считается, что имеет место замыкание, если разность не превышает 75 мВ (для 4-х горизонтной схемы перестановки). До его устранения величина заданного напряжения повышается соответственно табл.2.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.