Прессованные, но не обожженные электроды, называют “зелеными”. Их выдерживают не менее 24 ч па воздухе, что необходимо для снятия внутренних напряжении, возникающих в электродах в процессе прессования
Обжиг “зеленых” электродов состоит в их постепенном нагреве без доступа воздуха до 1300—C, выдержке при этой температуре и медленном охлаждении.
При обжиге происходит удаление летучих веществ и коксование связующего Образующийся кокс прочно связывает зерна твердых углеродистых материалов Электрод становится механически прочным, возрастают его электропроводность и истинная плотность.
Большая скорость подъема температуры при обжиге может вызывать образование трещин в электроде и его деформацию. Особенно медленным должен быть подъем температуры при нагреве изделий до 800º когда происходит удаление летучих веществ из связующего и его коксование. Охлаждение обожженных электродов должно быть также достаточно медленным, чтобы не произошло растрескивание электродов вследствие уменьшения их объема. Общая продолжительность обжига, включая нагрев и охлаждение электродов, составляет от 15 до 30 сут. Она зависит прежде всею от размеров обжигаемых изделий и для каждого вида изделии находится опытным путем.
Обжиг осуществляют в кольцевых многокамерных печах — закрытых или открытых, аналогичных печам для обжига огнеупорного кирпича Чисто камер в закрытой печи в зависимости от ее производительности составляет от 20 до 60. Каждая камера разделена вертикальными перегородками на пять кассет, в которые загружают обжигаемые электроды. Сверху камеры закрываются съемными сводами. Электроды нагреваются теплом топочных газов, которые движутся по каналам в перегородках и боковых стенках камер. В качестве топлива применяется природный газ и мазут.
На первоначальной стадии нагрева происходит размягчение электродов, что может привести к их деформации под действием собственного веса. Для предотвращения деформации обжиг проводят в пересыпке, состоящей из прока пенного кокса крупностью 1—5 мм. Пересыпку засыпают на подину камер, в пространство между электродами и стенками кассет, а также сверху на электроды.
В ряде случаев применяют графитированные электроды, например в качестве катодов в электролизерах для электролитического рафинирования алюминия.
Такие электроды получают из угольных электродов путем их нагрева до температуры порядка 2500 °С. При нагреве до такой температуры так называемый “аморфный” углерод превращается в кристаллический графит. Присутствующие в электроде минеральные примеси образуют карбиды, которые при высокой температуре диссоциируют, при этом кремнии, железо и другие металлы удаляются в парообразном состоянии.
В результате графитирования в 4—5 раз снижается электрическое сопротивление электродов, в 8—10 раз уменьшается содержание в них золы, возрастает пористость и истинная плотность н уменьшается механическая прочность
Графитирование осуществляют в электрических печах сопротивления, в которых рабочим сопротивлением являются сами графитированные электроды. Cилу тока при графитировании изменяют от нескольких тысяч ампер в начале процесса до 20 000 А и даже выше в конце графитации. Полная продолжительность графитирования, включая процессы загрузки и разгрузки, составляет примерно 180 ч.
3. КПВО (карта пошагового выполнения операции)
3.1 Отчерпывание электролита из электролизера в урны
Как известно, образующийся в процессе электролиза алюминий скапливается в шахте ванны под слоем электролита. Для поддержания нормального технологического режима и превращения алюминия в товарную продукцию его периодически извлекают (выливают) из электролизера. Современные электролизеры средней мощности нарабатывают в сутки 550—700 кг алюминия, а большой мощности—до 1200кг. В зависимости от принятой технологии и с учетом трудовых затрат выливку алюминия из ванн осуществлять по различным графикам. В отечественной промышленности наибольшее распространение получил график, предусматривающий выливку из ванн алюминия через двое суток; в отдельных случаях выливку ведут ежедневно.
Выливку металла из ванн осуществляют под разрежением специальными вакуумными ковшами, которые транспортируются при помощи электромостовых кранов или специальными самоходными машинами. К стальному корпусу вакуумного ковша, футерованному огнеупорным кирпичом, при помощи фланцевых соединений монтируются съемная заборная труба из чугуна.
На верхней крышке ковша имеется герметизированный люк для извлечения застывшего расплава при чистке ковша. С противоположной от заборной трубы стороны в корпусе ковша предусмотрено смотровое отверстие для наблюдения за ходом наполнения вакуум-ковша.
После монтажа футеровки вакуум-ковш тщательно просушивают, а перед началом выливки прогревают.
Для создания в ковше разрежения принимают различные схемы. Наибольшее распространение получили схемы централизованного создания вакуума в специально оборудованных высокопроизводительными вакуум-насосами отделениях электролизного цеха. В этом случае от вакуумных станций во все корпуса проводят трубопроводы, называемые вакуум-линиями. При помощи гибкого шланга вакуум-ковш подключают к такой линии и в него засасывается металл. Существуют схемы создания разрежения установленными на каждом ковше вихревыми насосами. Для этого применяют линии сжатого воздуха, имеющиеся в корпусах, а на вакуум-ковше устанавливают эжектор.
Выливку металла из электролизера осуществляют через пробиваемое в корке электролита отверстие — “летку”; место для выливки металла для каждого электролизера строго постоянно.
В этом месте форму настыли поддерживают в состоянии, позволяющем беспрепятственно выливать металл. Для уменьшения вероятности заплавления конца заборной трубы вакуум-ковша подину ванны в районе “летки” перед выливкой очищают от осадка.
Операции выливки металла выполняют в следующей последовательности:
К подготовленному для выливки электролизеру подвозят полностью смонтированный вакуум-ковш и его заборную трубу опускают под слой электролита на глубину не менее 100 мм. При этом внимательно следят, чтобы конец трубы не коснулся подины ванны. Затем уплотняют смотровое отверстие и одновременно подключают ковш к системе, создающей внутри него разрежение. За счет созданного в ковше разрежения металл всасывается в ковш. За поступлением в ковш металла следят через смотровое отверстие.
По мере уменьшения алюминия в электролизере на нем возрастает напряжение вследствие роста сопротивления увеличивающегося междуполюсного зазора. Поэтому одновременно с выливкой опускают анод с таким расчетом, чтобы напряжение все время не превышало нормального значения более чем на 0,2 В. Во время выливки внимательно следят за тем, чтобы анод опускался равномерно по всей шахте ванны. Не допускается зависание анода на корке электролита и касание его заборной трубы во избежание ее прогорания.
Количество вылитого металла из ванны определяют через смотровое окно по заполнению ковша, объем которого известен. Для более точного определения вылитого металла применяют специальные устройства, позволяющие взвешивать ковш по время выливки.
После окончания выливки “летку” и обрушившиеся места корки электролита заделывают глиноземом, на электролизере устанавливают нормальное рабочее напряжение. Вакуум-ковш с металлом транспортируют либо к месту переливки металла в литейные ковши открытого типа, либо в приемную печь литейного отделения.
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Разработка производственной программы
В условиях становления и развития рыночных отношений Комитетом Российской Федерации по металлургии, разработана концепция акционирования и приватизации предприятий металлургической промышленности, которая в качестве основы приватизации выдвинула решение следующих важнейших задач:
1. Сохранение оптимальных технологических связей, позволяющих эффективно использовать имеющийся в металлургическом комплексе производственный потенциал;
2. Создание и развитие конкурентной среды;
3. Привлечение финансовых средств для технического перевооружения предприятий.
В процессе реализации этих задач все предприятия металлургической промышленности (вне зависимости от масштабов производства и численности персонала должны быть отнесены к федеральной собственности и преобразованы в акционерные общества как объекты федеральной собственности. Закрепленные в собственность федеральных органов пакеты акций будут использованы для проведения единой государственной политики, направленной на формирование сбалансированности рыночного металлургического комплекса, на стабилизацию производства и создание условий для ускоренной интеграции в мировую экономику.
Обязательное государственное регулирование и непосредственное участие государства в деятельности металлургической промышленности подтверждается опытом развитых промышленных стран, где третья часть выпускаемой в этих странах стали производится компаниями, находящимися в государственной собственности.
Создание межгосударственных компаний в металлургической промышленности должно способствовать выходу из кризиса и, помимо разрешения имеющихся проблем, позволит обеспечить общий внутренний рынок отдельными дефицитными видами металлопродукции и сократить импорт их из третьих стран, а также успешно конкурировать на внешних рынках металлопродукции.