Обжиг и пуск электролизеров
Обжиг на «семечках» крупность (0.8-5мм), независимый с применением шунтов реостатов. Цель применения реостатов - снизить токовую нагрузку, уменьшить тепловой удар. Цель обжига – равномерный и постепенный прогрев катодного устройства и анодов, коксование набивных участков подины на всю глубину и сделать подину монолитной.
Длительность обжига составляет от 68 до 72ч и обжиг считается законченным, когда температура подины в центре электролизера достигает 820-9600С. При недообжиге менее 8000С происходит усадка подовых швов по 1.5мм с каждой стороны. Обжиг производится за счет тепла, выделяемого при прохождении эл. тока через слой коксовой крупки.
Подготовка к обжигу:
1. Поставить анодную раму выше крайнего нижнего положения на 50-60мм
2. Подину продуть слабым напором сжатого воздуха
3. Семечки – предварительно подготовленные, просеянные (0.8-5мм), на маленькие ванны около 1т, на большие 1.5т.
4. Предварительно делается выбраковка обожженных анодов:
- отсутствие выпеков, сколов, выпуклостей и прикоксовки на нижней грани анодов;
- отсутствие трещин на аноде;
- отклонение от перпендикулярности верхней грани анода должно быть не более 10мм;
- отсутствие трещин в сварном шве, между штангой и биметаллической пластиной.
Засыпается подина сухой коксовой крупкой, предварительно укладывается угольник 50х50 на подину, выступая за анодный массив на 80-100мм, и разравнивается специальной рейкой с зубчатой гребенкой n=24мм, шаг-28мм, угол 600.
На выровненный слой коксовой крупки в районе анода 1-3 производится поочередная установка анодов с 1 и 13. Затем каждый анод устанавливают на слой коксовой крупки, поочередно так, чтобы зазор между ошиновкой и штангой составлял 2-10мм, куда вставляется поронитовая прокладка. После установки анодов на слой крупки исключается какое-либо перемещение анодов. Уложенный ровно слой крупки не должен нарушатся, если произошло нарушение слоя крупки, то его нужно восстановить.
Затем производится крепление гибких спусков от анодной ошиновки к штанге анодов, контакты предварительно зачищаются шлейф с машинкой. Уголки с подины убираются и по всему периметру анодного массива рейкой подбивают выступающую крупку.
Затем загружается пусковое сырьё:
| Тип эл-ра Тип сырья | С-175 | С-190 | С-255(3) | С-255(4) | Место загрузки |
| CaF2, т. | 0,25 | 0,20 | 0,3 | 0,31 | По периферии |
| NaF, т. | 1,15 | 0,85 | 1,35 | 1,3 | По периферии |
| Оборотный электролит, т. | 9,236 | 5,824 | 10,374 | 8,548 | По периферии и торцам |
| Сумма загруженного сырья,т. | 10,636 | 6,874 | 12,024 | 10,148 |
Оборотный электролит, который ранее готовится и хранится в ЦПЭ на участке 1-16: крупность не более 10мм, КО 2,45-2,7, содержание CaF2 4,5-6,5%, не запененный.
Промежутки между анодами закрываются асбокартоном и пусковая шихта загружается по периферии шахты и устанавливаются шунты-реостаты, электролизёр подключается на обжиг.
После подключения электролизёра на обжиг на доске обработок и в пусковой ведомости фиксируется напряжение. Производится замер токораспределения по анодам в момент подключения и через каждый час при обжиге. Регулировка перегрузки анодов (DU больше 6мВ) производится отключение анода (разбалчивается подключенный гибкий спуск на штанге), разрешается одновременное отключение анодов не более 5шт, и не более 2 рядом стоящих, одновременное отключение не более 3 анодов по стороне.
Отключение шунтов реостата
| Тип эл-ра № реостата | Время отключения с начала обжига, ч | ||
| С175 | С175, С190 | С190, С255 | |
| 22-26 41-45 48-52 | 24-28 40-44 | 22-26 37-41 44-48 48-52 |
Напряжение на электролизере при отключении не должно превышать 3.4В.
По истечении времени обжига, вытаскиваются изоляционные прокладки между шиной и штангой, затягиваются технологическим краном зажимы и снимаются гибкие спуски.
Пуск электролизера
Подготовка электролита для пускового электролизера ведется по заданию старшего мастера и в специально выделенных для этой цели электролизерах – ваннах-матках.
Ваннами-матками не могут быть электролизеры:
1. с протеком металла в цоколь
2. с разрушенной подиной и выдающей металл сорта А и АВ
3. с разрушенной бортовой футеровкой
4. ванны, выдающие металл А85
5. новые электролизеры до 1 года.
За сутки, дополнительно вне графика, с ванны-матки выливается ковш металла, чтобы расплав удержать в шахте.
Постепенно отключается вся автоматика, и вырабатывают глинозем, поднимая напряжение. По мере того, как ванна набирает тепло, начинают плавить сырье: ковшевой выбой, мелкий оборот, иногда пушенку. На ванне-матке, на которой питание глиноземом осуществляется АПГ, увеличивается время срабатывания на 25%.
Во вторую смену производят обработку ванны без глинозема (за сутки до пуска). Во вторую смену устанавливают рабочее напряжение 4.6В, в третью – 4.8В, а в ночную – до 5.2В. Сырье перестают переплавлять, если: на С175-С190 уровень электролита 23-25см, на С255(3серия, ОПКЭ) уровень электролита 24-26см, на С255(4серия) уровень электролита 25-27см при Uр=5.2В.
После забора электролита в вакуум-ковш на электролизере снижается рабочее напряжение до уставочного и в течение суток ванна-матка очищается, приводится в порядок.
Не более чем за 10мин подготавливается летка для заливки электролита, интервал заливки первых 4-х ковшей не более 10мин. при заливке происходит поднятие анодного массива, чтобы электролит заходил под анод, не допуская разрыва. Обязательное условие при заливке электролита – полное отсутствие в нем металла. На пуске температура электролита на входе до 10000С, угольные материалы нагреваются и расширяются, упираясь в металлический корсет катодного кожуха, подина поднимается на 8-10см и при нормальных условиях возвращается обратно, поэтому металла не должно быть, т.к. в момент выпучивания он может проникнуть в образовавшиеся щели.
При заливке 1-го ковша Uр=4-6В, 2-го ковша – 6-8В. После второго ковша - контрольная протяжка анодов. 3-го ковша Uр=9-10В, 4-го ковша Uр не более 15В – тусклая вспышка для проплавления сырья.
После проплавки оборотного электролита (пускового пирога) подошва анодов, подина и электролит очищаются от остатков коксовой крупки, поверхность анодов присыпается на высоту 8-10см, вспышка гасится и устанавливается Uр=9В.
Дальнейшее повышение уровня электролита производится за счет переплавки оборотного электролита. В момент, когда шахта полупустая необходимо оплескивать аноды электролитом. Корректировка электролита в послепусковой период производится NaF (для утепления), желательно во время АЭ, т.к. температура плавления у NaF 9970С его надо перевести в расплав. А для корректировки применяется сода Na2CO3, температура плавления у соды 8500.
Na2CO3«Na2O+CO2
3Na2O+2AIF3®AI2O3+6NaF
На пуске идет избирательное поглощение угольной футеровкой фтористого натрия. Сода отдается при пониженной температуре, чтобы произвести докорректировку. Отдача соды и NaF за смену не более 300кг (лопатой). Заливка жидкого металла и переплавка твердого начинается после достижения температуры электролита 9900С, а на электролизерах с применением лития – 9750С, но не ранее чем через 12ч после пуска.
Сортность металла должна быть не ниже марки А5, в пусковых эл-рах запрещается переплавка подовых козлов, стружки, шлака:
- подовые козлы, т.к. в них находится застывший осадок и металл низкого сорта, «козлы» тяжелые, оказывают высокое давление на поднятую подину, они холодные – будут охлаждать подину;
- шлак, т.к. в литейке добавляют флюс, где содержится натрий и калий, а при попадании в подину реагирует с материалами подины и уменьшает межатомное расстояние – подина шелушится и отслаивается;
- стружка сгорает.
На пусковую ванну в виде табличек вывешивают график снижения напряжения по сменам, и при достижении рабочего напряжения 5.3В электролизер подключают к АСУТП. Первоначально после пуска начинается очистка электролита от коксовой крупки.
С целью расстановки анодов в электролизере по действующей схеме их замена начинается через сутки после пуска. На вторые сутки начинается засыпка анодов глиноземом, а на 6-7 сутки слой глинозема на них должен быть не выше 10см. При достижении рабочего напряжения 5В на эл-ер подключают АПГ и устанавливают новые створчатые укрытия. До подключения в работу АПГ разрушение электролитной корки с частотой 2р в смену, а также подсыпка глинозема осуществляется с помощью напольной техники и кранов. По истечении 5 суток эл-ер передается в эксплуатацию в корпус. Основной задачей после пускового периода является:
1. очистка электролита от угольной пены
2. создание правильной ФРП эл-ра, которая значительно облегчает обслуживание эл-ра и продлевает его жизнь.
Для создания настылей правильной формы необходимо поддерживать после пуска следующие параметры эл-ра:
| Параметры | 1 месяц | 2 месяц | 3 месяц | ||||||
| Уровень ме-ла перед выливкой | 28-30 | 24-26 | 26-28 | 30-32 | 26-28 | 28-30 | 32-34 | 28-30 | 30-32 |
| Рабочее напряжение | 4,4-4,5 | 4,4-4,5 | 4,4-4,5 | 4,35-4,4 | 4,35-4,4 | 4,35-4,4 | 4,3-4,4 | 4,3-4,4 | 4,3-4,4 |
| Криолитовое отношение | 2,6-2,8 | 2,6-2,8 | 2,6-2,8 | 2,5-2,65 | 2,5-2,65 | 2,5-2,65 | 2,5-2,65 | 2,5-2,65 | 2,5-2,65 |
| Содержание CaF2,% | 5-6,5 | 5-6,5 | 5-6,5 | 5-6,5 | 5-6,5 | 5-6,5 | 5-6,5 | 5-6,5 | 5-6,5 |
 КО для литиевых
CaF2 электролитов
| 2,8-2,7 | 2,8-2,7 | 2,8-2,7 | 2,7-2,65 | 2,7-2,65 | 2,7-2,65 | 2,5-2,65 | 2,5-2,65 | 2,5-2,65 |
| 4,5-5,5 | 4,5-5,5 | 4,5-5,5 | 4,5-5,5 | 4,5-5,5 | 4,5-5,5 | 4,5-5,5 | 4,5-5,5 | 4,5-5,5 |
Зеркало металла в ванне является главным тепловым балансиром, чем больше металла, тем ванна идет холоднее и наоборот, и уровень электролита также является тепловым балансиром.
3. Установление на ванне теплового баланса, когда приход тепла равен расходу.
Пламенный обжиг после локального ремонта
Применяется после локального ремонта для равномерного нагрева катода и анода, коксования набивных швов в течение не менее 12ч до температуры 550-6500С. Оборудование: горелочные устройства для обжига, гребенки для распределения воздуха и топлива по горелкам, топливо проводы и соединительные рукава, емкость для дизтоплива, укрытия.
Обжиг, пуск и обслуживание электролизера в течение 5 суток после пуска обслуживается пусковой бригадой ОПКЭ.
Межблочные и периферийные швы в зоне локального ремонта засыпаются CaF2, шире шва на 50мм, аноды устанавливаются на расстоянии 50мм от подины с соблюдением горизонтальности. На штангах анодов наносятся риски относительно верхней границы ошиновки и гребёнки балки - коллектора.
Затем устанавливаются горелочные устройства (С-175 – 4шт, С-255 – 6 шт). На С-175 в районе анодов 13-18 и 6-12, на с 255 в районе ан19, 26, 32 и 5, 11, 18. Горелки устанавливаются на асбестовые или металлические листы, направление сопел должно быть параллельно подине, исключая попадание газа на подину. Горелки подключаются к ёмкости диз-топлива и сжатого воздуха.
Обжиг начинается с установленными в торцах горелочными устройствами на минимальную мощность (укрывается специальными укрытиями) на 2±0,4ч., по истечении этого времени отключается 2 горелка, обжиг ведётся двумя. На С-255 включается сначала горелки на торцах, через 2ч подключается 2 средних, и спустя один час подключаются оставшиеся. Обжиг ведётся не менее 16ч, после окончания обжига горелки убираются аноды, ставятся в прежнее положение, в шахту загружают пусковое сырьё:
| Сырьё тип эл-ра | Место загрузки | С-175 | С-190 | С-255 | 7-8к |
| CaF2, т | 0,25 | 0,2 | 0,3 | 0,3 | |
| Оборотный электролит, т | В торцы | 9,3 | 5,8 | 10,4 | 10,6 |
| NaF, т | По периферии | 1,2 | 2,2 | ||
| Криолит, т |
Оборот крупностью не более 5 мм, КО – 2,6, не содержащий пены. Также делают в/м.
В месте заливки электролита выключается летка из оборотного электролита, заливается электролит 6-8т – на С-175, а на С-255 – 10-12т. Аноды должны погрузиться 10-12см, затем отключается ток серии. Разбираются узлы шунтирования и подача тока производится ступенями.
1ст. для С-175-190 100кА, через 3-4мин.175кА
для С-255 190-175кА, через 3-4мин 220кА, ч/з 3-4 мин базовый ток.