На головну

Анодчік у виробництві алюмінію | Знання з електротехніки | Rош - опір ошиновки. | Відомості по електрохімії | Використовувані при електролізі алюмінію | У нормальному режимі | Причини. Методи запобігання та усунення | Попадання анодної маси під анод. | Коксування електроліту, карбідоутворення. | Затискання »електролізера. |

Електролізних ванн.

  1. Обмеження і перерви в постачанні електроенергії електролізних серій.
  2. Продуктивність ванн.

Загальна характеристика електролізерів для алюмінію.

Класифікація електролізерів.

Агрегат для отримання алюмінію електролізом кріоліт-глиноземного розплаву носить назву електролізера. На практиці електролізер часто називають електролізними або алюмінієвими ваннами. Алюмінієвий електролізер будь-якої конструкції і потужності містить анодна і катодного пристрою, катодний і анодний ошиновки, опорні металоконструкції, а також систему уловлювання і відведення анодних газів.

Сучасні алюмінієві електролізер можна класифікувати по влаштуванню анода, конструкції анодного токоподвода, по потужності і способу пристрою катодного кожуха наступним чином:

1) по влаштуванню анода: на електролізер з обпаленими анодами і електролізер з одним самообжігающіміся безперервним анодом;

2) по конструкції анодного токоподвода: на електролізер з боковим анодним струмопідведення і електролізер з верхнім (вертикальним) анодним струмопідведення;

3) по потужності: на електролізер малої потужності - на силу струму 30 - 40 кА, електролізер середньої потужності - на силу струму 50 - 80 кА і електролізер великої потужності - на силу струму 100 - 150 кА. Електролізер на силу струму 250 кА і більш слід віднести до групи надпотужних.

4) за способом пристрою катодного кожуха електролізер класифікуються на електролізер з катодних кожухом з днищем і з катодних кожухом без днища.

Найбільш широке поширення в алюмінієвій промисловості з 1959 р знайшли електролізер великої потужності з самообжігающіміся анодом і з верхнім струмопідведення (рис. 1). Катодне пристрій таких електролізерів має катодний кожух, як з днищем, так і без днища.

Основні переваги електролізерів з верхнім струмопідведення - простота конструкції і можливість максимальної механізації обслуговування. Однак ці електролізер мають такі недоліки: досить висока витрата електроенергії і анодної маси на тонну алюмінію; недостатня ефективність дзвонового газоотсоса; менший термін служби і найгірша сортність видається алюмінію в порівнянні з електролізерів середньої потужності.

 
 

Мал. 1. електролізер з самообжігающіміся анодом і з верхнім струмопідведення:

1 - вогнетривку цеглу катодного пристрою; 2 - подина з вуглецевого матеріалу; 3 - рідкий алюміній; 4 - бічна футеровка катодного пристрою; 5 - катодний кожух; 6 - електроліт; 7 - кірка електроліту; 8 - глинозем; 9 - газосборний дзвін; 10 - вугільний анод; 11 - конус спікання; 12 - рідка анодна маса; 13 - анодний кожух; 14 - анодні штирі; 15 - анодні шини; 16 - анодна рама; 17 - домкрати; 18 - катодні стрижні; 19 - шинопровід.

Технічна характеристика електролізерів

 № п / п  Параметри і показники  Од. вим.  Тип електролізера
 З-2Корпус № 4  З-3Корпус № 3  З-8БКорпус № 1,2,8  З-8БМКорпус № 5,6,7
 Проектна сила струму  кА
 Анодна щільність струму  А / см2  0,701  0,701  0,649  0,626
 Анод: ДлінаШірінаПлощадь  ммммм2  18,82  18,82  23,10  23,94
 Число анодних штирів  шт
 Розміри штирейДлінаМінімальний діаметр конічної частіДіаметр конічної частини  мммммм        
 Швидкість переміщення анода і сорочки анода  мм / хв        22,4
 Розрахункова вантажопідйомність основного механізму  тн        
 Розрахункова вантажопідйомність допоміжного механізму  тн        
 Висота кожуха анода  мм
 Кількість секцій газозбірного дзвони  шт
 кількість пальників  шт
 Кількість тимчасових затискачів при перетягуванні анодної рами або кількість штирів, на які надягають захватні пристрої на перетяжки анодної рами  шт        
 Катод: Внутрішні розміри катодного кожуха: ДлінаШіріна  мммм        
 Габарити шахти: ДлінаШірінаГлубіна  мммммм        
 Відстань від анода до торцевої стінки  мм
 Відстань від анода до поздовжньої стінки  мм
 Кількість катодних блоків  шт
 Розміри катодних блоковКороткіеДлінние  мммм        

конструкція електролізерів

Електролізер складається з трьох частин:

1. Анодное пристрій;

2. Катодне пристрої;

3. Ошиновка.

Анодное пристрій електролізера з верхнім струмопідведення:

Електролізери мають один безперервний самообжігающіміся анод. У спеціальній літературі цей тип анода часто називають анодом Cодерберга.

Вугільний анод 10 електролізера з верхнім струмопідведення (див. рис. 1) укладений всередині кожуха (або сорочки) 13, звареного з сталевого листа. Зовні кожух анода забезпечений сталевими вертикальними ребрами для збільшення жорсткості і поліпшення умов тепловіддачі. Верхня частина кожуха кріпиться до рами 16; до нижньої частини кожуха прикріплений чавунний газосборний дзвін 9, що охоплює анод по всьому периметру. Для відсмоктування газів з-під дзвони до нього приєднані в торцях анода два чавунних патрубка, за якими гази направляються в пальники для спалювання містяться в газах оксиду вуглецю і смолистих речовин.

Анодний кожух заповнений анодної масою, що завантажується зазвичай у вигляді дрібних брикетів; кожух з анодної рамою спираються на П-подібні стійки або спеціальні колони, встановлені між торцями сусідніх електролізерів.

Підведення струму до анода здійснюється по вертикально встановленим в тілі анода сталевим штирів 14, які під'єднані до анодним шинам 15 зажимами, які охоплюють тіло штиря. Анодні штирі є і струмопровідними, і грузонесущим елементами. За рахунок хорошого зчеплення обпаленої частини анода зі штирем тіло анода знаходиться в підвішеному положенні.

На електролізерах типу С-2 і С-3 застосовуються циліндричні штирі з мідної сорочкою, на електролізерах типу С-8Б і С-8БМ - складові, сталеалюміневимі. Затиск сталеалюміневимі штиря до анодної шини здійснюється за рахунок повороту штангою ексцентрика, який тисне на притискну колодку. Сталемедний штир притискається до струмоведучих шині за допомогою притискної колодки і притискного гвинта.

Механізм переміщення анода:

Механізм переміщення анода складається з двох механізмів: основного і допоміжного. Основний механізм призначений для регулювання положення анода і підйому анодної рами, а допоміжний для підйому анодного кожуха з газозбірних дзвоном і підтримування анода в незмінному положенні при підйомі рами. При роботі основного механізму анод опускається і піднімається разом з кожухом. Опускати анодний кожух щодо анода забороняється.

Катодне пристрій електролізера.

Просочення футерування фтористими солями, термічний вплив і фізико-хімічні перетворення в матеріалах катода в процесі роботи електролізера створюють значні зусилля (до 300 тс), які викликають деформацію подини і руйнування футеровки. Для забезпечення необхідної механічної міцності катодного пристрій виконаний з металевого теплоізольованого кожуха жорсткої конструкції, футерованого зсередини вугільними подовими і бортовими блоками.

По пристрою кожуха розрізняють два види катодного пристрою: з кожухом з залізобетонним днищем (ж / б) і з кожухом з металевим днищем. Кожух з металевим днищем виконаний у вигляді короба, звареного із сталевих листів товщиною 10 - 20 мм. На днище кожуха засипається шамотна крупка, на якій покладені 5 - 6 рядів цегли: нижні ряди з діатомового, верхні ряди - з шамотного. З боків кожух має вугільну футеровку. Зовні катодного кожуха для збільшення його міцності приварені горизонтальні пояси жорсткості, виготовлені з швелерів або двотаврових балок.

Кожух встановлений на поздовжні і поперечні двотаврові балки, які змонтовані на бетонних стійках або колонах, встановлених на першому поверсі корпусу. Для додання кожуха необхідної міцності з бічних сторін його зміцнюють сталевими вертикальними балками контрфорсами, які кріпляться до кожуха за допомогою шпильок. Один кінець шпильки вставлений в отвір стійки і закріплений гайкою, інший кінець прикріплений до днища кожуха. Нижні кінці стійок Распертов залізобетонної балкою, яка перешкоджає повороту стійок під дією зусиль, що викликаються деформацією кожуха. Обв'язка кожуха контрфорсами виконана з таким інтервалом, щоб між контрфорсами знаходилися два катодних стрижня.

Застосування кожухів з металевими днищами доцільно для електролізерів великої потужності, так як такі кожухи міцні, дозволяють збільшити раціональний відведення тепла від електролізера і інтенсифікувати процес електролізу.

Кожух з ж / б днищем виконується у вигляді рамної конструкції звареної зі сталевих балок і листа. Потужні горизонтальні пояси жорсткості (балки № 55-60) забезпечують необхідну міцність катода.

Збірно-блокова конструкція з / б днища виконується з жаротривкого залізобетону. Ж / б плити встановлюють на фундамент так, щоб між ними і фундаментом залишався повітряний зазор, що забезпечує циркуляцію повітря під днищем. Днище кріплять до кожуха анкерними болтами.

Застосування кожуха з таким днищем дозволяє спростити і здешевити монтаж демонтаж ванни, збільшити термін служби електролізерів, поліпшити сортність випускається алюмінію, а також зменшити витрати металу на виготовлення кожуха.

Катодне пристрій з ж / б днищем має цоколь з декількох рядів діатомового і шамотного цегли, що гарантує високу ступінь теплоізоляції подини.

В іншому пристрій електролізера з ж / б днищем принципово не відрізняється від електролізера з металевим днищем.

Монтаж електролізерів.

Електролізер великої потужності - це складний і дорогий агрегат. Тривалість роботи електролізера від пуску до відключення на капітальний ремонт називають терміном служби. Цей термін залежить від конструкції катода, якості матеріалів, що застосовуються для його футерування, а також від якості виконання монтажних робіт, випалу, пуску та експлуатації. Термін служби електролізерів великої потужності менше, ніж електролізерів середньої потужності, які працюють в менш напруженому енергетичному режимі, і становить 42 - 48 міс.

Монтаж електролізерів з ж / б днищем складніший, ніж з металевим днищем, і складається з таких послідовних операцій: установки з / б елементів, кладки цоколя, установки і вивірки катодного кожуха, кладки всередині катодного кожуха, укладання глиноземний подушки під подові блоки, установки подових секцій, кладки бровки, установки бічних блоків набійки швів подини.

Монтаж електролізерів з катодних кожухом з металевим днищем починається відразу з операції установки катодного кожуха, попередньо зафутерованного на складальному стенді. Збірка подових секцій організовується на заводі завчасно, до монтажу електролізера.

При монтажі ванн відділ технічного контролю заводу встановлює суворий і систематичний контроль за виконанням кожної операції відповідно до інструкції по монтажу і капітального ремонту алюмінієвих елекролізёров і СТП "Оцінка якості ремонту електролізерів". На виконані роботи по кожній операції складається акт із зазначенням оцінки (добре, задовільно). Всі помічені відхилення від інструкції і СТП усуваються і виправляються, про що в акті і паспорті на електролізну ванну робиться відповідний запис.

Установка фундаменту.

Спорудження фундаменту під електролізер - важлива операція, оскільки маса катодного і анодного пристроїв, наприклад електролізерів двоповерхових корпусів, становить близько 200т.

Катодне пристрій електролізерів з днищем встановлюється на фундамент, який складається з П-подібних залізобетонних балок-опор змінного перерізу.

Кладка цоколя.

Перед кладкою цоколя внутрішня поверхня днища електролізера вирівнюють шаром шамотної порошку товщиною 20 - 30 мм. Цоколь кладуть з діатомового і шамотного цегли з обов'язковою перев'язкою швів по горизонталі і перекриттям швів по вертикалі. З діатомового цегли кладуть нижні теплоізоляційні шари цоколя, з шамотної цегли - верхні вогнетривкі. Вінець (периферію) цоколя і верхні ряди виконують на розчині, центральну частину теплоізоляції цоколя з Діатомеї - «насухо» із заповненням швів глиноземом.

У зимовий час для поліпшення якості кладки цоколя роботу ведуть в встановлюваних над ванною тепляках.

Газозбірний дзвін.

Утворені в процесі електролізу гази містять шкідливі для здоров'я компоненти: чадний газ (СО), вуглекислий газ, смолисті речовини, пари фтористих солей.

Для уловлювання цінних складових з газів, що відходять існує система їх збору і відводу - церковний газосборнік. Він збирається з окремих чавунних секцій і підвішується на пояс сорочки з використанням листового азбесту. Секції з'єднані між собою за допомогою пальців і клинів, стики секцій ущільнені листовим азбестом і закладені спеціальною пастою. Нижня частина дзвони герметизується глиноземом.

Зібраний газ через пальниковий пристрій надходить на газоочистку.

Система очищення газів.

Евакуація газів, що відходять здійснюється шляхом організованого відсмоктування від пальників через газоходи (знаходяться на позначці нуль), через колектора, електрофільтри, димососним, через пінні апарати в димову трубу.

Вловлена ??пил у вигляді шламів надходить на подальшу переробку. Після електрофільтрів надходить в пінні апарати, де піддається мокрій очистці. Також останнім часом застосовують сухе очищення, засновану на здатності деяких речовин вловлювати фтор-складові газу. Такою речовиною є глинозем. Після сухої очистки глинозем насичений фтористий сполуками повертається в електроліз.

Електроізоляція електролізерів.

У електролізерів з верхнім струмопідведення повинні бути ізольовані:

1. домкрати основного механізму підйому від катодного кожуха. При установці домкратів основного механізму підйому на спец-опори домкрати ізолюються від цих опор, а опори ізолюються від землі;

2. домкрати допоміжного механізму підйому від анодного кожуха;

3. катодний кожух від фундаменту або від опорних будівельних конструкцій.

Пакети шин цехової ошиновки повинні бути ізольовані від будівельних конструкцій.

Висновки шинопроводов (стояків) з корпусу повинні бути огороджені дерев'яними щитами або цегляною кладкою на висоту не менше 3,5 м.

В процесі експлуатації електролізерів повинна перевірятися ізоляція від потенціалу «земля»:

1. металевих кришок, люків;

2. металевих пристроїв припливної вентиляції, розташованих у підлозі;

3. усіх трубопроводів, кронштейнів та інших металоконструкцій, розташованих в межах корпусу на висоті до 3,5 м від рівня підлоги;

4. стін (внутрішні поверхні) на висоті до 3 м, і колон на висоті до 3,5 м від рівня підлоги;

5. перекриттів шинних каналів і підлог біля електролізерів.

Опір ізоляції перерахованих вище пристроїв і конструктивних елементів корпусу електролізу повинно бути не нижче 0,5 МОм.

Металеві трубопроводи, прокладені вздовж корпусу повинні мати ізоляційні вставки - розриви по довжині через 40 м.

Газоотсосние патрубки у електролізерів повинні бути ізольовані від магістральних газоотсосних трубопроводів.

Мостові крани в корпусах електролізу повинні мати ізоляцію, що виключає з'єднання ошиновки і частин електролізерів, які перебувають під напругою, з землею через гак або трос крана.

Число ступенів ізоляції гака або вантажозахоплювального пристрою від землі повинно бути не менше трьох.

Сходинки ізоляції гака:

1. гак ізольований від механізму підйому;

2. механізм підйому ізольований від візка;

3. візок ізольована від ферми моста.

Сходинки ізоляції штанги:

1. головки штанги ізольовані від штанги;

2. штанга ізольована від візка;

3. візок ізольована від ферми моста.

Ізоляція шляхів візки не є надійною, тому троса можуть бути заземлені. Якщо взятися за троса, стоячи на РІФЛЕНКА або ванні, то може вразити електричним струмом. У цьому випадку напруга може досягти 800 В.

Категорично забороняється торкатися до вантажопідйомним тросах вище гаків.

Контроль електроізоляції ступенів повинен проводитися за затвердженим начальником цеху графіком, але не рідше 1 разу на добу, експлуатаційним персоналом чергової служби із записом в журналі з перевірки ізоляції і з відміткою дати і величини ізоляції безпосередньо на продзвонювати вузлах крана.

Найменша допустима величина ізоляції сходами повинна бути 1,5 МОм. При виявленні опору ізоляції нижче 1,5 МОм на щаблях чергові електрики мають право на зупинку крана, і зажадати від кранівника негайної обдування і перегляду вузлів ізоляції з подальшим повторним контролем.

При безрезультатні спроби відновлення необхідної величини ступені ізоляції черговий електрик зобов'язаний заборонити подальшу роботу крана з негайним повідомленням майстра корпусу і чергового електромеханіка.

При зупинці крана на ремонт черговий персонал зобов'язаний перевірити стан ізоляції всіх ступенів по ланках і дати результати вимірів в письмовому вигляді майстру по ремонту кранів.

Опір кожного ступеня ізоляції після монтажу, знову виготовленого або капітально відремонтованого крана повинно бути не менше 10 МОм.

В аварійних випадках при пробої ступенів ізоляції в момент виконання робіт краном на ванні, при неможливості підняття штанги або гак (розмикання «землі» на серію), необхідно через майстра або старшого майстра корпусу дати заявку на КПП на відключення серії.

Причини відключення електролізерів на капітальний ремонт.

1. закінчився термін експлуатації (42 місяці).

2. Аварійне відключення - руйнування подини, і т. Д.

3. Морально застарілий.

Принципова схема отримання алюмінію.

Розглянемо принципову схему отримання алюмінію:

 
 

 



Обладнання цеху електролізу | Особливості пуску і приведення ванн в нормальний технологічний режим роботи
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати