та, необходимо отключить серию.
Серию подключить снова, когда анод будет поставлен на подину или металл. Место прорыва забить подовой массой, затем в ванну залить электролит, анод поднять до нормального напряжения.
Прорыв жидкой анодной массы из анода.
Признаки нарушения:
Вытекания жидкой анодной массы на поверхности корки электролита, попадание ее в электролит, протекание через борт ванны на рефленки, в шинные каналы и на асфальтовое покрытие пола.
Причины, вызывающие нарушения:
Неосторожная забивка анодного штыря, забивка анодных штырей, подлежащих отбраковке, некачественная подготовка алюминиевой обечайки,
разрыв обечайки при перетяжке рамы, отслоение обечайки от конуса спекания при перетяжке анодной рамы.
Способы ликвидации нарушения:
Забивка места вытекания массы «кляпом» из бумаги или ткани, перекапывание поверхности анода напротив места вытекания, недопущение попадания массы на оголенную поверхность электролита, подсыпка глиноземом
рефленок и асфальтового пола для предотвращения прочного прилипания массы к их поверхности при остывании. При ликвидации прорыва тщательная очистка корки и электролита от попавшей анодной массы, постоянное наблюдение за местом ухода массы.
В алюминиевых электролизерах допускается переплавка твердого
алюминия в виде бракованных и недолитых чушек, обрезков слитков, заготовок и отходов производства катанки, проката, прессованной стружки и фольги, сплавов и
съемов из ковшей и миксеров, проливов, шлаков из литейного отделения, атакже «пушонки» и «козлов». Переплавка других видов твердого алюминия, в частности бракованных изделий, имеющих полости и каналы, не разрешается.
Материалы перед загрузкой в электролизер должны быть хорошо просушены и прогреты на борту электролизера или на корке электролита не менее 6 часов; «козлы» перед опусканием в расплав должны быть прогреты на борту электролизера или на корке электролита не менее 12 часов; «пушонки» в начале подсушивается тонким слоем на перекрытии шинных каналов в течение суток, а затем прогревается на корке электролита не менее 16 часов.
В послепусковой период работы электролизеров запрещается плавить «козлы» и «пущонку».
Переплавка твердого алюминия в электролизерах производится в следующих случаях:
- в послепусковой период работы электролизеров при снижении рабочего напряжения. Для ускорения вывода электролизеров на сортность переплавляемый твердый металл должен быть не ниже марки А5;
- на нормально работающих ваннах для восполнения металла, отобранного для заливки в пусковые электролизеры;
- при обслуживании электролизеров с нарушенным технологическим режимом («зажатие» электролизера, «горячий» ход, негаснущая «вспышка») для охлаждения электролизера и снижения температуры электролита.2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1Конструктивный расчетКонструктивный расчет выполняется для определения размеров
конструктивных элементов ванн, для этого необходимы следующие показатели: сила тока на ванне, анодная плотность тока. Анодную плотность тока принимаем 0,76 А/см2 , I=80 000 кА
2.1.1 На основании этих данных определяем размеры анода.
Sа= I/dа = -А/А*см2
где:
I – сила тока, А
dа – плотность тока, А/см2
Sа= 80000/0,76 = 105263 см2
Ва – ширина анодного массива принимаем 210-250 см, тогда длина анодного массива будет:
Lа= Sа/Ва = 105263/240 = 438 см
Высота анода На = hт+hж = (115-120)+(35-50) = 120+50 =170 см
2.1.2 Определяем внутренние размеры шахты ванны.
Внутренние размеры шахты ванны определяются исходя из размеров анодного массива и расстояния до боковой футеровки, которое составляет: по продольной стороне 55см, а по торцевой 50см.
Ширина шахты – Вш
Вш = Ва + 2 · 55 = 240 + 110 = 350 см = 3500 мм
Длина шахты – Lш
Lш = Lа + 2 · 50 = 438 + 100 = 538 см = 5380 мм
Глубина шахты – Нш
Нш = hме + hэл +hк = 32 + 16 + 10 =58 см
hк =8-10 см
2.1.3 Конструкция подины.
Число блоков. В настоящее время длина катодных блоков l = 600 – 2200мм, шириной b = 550 мм, высотой h = 400 мм.
Число блоков в ряду:
l = Lш/вб+4 = 538/55+4 = 538/59 = 9 шт
Определяем расстояние между катодными и боковыми блоками в торцах шахты:
l = Lш-(вб*nб+(nб-1)*4)/2 = 538-(55*9+(9-1)*4)/2 = 5,5 см
2.1.4 Определяем внутренние размеры катодного кожуха.
Lкож = Lш+2*(200+hтепл) =
Вкож = Вш+2*(200+hтепл) =
Lкож = 5380+2*(200+35) = 5850 мм
Вкож = 3500+2*(200+35) = 3970 мм
Нn = Нш+Нб+30+(5*65)+50
где:
Нш – шахта
Нб – блок
30 – угольная засыпка
(5*65) – пять рядов кирпичей
50 – шамотная засыпка
Нn = 580+400+30+(5*65)+50 = 1385 мм
2.
2 Материальный расчетПроводится для определения производительности электролизера и расхода сырья на производство алюминия. Исходными данными является сила тока, выход по току и расходные нормы по сырьевым материалам и анодной массе.
Расходные нормы:
1. AI2O3 - 1,929 т
2. Анодная масса -0,496 т
3. Фторсоли - 0,021 т
4. Криолит - 0,031 т
5. Выход по току - 90%
2.2.1 Приходная часть
Производительность электролизера определяется по формуле
Рм = I*c*η*10-3
где:
I – сила тока, А;
с – электрохимический эквивалент, равный 0,3354 г/А-ч
η – выход по току доли единицы
Рм = 80000*0,3354*0,9*10-3 = 24,1 кг/г
Определяем приход материалов в ванну
Р AI2O3 = Р AI * Рг = 24,1 * 1,929 = 46,489 кг
РАНОД = Р AI * Ра = 24,1 * 0,496 = 11,953 кг
РФТОР = Р AI * РФ = 24,1 · 0,052 = 1,25 кг
Ра, Рг, Рф – расход глинозема, анодной массы, фтористых солей в кг/кг алюминия.
В процессе работы в электролизере нарабатывается Al, выделяются анодные газы сгорает анод и расходуются фториды.
2.2.2 Расход материалов. Алюминий. Количество полученного алюминия определяется производительностью электролизера РAl кг/ч.
Анодные газы количество СО и СО2 в моль/г определяется из уравнений.
МCO = NCO/2-NCO* РAl/18 = 0,2/2-0,2* 24,1/18 = 0,149 моль/г
МCO2 = NCO2/1+NCO2* РAl/18 = 0,8/1+0,8* 24,1/18 = 0,595 моль/г.
где:
NCO и NCO2 – мольные доли СО СО2 в анодных газах соответственно
NCO = 0,4 и NCO2 = 0,6.
Весовое количество СО и СО2
РСО = МСО * 28
РСО = 0,149 * 28 = 4,172 кг
РСО2 = МСО2 * 44
РСО2 = 0.595 * 44 = 26,18 кг
где:
28 и 44 – молекулярные массы СО и СО2
Потери глинозема в виде пыли и механические потери принимаются как разность между приходом глинозема в электролизере Рт и теоретическим расходом глинозема РAl2O3 (теор.).
ΔРAl2O3 = РAl2O3-РAl2O3(теор.) = 46,489-45,549 = 0,94 кг
РAl2O3(теор.) = 1,89-РAl2O3 = 1,89-24,1 = 45,549
Потери фторсолей принимаются равными приходу фторсолей 7,977 кг. Потери углерода, определяются как разность между приходом Ра и количеством израсходованного с газами углерода Рс
Рс = Ра-Ра = 11,953-8,928 = 3,025
Ро = (Мсо+Мсо2)*12 = (0,149+0,595)*12 = 8,928
Таблица.6 Материального баланса
Приход | Кг/г | % | Расход | Кг/г | % |
Глинозем | 46,489 | Алюминий | 24,1 | ||
Фторсоли | 1,25 | Анодные газы СО СО2 | 4,172 26,18 | ||
Анодная масса (обожженные аноды) | 11,953 | Потери Al2O3, фторсолей, анодной массы (обожженные аноды) | 0,94 1,25 3,025 | ||
Итого | 59,692 | 100% | Итого | 59,667 | 100% |
2.
3 Электрический расчетЦель: определение конструктивных размеров ошиновки, определение падения напряжения на всех участках цепи, составление баланса напряжений. Определение рабочего греющего и среднего напряжения. Определение выхода по энергии и удельного расхода по электроэнергии.
dAl = 0,415 А/мм2 dFe = 0,18 А/мм2 dCu = 0,7 А/мм2
41,5А/см2 18 А/см2 70 А/см2
2.3.1 Определяем падение напряжения в анодном устройстве.