Себестоимость – все затраты на производство и реализацию продукции. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Себестоимость – все затраты на производство и реализацию продукции.



Себестоимость – все затраты на производство и реализацию продукции.

Завод выпускает 405-407 тыс. тонн товарного алюминия, на этот алюминий расходуется 800 тыс тонн глинозема (Al2O3). На заводе главное производство – алюминиевое (АП), состоит из 8-и корпусов (4 серии) и ОПКЭ.

1-4 корпуса – двух рядное продольное расположение электролизеров (по 98 ванн в корпусе), здесь электролизеры на 175кА (С-175) и 40 шт. во 2-м корпусе на 195кА (С-195).

5-8 корпуса и ОПКЭ – поперечное расположение электролизеров на 255кА (С-255), 5-6 корпуса по 79 ванн, 7-8 корпуса по 85 ванн, ОПКЭ – 22 ванны.

Расстояние от борта электролизера до анода:

7-8к. – 36см;

5-6к. – 48см;

1-4к. – 56см;

С-190 – 35см.

Большие электролизеры (С-255) нарабатывают в сутки 1850-1900кг алюминия, маленькие (С-175, С-190) – 1250-1280кг. Выливка металла ведется строго по весам с точностью до 20-30кг.

 

Литейное производство

В литейно-плавильном цехе за смену перерабатывается 400 тонн металла. Получают мелкую чушку 15-17 кг, пакет – 69 чушек по 5 шт. в ряду.

Для разливки чушек существует специальный конвейер, производительность конвейера 5-6 т/ч. Миксер емкостью 30 тонн. Миксер сначала заполняется металлом, под струю металла даются флюсы (для очистки металла – Na3AlF6+NaCl+KCl – 1-3кг/т). По наполнению миксера идет перемешивание ме­талла, затем отстой не менее 20мин, затем съем шлака с поверхности металла, который перерабаты­вают в корпусах на рядовых ваннах. Миксер обогревается нихромовыми спиралями (380В).

Таким образом литейный миксер служит:

1. Для смешения металлов разной сортности и получения товарной сортности металла.

2. Поддержания заданной температуры разлива (680-7200С, на сплавах 690-7300С).

3. Для очистки металла от металлических и не металлических примесей.

Литье вертикальное – глубина 12м, слитки получают до 7м в длину.

Т – образные слитки – 8 слитков одновременно.

Индукционные печи – ИАТ, напряжением более 1000В, в печи имеется индуктивное и емкостное сопротивление.

 

Допуск к самостоятельной работе электролизника расплавленных солей

К профессии электролизника допускается лицо мужского пола, достигшее 18 лет, прошедшее ме­дицинское освидетельствование, вводный инструктаж, первичный инструктаж на рабочем месте, за­крепленное на 10 смен за инструктором производственного обучения (наставником) и обученное безо­пасным приемам работы. Сдавшее экзамены по ТБ и получившее II группу допуска по электробезопас­ности. После чего прошедшее курс обучения по специальности и смежной профессии стропальщика и водителя электрических машин и успешно сдавшее экзамен по всем трем дисциплинам и распоряже­нием начальника цех допущенное к самостоятельной работе.

 

Виды инструктажей по ТБ и сроки их проведения

1. Вводный инструктаж (при приеме на работу).

2. Первичный (непосредственно перед работой) с записью в личной книжке.

3. Плановый инструктаж – не реже 1 раза в 6 месяцев.

4. Внеплановый инструктаж (проводится в случае перерыва в работе более 30 календарных дней, перевод сроком на 1 месяц по производственной необходимости, изменение и дополнение каких-то пунктов в инструкции по ТБ, проработка приказов и распоряжений о несчастных случаях).

5. Внеочередная проверка знаний за грубое нарушение правил ТБ, которое привело или могло при­вести к несчастному случаю.

6. Годовая проверка знаний по ТБ по всем инструкциям и специальностям, комиссия возглавляе­мая начальником или заместителем начальника с приглашением лица ответственного за электрохозяйство. Экзамены оформляются протоколом и заносятся в личную книжку по ТБ.

Если человек не сдал с первого раза, то повторная сдача происходит в течение последующих 20 дней, в случае повторной не сдачи администрация в праве отстранить его от данной профессии.

 

Особые меры безопасности при транспортировке и переплавке

Подовых козлов

1. Большие подовые козлы порезаны на части не более 2,5 м, очищенные от льда, снега и обо­рота, который может отвалиться, должны складироваться на деревянные прокладки для зацепления.

2. Цеплять необходимо чалочными приспособлениями (исправными, пригодными к грузоподъёмно­сти).

3. Козлы транспортируются по широкой части корпуса.

4.Существует 2 способа зацепления козла: а) на удавку; б) за монтажное отверстие – отверстие в козле, фиксируется большим болтом.

5. Транспортировка в сопровождении стропальщика – не более 5 м от стропальщика до козла.

6. Запрещается проводка козлов над техникой с людьми, под людьми, над оборудованием.

7. При приближении крана с грузом уступать дорогу.

8. На ваннах с переплавкой козлов выставляются ограждения с плакатами.

9. Перед постановкой козла в расплав, его необходимо прогреть на борту не менее 12 часов с двух сторон, сухарями, не менее 2-х упоров.

10. Разовая переплавка не более 2-х козлов.

11. При установке козла в электролизёр запрещается касаться токоведущих частей анодного устройства, барабана и троса.

12. При опускании козла в расплав разрешается помощь крановщику жердью длиной не менее 4-х м, на­ходясь в стороне.

13. Ближе 6-ти м никого не должно быть.

 

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.

 

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

SiO2 Fe2O3 TiO2+V2O5+Cr2O5+MnO ZnO Na2O+K2O
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 (Na 2 O + K 2 O) 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:

rи – истинная плотность 3.4-4.0г/см3;

rн – насыпная плотность 0.8-1.0г/см3;

rу – 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.

 

Пена

Пена – это продукт угольной футеровки и анода. Основой анода являются крупные зерна нефтяного прокаленного кокса (до 15мм), а связью этого кокса является каменноугольный пек. У кокса скорость сгорания меньше, чем у пека и не догоревшие частицы кокса осыпаются в ванну, образуя пену.

Влияние пены на технологический ход электролизера.

Плотность:    пены – 2.03-2.05г/см3

                     Электролита – 2.08-2.1г/см3.

При нормальных условиях, когда электролит имеет нормальную температуру и КО=2.5, пена не смачивается электролитом и выталкивается наверх, частично догорая в огоньках кислородом воздуха:

2С+О2=2СО

Но существуют условия, при которых пена не отделяется, а поглощается – это высокие КО и температура процесса (пусковая ванна). Пена хорошо смачивается при этих условиях.

Частицы размером 10-100мкм, попав в электролит, назад не возвращаются, а поляризуются, и электролит получает добавочное напряжение, он начинает перегреваться.

 

Электролиты, требования и свойства

Требования, предъявляемые к электролиту:

1. В расплавленном состоянии электролит должен хорошо растворять в себе глинозем, например щелочные электролиты, растворяют в себе до 15% глинозема, полукислые 3-5%, кислые - около 3%.

Щелочные электролиты более электропроводны, так как в процессе передачи зарядов принимают участие ионы натрия. Все добавки понижают растворимость глинозема в электролите.

2. Температура плавления электролита при растворении глинозема не должна быть намного выше температуры плавления алюминия (6600С).

3. Плотность электролита должна быть меньше, чем у алюминия.

Плотность расплавленного металла 2.3 г/см3, а электролита 2.08-2.1г/см3.

4. Электролит должен быть достаточно жидкотекучим, что способствует легкому удалению анодных газов, быстрому выравниванию состава электролита по всему объему ванны и жидко текучесть способствует меньшему запутыванию корольков металла.

5. Электролит должен быть достаточно электропроводен, самые большие потери напряжения в электролите (около 1.6В). Для сравнения потери в металле в 15 тыс. раз меньше.

6. Электролит не должен быть гигроскопичным, не должен содержать большое количество влаги, так как повышается расход фтор солей. 

7. Все материалы, поступающие на электролиз должны иметь минимальное содержание примесей металлов, более электроположительных, чем алюминий, которые при электролизе разряжаются на катоде, опережая алюминий (на них дополнительно расходуется электроэнергия и ухудшается качество продукции).

8. Электролит не должен химически взаимодействовать с футеровкой электролизера.

Основной характеристикой промышленных электролитов является криолитовое отношение (КО):

Na3AlF6=3NaF*AlF3 (tпл=10100С)

КО=NaF/AlF3 – молярное отношение

КО – 2.5+0.15-0.05=2.45-2.65 – полукислые электролиты

 


Предел на заводе

КО=2.5 примерно соответствует избытку алюминия 8-10%.

На полукислых электролитах снижается растворимость глинозема, а значит, полукислые электролиты требуют более точные дозировки глинозема, а именно АПГ. Избыток фтористого алюминия ведет к снижению температуры процесса.

Существует золотое правило: при снижении температуры процесса на 100С – выход по току увеличивается на 3-4%.

На кислых электролитах пена хуже смачивается и лучше отделяется, но чем кислее электролит, тем выше его эл. сопротивление, а значит понижается электропроводность – возрастают затраты на электроэнергию. Но с увеличением избытка AlF3 в электролите, понижается его плотность (удельный вес), это положительно влияет на электролиз. Кроме того понижается растворимость алюминия в электролите и уменьшается обратный процесс.

 

электролиз


Обр. процесс
Al2O3+1.5C           2Al¯+1.5CO2­

 

При температурах:

10090С – формула электролита имеет вид Na3AlF6

690-7200C – Na5Al3F14 (КО»1.5)

при охлаждении электролита происходит его перекристаллизация, он превращается в Na5Al3F14, с выделением AlF3.

t0»690-7200C NaAlF4 (КО»1)

Основа промышленного электролита это криолит с тем или иным избытком AlF3:

КО>3 – щелочные электролиты

КО<3 – кислые электролиты

КО=3 – нейтральные электролиты

 

Анодный эффект

Причины возникновения: либо от холода, либо от голода.

АЭ возникает при снижении концентрации глинозема в электролите до 1.5-2% (рабочая концентрация 3-4%), а глинозем является поверхностно активным веществом и помогает электролиту смачивать поверхность анода и способствует выделению газа из-под анода.

При снижении концентрации до 1.5-2% смачиваемость уменьшается, образуя поверхностную пленку и газ не может оторваться, на нормальном электролизере пленка 0.2мм, а при АЭ она возрастает до 5-6мм, а плотномть тока увеличивается с 0.7А/см2 до 11.7А/см2.

Газовая пленка увеличивает сопротивление и напряжение возрастает до 25-40В

Вспышки бывают:

Тусклые – 12В и ниже

Средние – 12-25В

Ясные – 25В и выше.

Назначение вспышки:

Ясная – чтобы контролировать процесс электролиза

Средняя – информация к размышлению

Тусклая – ванна плохо работает, необходимо искать причину.

Положительные стороны АЭ:

1. на вспышках шлифуется подошва анода до зеркальной

2. после вспышки лучше отделяется пена, уменьшается вязкость

3. контроль за технологией.

Отрицательные стороны АЭ:

1. в целом теряется металла на вспышках до 15кг, повышается температура процесса, ванна работает не производительно

2. температура под анодом доходит до 10000С и идет испарение электролита

3. разложение фтор солей с выделением на аноде C2F6-1%, C2F4-30%

4. ухудшается экологическая обстановка, объем газов на вспышках возрастает на 30-31%

5. идет электролиз натрия, разряжаются ионы натрия, которые внедряясь в поры угольной футеровки уменьшают срок службы подины

6. увеличивается скорость сгорания анодов

7. расход жердей

8. резко возрастает расход электроэнергии

9. напрямую сгорает 2-3кг металла.

При холодном ходе ванны (не хватает тепла) происходит изменение состава электролита, в настыль уходит NaF и электролит холодной ванны закисает, теряется его уровень, растворимость глинозема в электролите резко снижается и практически он весь идет в осадок.

Способы гашения АЭ:

1. традиционный – деревянной рейкой

2. с помощью сжатого воздуха (вводится под анод)

3. замыканием анодного массива на металл.

 

Электротехника

 

IА=UВ/RОм

1А=1кул/сек

1В=1дж/кул – работа, равная по перемещению заряда в 1 кулон.

1е=1.6*10-19кул

 

 

 


Эл. ток – движение эл. зарядов в определенном направлении от более высокого потенциала к более низкому.

Проводники 1-го рода: металлы и углерод, носители заряда – свободные электроны. В процессе передачи эл. зарядов электроны не меняют своей сути ни химической не электрической.

Проводники 2-го рода: электролиты, растворы. Расплавы, носителями эл. зарядов являются сложные химические комплексы – ионы (положительные – катионы, отрицательные – анионы), которые в процессе передачи зарядов меняют и физическую и химическую суть.

Закон Ома: ток в электрической цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Ток, проходящий через проводник, совершает 3 действия:

1. Образует магнитное поле. В электролизе имеются и вертикальные и горизонтальные магнитные поля, которые влияют на зеркало металла.

2. Ток проходящий через проводник совершает работу по его нагреву, при этом выделяется тепло по закону Джоуля - Ленца:

Q=0.24*I2RT (кал)

В межполисном пространстве приход тепла 98,2 %. Применение шунтов-реостатов на пуске позволяет снизить выделение тепла в электролизёре, снижение тока до 52 кА.

Закон Фарадея:

mтеор=0.335(г/Ач)*I*T (г)

3. Электрохимическое действие тока (закон Фарадея): масса выделившегося вещества на одном из электролизёров при прохождении постоянного электрического тока прямо пропорциональна эл.хим. эквиваленту этого вещества, (для AI = 0,335), силе тока и времени его прохождения. Для того чтобы определить какую массу нарабатывает электролизер, существует понятие – выход по току:

 

hт=mпр/mтеор*100%

Выход по току – отношение массы практической к массе теоретической (закон Фарадея), выражается в %.

 

Состав электролита

Избыток фтористого алюминия на катоде понижает КО, снижает температуру плавления электролита, снижает вероятность разрядов ионов натрия на катоде, понижается плотность электролита, снижаются потери алюминия за счет его растворения. При КО=2.5 максимальный выход по току.

Повышение содержания глинозема в электролите приводит к уменьшению растворения алюминия следовательно увеличивается выход по току, однако увеличение концентрации глинозема больше 7-8% нежелательно, так как в концентрированных расплавах скорость растворения глинозема уменьшается и ведет к образованию осадков.

 

Отключение электролизера

1. Примерно 2 недели аноды переводят на огарки. Частично снимается крыша, утончается ее слой.

2. За 1.5-2 суток до отключения на ванне поднимается напряжение, отключают от АПГ, напряжение поднимают в зависимости от состояния бортовой футеровки. Очищается фланцевый лист. Задачи: максимально расплавить сырье, почистить подину.

Параллельно с этой работой ведется тщательная обдувка металлоконструкции. В назначенное время вскрываются узлы отключения, и делается их контрольная обдувка и группа контакщиков уже в корпусе, при них сливается электролит, анодный массив замыкается на металл, напряжение не более 1.5В, если это сделать не удается необходимо снизить ток серии до 100кА и в это время забиваются ножи, контакты зажимаются. После зажатия на ванне остается перепад напряжения 180-200мВ.

После этого металл сливается насухо, сначала ковшом, затем сливают вручную, не допуская больших подовых козлов. После слития металла анодная рама ставится в среднее положение, вызываются дежурные электрики, и отключается силовая проводка, снимаются укрытия, снимаются АПГ, балка-коллектор отсоединяется от стоек.

Затем монтажным краном отводится балка-коллектор в ЦКРЭ. Электролизеру дают остыть сутки, после чего с пристроек заливается шлангами вода для того, чтобы от кожуха отстала футеровка (заливают в течении 12ч), после этого сутки воде дают испариться, потом набрасываются решетки, загоняется трактор и начинает изыматься пушенка. После выборки пушенки делается контрольная зачистка катода и фланцевого листа. Ванна принимается в кап. ремонт если чисто на отм. «0».

Далее монтажным краном катод специальной траверсой вывозится (в сопровождении монтажников) в ЦКРЭ, где устанавливается на специальный железобетонный стенд, вдоль борта устанавливаются 2 мульды. Вырезается целиком лицевой борт и срезается фланцевый лист (предварительно снимаются контрфорсы). Загоняют экскаватор с большой пикой и начинают разбирать содержимое. Цокольная часть вывозится на свалку.

После очистки катодного кожуха собирается комиссия ОТК и определяется его пригодность.

Главные причины отключения ванны на капитальный ремонт:

1. Разрушение подовых секций или подовых швов и проникновение расплава к металлическим блюмсам с резким изменением динамики сортности металла.

2. Разрушение бортовой угольной футеровки (свыше 40%) и проникновение расплава к металлическому кожуху.

3. Деформация катодного кожуха, которая приводит к разрушению целостности всей угольной футеровки.

Срок службы электролизеров на заводе 48 месяцев.

 

Выход по энергии

hэ=0.335*hт*103/Uср (г/кВтч) (на заводе 68-70г/кВтч)

Выход по энергии – один из четырех энергетических параметров.

Выход по энергии – это количество грамм металла, наработанного одним кВтч эл.энергии.

hэ – это универсальный энергетический параметр, который учитывает работу электролизера с током и напряжением.

Uср=Uр+DUоко+DUаэ

4.560 4.2-4.4 0.28 0.030

Uср – напряжение учитывающее все потери, считается на 1 ванну;

DUоко – общецеховая катодная ошиновка;

Uр – рабочее напряжение;

DUаэ – рабочее напряжение за сутки на 1 электролизер.

Uр=DUао+DUш-ш+DUан+DUэлрг+DUкат+DUко

DUоко=I*Rош

Rош=r*l*m/(S*n) (Ом)

DUоко=I*r*l*m/(S*n)

l – длина шин, m – количество шин, S – поперечное сечение, r - удельное сопротивление для AL при 200С.

Чтобы уменьшить сопротивление ошиновки необходимо содержать в чистоте ошиновку (делать обдувку).

DUаэ=(Uвсп-Uр)*n*Т/1440=0.03В

Чтобы уменьшить DUаэ необходимо уменьшить частоту до допустимо минимальной величины.

 

 

Таблица расходов сырья и материалов на получение 1т AL

Материалы Расход Стоимость
Глинозем Криолит Фтористый алюминий CaF2 MgO Аноды Жердь Эл. энергия постоянного тока 1911кг/т 2кг/т 15-16кг/т 0.8кг/т - 583.5кг/т 0.68шт/т 14916кВт/т 250-330$/т 640$/т 640$/т 125$/т - 200$/т 5руб/шт 153руб за 1000кВт

Сода и фтористый натрий даются только для пусковых ванн.

 

Техническая характеристика секций АПГ

Параметры Ед.изм С175М2 С190 С175текмо С255(5-6к, ОПКЭ) С255,7-8к
Кол-во секций Емкость бункера Емкость дозатора Кол-во малых секций Вместимость бункера под ALF3 Кол-во пробойников Кол-во дозаторов шт м3 см3 шт м шт шт 2 1 600 - 0.35 4 4 2 1.2 600 2 0.6 6 6(5+1) 1 2.9 1400 - 0.32 4 5(4+1) 2 1.8 1300 - 0.65-6к, 0.24опкэ 4 5(4+1) 3 1 1300 - 0.33 6 7(6+1)

 

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



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2021-06-14; просмотров: 120; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.224.251.136 (0.18 с.)