Нарушение горизонта анодного массива, проскользнувшие аноды

Нарушения на «подошве» анодов

Под данным нарушением понимается образование на рабочей поверхности анодов локальных участков на которых МПР значительно ниже.

Э то нарушение чрезвычайно опасно, так как приводит к стремительной потере выхода по току на электролизере (1 нарушение на электролизер в месяц приводит к снижению выхода по току на 1,5 %) за счет следующих причин:

− Интенсивное протекание обратной реакции, вызванное локальным разогревом расплава возле нарушения за счет протекания большого тока из-за уменьшенного электрического сопротивления (меньшее МПР).

− Локальная утечка тока при контакте нарушения на аноде (конусов, неровностей, отставаний) с поверхностью металла

Классификация нарушений на «подошве» анодов

По своему внешнему виду нарушения на подошве анодов можно условно разделить на несколько типов:

Конус – выступ на подошве анодов цилиндрической или конической формы 3-10 см в диаметре у основания

КОНУСА

Отставание – выступы прямоугольной формы или неровность, занимающая до 50-60% площади анода

ОТСТАВАНИЯ

«Перекал» - нарушение неправильной формы (шар, гриб и т.п.)

Причины образования нарушений на «подошве» анодов

− неправильная установка анодов при замене (как ниже, так и выше целевого положения).

− некачественная очистка лузы при замене.

− большое количество осадка, замыкание на настыль или корж.

− угольная пена (качество анода, поддержание укрытия анодного массива, содержание углерода в укрывном материале).

Задача обслуживающего персонала оперативно определить и устранить истинную причину «шума», МГД-нестабильности.

К действию «B12.1 Подготовить и рационально разместить в рабочей зоне необходимый технологический инструмент, необходимые ГЗП в соответствии с заданием, требованиями нормативной документации, ИОТ».

Для проведения операции «Устранение отклонений на анодном массиве» используются следующие оборудование и инструменты:

Технологический кран – для разрушения электролитной корки и извлечения /при необходимости/ огарка.

Крючок - для извлечения кусков электролитной корки.

Шумовка – для очистки электролита от пены, оплескивания анода.

Противень – для снятия пены.

Клещи – для извлечения оборванных блоков анодов

Лом – для разрушения электролитной корки, срубки неровности на подошве анода.

Кочерга (малая, большая) – для проверки и сдирания неровности на подошве анода.

Скребок – для подтягивания осадка.

Щётка – для зачистки ошиновки.

Приспособление для нанесения рисок на штанге анода.

Крючок для измерения погружения анодов в электролит.

Лопата – для очистки сырья с огарка, фланцевого листа, заделки торцевых щелей анодов.

Метла – для очистки фланцевого листа.

Перед началом операции необходимо:

Получить задание у мастера ОПУ на устранение отклонений на анодном массиве.

Выбрать необходимый инструмент и проверить его исправность визуальным осмотром.

Запрещается работать неисправным инструментом.

К действию «B12.2 Устранить неровности на подошве анода в соответствии с заданием, требованиями нормативной документации, ИОТ».

Неровности на анодах

Внешние признаки:

• наличие визуально определяемых анодов с покраснениями ниппелей;

• наличие анодов с большой токовой нагрузкой;

• наличие визуально определяемых неровностей на подошве извлеченных анодов.

Причины:

• запененность электролита;

• низкое МПР;

• некачественная подготовка лузы перед установкой анодов.

Возможные последствия:

Нестабильное напряжение, высокий шум, МГД-нестабильность, снижение выхода по току, горячий ход, обрыв анодов.

Основные действия по устранению неровности на подошве анода:

После получения задания у мастера ОПУ на проверку подошвы перегруженных анодов, переключается режим работы подъёма анодного массива в «Ручной».

При неустойчивом рабочем напряжении анодный массив выкручивается до минимального напряжения при котором шумы снизятся до 50 и менее мВ. Регулировка напряжения производится по 15-20мВ за один приём с перерывом 10-15минут.

Замеряется уровень электролита (при слабом уровне восполняется до 18см).

Осматривается положение рисок на штангах относительно верхней грани анодной ошиновки.

Замеряется токораспределение по анодам и отмечаются перегруженные.

Необходимо также визуально проконтролировать все ниппеля анододержателей. Покрасневшие ниппеля являются следствием повышенной токовой нагрузки на анод, в том числе и из-за неровностей.

П еред началом выполнения операции инструмент должен быть уложен рабочей частью на периферию электролизера и прогрет в течение 10 минут. ЗАПРЕЩАЕТСЯ РАБОТАТЬ НЕ ПРОГРЕТЫМ ИНСТРУМЕНТОМ.

Для исключения попадания сырья в расплав во время извлечения огарка при помощи крана, сырье необходимо сгарнуть на периферию и растянуть из зоны извлечения огарка к соседним анодам

Произвести обрубку периферии зоны меняемых анодов, по проекции анодов. Гарнисаж должен быть обрублен

П утем погружения кочерги в расплав, под анод, проверяется подошва анода на наличие неровностей ("конусов", "отставаний", "козырьков"). При обнаружении неровности, необходимо попытаться удалить ее при помощи кочерги.

При невозможности удалить неровность кочергой, необходимо извлечь огарок и попытаться сбить (срубить) неровность.

Если невозможно ликвидировать отставания на подошве анода, то необходимо замерить высоту огарка. Сообщить бригадиру о необходимости замены огарка с указанием требуемой высоты.

Перед извлечением (заменой) анода с неровностями необходимо проверить тех. параметры электролизера:

1.Напряжение рабочее = напряжению целевому + 60 мВ;

2. Уровень электролита не менее 17см.;

3. МГД – нестабильность должна отсутствовать.

В случае выявления, какого либо отклонения сообщить бригадиру для устранения данного отклонения.

При отсутствии отклонений нажать кнопку «Замена».

К действию «B12.3 Ликвидировать обрыв или расслоение анода в соответствии с заданием, требованиями нормативной документации, ИОТ».

При установке анод подвергается мощному тепловому воздействию (термошоку, термоудару), так как разница температур анода и электролита составляет примерно 950˚С. В результате термошока возможно образование трех видов трещин – угловые, горизонтальные и вертикальные.

Образовавшиеся куски анода попадают в электролит, что создаёт серьёзные проблемы для электролиза. Особенно опасны обрывы части анода по горизонтальным трещинам. Это приводит к расслоению и выходу из строя всего анода, к замыканию МПР, а удаление требует больших трудозатрат.

Предварительный подогрев анода над электролитом смягчает термоудар.

Важную роль в образовании трещин возле крайних ниппелей играет длина кронштейна. Чем он длиннее, тем большее разрывное усилие возникает в зоне крайних ниппелей в результате теплового расширения. Поэтому перешли с длинных 4-х на более короткие 3-ниппельные кронштейны.

Обрыв, расслоение анодов

Внешние признаки: наличие визуально определяемых анодов, на которых угольный блок не имеет механической связи с анододержателем.

Причины:

• механическое разрушение соединения ниппель-блок;

• термическое разрушение (расплавление) чугунной заливки ниппель-блок.

Может возникнуть при повышении температуры чугуна выше температуры плавления при большой токовой нагрузке на анод и (или) большого сопротивления в контакте ниппель-блок, «Переутепление» анода укрывным материалом увеличивает вероятность термического разрушения заливки.

Наличие одновременно на одном электролизере трех и более анодов с признаками обрыва является технологическим расстройством.

Возможные последствия: аварийное отключение нагрузки на серии, горячий ход, прорыв расплава в борт и через угольную футеровку подины.

Основные действия по ликвидации обрыва или расслоения анода:

После получения задания у мастера ОПУ на устранение обрыва, расслоения анодного блока, с указанием номера электролизера и анодного блока, на БУ электролизером необходимо проверить соответствие U рабочего U уставочному. О выявленных отклонениях сообщить мастеру ОПУ. При отсутствии отклонений, нажать кнопку "ЗАМЕНА" до загорания световой индикации.

Извлечь штангу анода. Установить ее в кассету и закрыть предохранительную защелку

Извлечь соседний анод. Установить его в кассету и закрыть предохранительную защелку

При помощи клещей извлечь и убрать расслоенный анодный блок в специальную мульду для огарков.

Установить соседний анод на электролизер, на место аварийного анода установить либо огарок такой же высоты, либо новый анод.

К действию «B12.4 Устранить перекос анодного массива в соответствии с заданием, требованиями нормативной документации, ИОТ».

Перекос анодного массива

Внешние признаки:

Разное значение линеек, расположенных по торцам на анодной раме

На БУ показание высоких шумов (более 50), МГД-нестабильность

Причины:

Отклонения в работе одного из основных механизмов подъёма

Отставание сгорания подошвы анодов в торце из-за наличия на подине большого коржа, осадка т.е. перераспределения токовой нагрузки по анодному массиву

Возможные последствия:

Усиление волнения расплава, повышение температуры электролита с последующим выходом на горячий ход

Основные действия по устранению перекоса анодного массива:

После получения задания у мастера ОПУ на проверку перекоса анодного массива, с указанием номера электролизера, необходимо визуально определить положение рисок на штангах анодов, относительно верхней грани анодной ошиновки. Проскользнувшие аноды, с помощью технологического крана, выставить в горизонт.

Затем сравнить показания указателей хода анодной ошиновки по линейкам с обоих сторон.

Для проверки работы механизмов подъема анодов произвести кратковременное "поднятие" анодного массива. Общий интервал времени поднятия анодного массива не должен превышать 10 секунд. При асинхронной работе домкратов, наличии шумов, скрежета и гула сообщить мастеру ОПУ по телефону. Дождаться прибытия слесаря механослужбы "ЭП-Сервис"

При помощи щупа произвести замер погружения торцевых анодов в электролит. Глубина погружения определяется по намерзшему на щуп электролиту.

При разнице погружения одного из торцов, произвести необходимое выравнивание анодного массива с блока управления при помощи кнопок "вира", "майна".

При помощи щупа обязательно убедится, что выравнивание произведено правильно. При обнаружении перекрестного перекоса вызвать ремонтный персонал.

Через 2 часа на БУ проверить соответствие рабочего напряжения уставочному (с учетом добавки). Произвести замер токораспределения по анодам.

Доложить мастеру ОПУ о выполнении задания.

К действию «B12.5 Провести выравнивание анодного массива в соответствии с заданием, требованиями нормативной документации, ИОТ».

Отсутствие горизонта на анодном массиве

Внешние признаки:

Смещенные риски на штангах отдельных анодов относительно кромки анодной ошиновки.

На БУ показание высоких шумов (более 50), МГД-нестабильность, неустойчивое рабочее напряжение.

Причины:

Проскальзывание отдельных анодов из-за слабой протяжки замков.

Неровности на подошве анодов.

Отставание сгорания подошвы отдельных анодов из-за локального наличия на подине большого коржа, осадка т.е. перераспределения токовой нагрузки по анодному массиву.

Возможные последствия:

Усиление волнения расплава, повышение температуры электролита с последующим выходом на горячий ход.

Основные действия по выравниванию анодного массива:

После получения задания у мастера ОПУ на проверку горизонта анодного массива, с указанием номера электролизера, необходимо пробить леточные отверстия в электролитной корке по периферии электролизера между каждой парой анодов. При этом разрешается открыть максимально допустимое количество створчатых укрытий, указанное в перечне "Максимально-допустимое время и количество открытых створчатых укрытий на электролизерах при выполнении технологических операций"

По намерзшему на щуп электролиту, замерить и сравнить погружение анодов во всех подготовленных точках. По наибольшему количеству анодов, имеющих одинаковое погружение в расплав, определить горизонт.

При визуальном отклонении погружения анода от горизонта, нанести мелом риску на штанге анода, относительно верхней части анодной ошиновки. При необходимости увеличить погружение, риска наносится выше верхней части анодной ошиновки, на расстояние, соответствующее величине изменения погружения. При необходимости уменьшить погружение, риска наносится ниже верхней части анодной ошиновки, на расстояние, соответствующее величине изменения погружения.

Затем при помощи технологического крана, выставить аноды в горизонт, совместив риски на штангах анодов с верхней частью анодной ошиновки

Через два часа после выравнивания анодного массива, на шкафу управления электролизером проверить соответствие U рабочего U уставочному, с учетом U добавочного и произвести замер токораспределения по анодам.

К действию «B12.6 Завершить операцию в соответствии с требованиями нормативной документации, ИОТ».

После устранения отклонений на анодном массиве необходимо навести порядок на электролизере, закрыть створчатые укрытия, очистить и вернуть на место постоянного хранения инструмент.

О выполнении задания доложить мастеру ОПУ.

Выполнить операции по устранению отклонений на анодном массиве в соответствии с КПВО «Ликвидация неровностей с подошвы анодов», «Устранение обрыва, расслоения анодного блока», «Устранение перекоса анодного массива», «Выравнивание анодного массива».

Во время срубки, сдирания неровностей с подошвы анодов, строповки оборванного блока в открытой лузе соблюдать особую осторожность и равновесие.

Во время устранения отклонений на анодном массиве могут возникнуть следующие нештатные ситуации:

1. Возникновение анодного эффекта на электролизере напряжением 12В.

В случае возникновения анодного эффекта на электролизере работа немедленно прекращается, и возобновляется после ликвидации анодного эффекта. Причинами тусклой вспышки могут быть «зажатие» МПР через коржи, осадок, пену, куски, конуса и отставания на аноде, науглероживание электролита. Нужно замерить токораспределение по анодам, выявить перегруженные аноды, устранить причины, при необходимости проверить и выставить «горизонт». Об отклонениях немедленно доложить мастеру.

2 При подготовке лузы на электролизере выросла МГД-нестабильность до 150мВ.

Нужно прекратить работу, выкрутить массив до устойчивого напряжения по 15-20мВ за один приём с перерывом 10-15минут, после стабилизации МГД, снижения шумов до 50мВ, возобновить работу. Необходимо доложить об отклонении мастеру.

3.На электролизёре обнаружено более трёх «сползших» анодов.

При наличии трех и более «сползших» анодов допускается установить не более двух холодных. Последующие должны быть установлены горячие, извлеченные с других электролизеров, близких по циклу. Извлечь все куски анодов, корки и пену из гнезда перед установкой анода. Одновременно можно извлечь не более двух анодов. При отсутствии холодных огарков установить новые аноды. Об отклонениях немедленно доложить мастеру.

Обслуживание электролизёров с нарушенным технологическим режимом.

Разделяются на:

• Нарушения, связанные с изменением теплового режима ванны

• Нарушения вызванные изменением состава электролита

• Нарушения в анодном узле

Практически все виды нарушений взаимосвязаны, то есть одно нарушение может порождать другое и не всегда удаётся установить первопричину

Горячий ход (приход тепла больше расхода).

Тепловой баланс устанавливается при температуре на 20-30˚С выше оптимальной. Внешние признаки:

● Жёлтые вялые огни

• Слабое бурление электролита (электролит плывёт из под анодов и парит)

• Цвет электролита светло-оранжевый

• Тусклые вспышки или их отсутствие

• Неясное разделение на границе металл-электролит на ломе при замерах

• Высокое или неустойчивое напряжение

• Уменьшение или полное исчезновение гарниссажей и настылей

• Покраснение ниппелей и анодов

• Мягкая проваливающаяся корка

Горячий ход может возникнуть по причинам:

• Завышенное МПР (в том числе из-за сбоев АСУТП)

• Заниженное МПР, вызывающее волнение и усиленное окисление металла

• Недостаточный уровень металла

• Увеличенное сопротивление электролита, из-за отклонения состава или науглероживания, анода или подины

• Неравномерное токораспределение (образование конусов, перекосов, коржевание подины) и, как следствие, местные перегревы.

После выяснения истинной причины принимают меры к устранению горячего хода. Контрольным вольтметром определяют действительное напряжение на электролизёре. Обычно горячий ход – следствие нарушения тех или иных технологических параметров ванны. Завышенное МПР приводит к повышению греющего напряжения и температуры расплава. Для устранения такого нарушения надо уменьшить МПР, что можно осуществить двумя способами – увеличением уровня металла или опусканием анода. Желательно сначала наплавить металл, загрузив твёрдый алюминий. Это понизит температуру расплава. После охлаждения электролита и усиления его бурления следует постепенно снижать МПР, не допуская уменьшения бурления электролита.

Если низкий уровень металла, то лучший способ устранения несоответствия – переплавка твёрдого алюминия. Её ведут небольшими порциями (чушка, козлы весом не более 20кг и не более 500кг за один приём), чтобы не было резкого переохлаждения. Если меняется цвет огней и начинается выделение пены (признаки того, что ванна «выздоравливает»), переплавку прекращают, снимают пену и обрабатывают ванну вкруговую. Особое внимание обращается на боковые настыли. Где их нет подпиковывают смесью оборота и глинозёма. Выливка пропускается.

При местном перегреве электролит светлеет в месте перегрева и отсутствует выделение газов. Если причиной является образование конусов, то их либо сбивают (по возможности), либо поддёргивается анод, чтобы через неровности шёл ток большей силы и они быстрее срабатывались. Перегрев расплава охлаждают твёрдым металлом или оборотом. В этом случае загрузка глинозёма минимальна. Если отстают отдельные аноды, то основная причина – это неравномерность токораспределения из-за нарушений в контактах ниппель-блок, кронштейн-анодная штанга. В этом случае меняется анод. Так же отставание в сгорании происходит из-за закоржованности подины – постепенно чистится подина. Если анод просто проскользнул, то его ставят на место по риске.

Часто местный перегрев возникает при перекосе анодной рамы. В этом случае замеряется перекос по линейкам и фактический горизонт на ванне. Затем устраняется несоответствие.

К длительному горячему ходу и большим потерям металла приводит зажатие ванны (снижение МПР). В «зажатом» электролизёре анодный массив (либо его часть) располагается слишком близко к поверхности и быстро прогрессирует процесс окисления алюминия на аноде (обратная реакция). Выделяющееся при этом тепло перегревает электролит, отчего растворимость алюминия ещё более увеличивается. Во время зажатия быстро изменяется состав электролита – он пересыщается глинозёмом, алюминием и сильно науглероживается.

Зажатие может возникнуть и в результате замыкания части анода с металлом, которое чаще всего происходит через куски анода или скопившуюся на электролите пену, что также приводит к интенсивности обратных реакций и перегреву ванны.

При зажатии, прежде всего, поднимают анодный массив до тех пор, пока не начнётся бурление электролита вокруг всего анода, а напряжение не стабилизируется. Эти признаки указывают на то, что анодный массив ушёл из опасной зоны. МПР чистится от кусков анода и пены, а затем постепенно снижается напряжение на ванне.

Сопротивление подины возрастает из-за осадков и чрезмерного зарастания подовыми настылями и коржами. К горячему ходу приводит падение напряжения в подине не менее, чем на 300-400мВ. Для устранения этого нарушения нужно охладить ванну загрузкой твёрдого алюминия и постепенной очисткой подины от коржей и осадка, поддерживая при этом повышенный уровень электролита.

Основные действия при горячем ходе:

• Продираются подошвы анодов и снимается пена

• При образовании конусов их необходимо срубить, желательно поменять на огарок с нормально работающего электролизёра

• Утепление ликвидирует неустойчивое напряжение

• Снятие с крыши и торцов лишнего глинозёма снижает температуру примерно на 5˚С

• При снижении температуры начинается обильное выделение пены

• Проводится работа по очистке подины от коржей

• КО может меняться, его необходимо корректировать содой либо фтористым алюминием

• Работу необходимо проводить постоянно и обязательно передавать по сменам

Работа электролизёра в борт.

Возникает, когда значительная часть тока проходит не через металл и подину, а через электролит и бортовые блоки, если они не прикрыты гарниссажем и настылью. При этом начинается интенсивное разрушение бортовой футеровки, что может привести к прорыву расплава через борт. Обычно это нарушение – следствие горячего хода, когда из-за роста температуры электролита распускаются гарниссажи, настыль «сползает» под аноды, а наличие больших сплошных осадков и коржей изолирует подину. Внешние признаки:

• Корка на всей ванне или в отдельных частях мягкая, проваливается

• Бурление электролита происходит у самого борта ванны, отсутствие в этом месте гарниссажа

• Покраснение бортовой футеровки или борта катодного кожуха

Устранение начинается с подтягивания осадка к бортам для образования гарниссажа, подпиковки оборотом, охлаждения воздухом и заканчивается после устранения горячего хода.

Прорыв расплава через бортовую футеровку.

Обычно является следствием горячего хода и работы в борт. Течь возникает через образовавшееся отверстие в стенке катодного кожуха или через окно для блюмса. Вытекающий расплав может повредить ошиновку и привести к тяжёлым последствиям – разрыву серии и длительному отключению для ремонта.

Для ликвидации прорыва, необходимо опускать анодный массив и пиковать места прорыва оборотом в смеси с глинозёмом и фторидом кальция. После запиковки снимается фланцевый лист, извлекается застывший расплав и набивается подовая масса, которая постепенно коксуется и образует бортовую футеровку.

Науглероживание электролита. Обычно происходит при горячем ходе и связано с большим содержанием пены.

Внешние признаки:

• Тусклые вспышки или их отсутсвие

• Отсутствие угольной пены на поверхности электролита

• Наличие вкраплений частиц углерода в застывшем электролите (пробы серые)

Устраняется либо полной заменой электролита. Для этого, сливая электролит, электролизёр ставят на металл (1,6-2В). Максимально быстро заливают свежий электролит и приводят напряжение в норму. Недостающий уровень доплавляют вторичным электролитом, оборотом.

Либо частичной заменой. Выполняется при отсутствии необходимого количества свежего электролита. Науглероженный электролит сливается до уровня 8-10см, при сниженном до 3,9В напряжении. Допускается разлить науглероженный электролит по нормально работающим электролизёрам, не более 300кг на каждый. Максимально быстро заливается свежий электролит до восполнения уровня и напряжение поднимается до нормы.

Либо постепенной заменой. Выполняется при невозможности полной или частичной замены. В этом случае ванна обрубается по кругу, отключается АПГ, анодный массив поднимается до устойчивого напряжения не ниже 4,8В. Пена прожигается и выгоняется на периферию жердями и снимается. Сливается или отчерпывается электролит до уровня 15-16см, поверхность укрывается вторичным криолитом. После проплавления 400-500кг вторичного криолита, цикл повторяется. Потом подключают АПГ.

Также для устранения науглероживания корректируется состав электролита, приводятся в норму уровни металла и электролита, уменьшается загрузка глинозёма и вызывается повышенная частота вспышек, во время которых пена лучше отделяется и сгорает. Ванна с науглероженным электролитом вспыхает тускло, поэтому на вспышке надо поднять напряжение и «подогреть» ванну, а затем тщательно очистить электролит от пены и охладить расплав холодным металлом. Обычно после этого ванна начинает работать нормально. Если своевременно не устранить науглероживание, то может начаться карбидообразование.

Карбидообразование. Возникает во время горячего хода и наблюдается во время его пуска и послепускового периода. Процесс карбидообразования идёт на перегретых участках науглероженного электролита с выделением большого количества тепла:

4Al + 3C = Al₄C₃ + 264,6 кДж/моль

Что приводит к сильному разогреву электролита (более 1000˚С) и образованию «грибов» - кашеобразной настыли, состоящей из смеси угольной пены, глинозёма, электролита и карбида алюминия. Внешние признаки:

• Электролит беловатого оттенка, парит

• Напряжение выше 8В

• Отсутствие бурления электролита, он плывёт струёй на перегретых участках

• Визуально определяемое поступление из-под анодов «грибов», имеющих близкий к белому цвет

• Отсутствие корки

Устраняется как и науглероживание электролита – полной или частичной заменой электролита. Все работы по замене проводятся по той же схеме и в той же последовательности, только на нормально работающие электролизёры разливается не по 300кг, а по 150кг. Если результат не будет достигнут, то возможны отключение и повторный пуск.

Холодный ход. (расход тепла больше прихода)

Внешние признаки:

• Низкая температура электролита (ниже 945˚С)

• Твёрдая, особенно в углах, электролитная корка

• Повышенная вязкость электролита

• Цвет электролита тёмный, до тёмно-вишнёвого

• Мощные настыли

• Резкое снижение уровня электролита и рост уровня металла

• Ясные (более 50В) и частые анодные эффекты

• Обильное выделение пены

• Визуально заметное на открытой поверхности электролита волнение металла, всплытие металла над электролитом.

Причины:

• Работа на низком напряжении

• Недостаточная сила тока на серии

• Резкое понижение температуры

Если холодный ход не запущен, то его легко устранить увеличением МПР и заливкой горячего электролита. При длительном холодном ходе возникают осадки и коржи, увеличиваются подовые настыли. Особенно опасно выравнивание плотностей металла и электролита. При всплытии металла, необходимо влить в ванну максимальное количество горячего электролита и прогреть расплав во время очередного или искусственно вызванного анодного эффекта.

Осадок и коржи возникают из-за ухудшения растворимости глинозёма. Уровень электролита падает по причине его ухода в настыли и гарниссажи, КО снижается вследствие избирательно осаждения NaF. Корректировка состава электролита при холодном ходе не производится. КО приводят в норму только расплавлением настыли, разогревая расплав и утепляя укрывным материалом.

Наиболее часто холодный ход вызывается повышенным уровнем металла, поэтому для устранения данного нарушения технологии повышают напряжение и постепенно сливается лишний металл. Нельзя удалять все излишки сразу, так как это может привести к замыканию анодов на настыли.

Негаснущая вспышка. Иногда вспышку не удаётся погасить в течение нескольких часов. Такие вспышки возникают на ваннах с расстроенным ходом, неправильной ФРП, малым уровнем электролита, низким КО и пр. Внешние признаки:

• Напряжение на ванне выше 8В

• Отсутствие бурления электролита

• Анодный эффект не удаётся погасить загрузкой глинозёма и жердями

• Визуально заметное на поверхности электролита волнение металла

При обнажении нижней грани анода видны искровые разряды между подошвой анода и электролитом.

Природа негаснущих вспышек до конца не ясна. Из практики известно, что они возникают при наличии в электролите нерастворённых частиц глинозёма, которые залипают на подошве анода. Происходит скачок напряжения на границе анод-электролит. Гасить такую вспышку загрузкой глинозёма нельзя, так как это только усугубит положение. Концентрация глинозёма в электролите в данной ситуации и так выше нормы.

Для устранения нарушения по всему периметру шахты электролизёра тщательно очищают корку от глинозёма. Затем корку вскрывают и удаляют, одновременно увеличивая МПР. КО повышают для увеличения растворимости глинозёма. Часть пересыщенного глинозёмом электролита выливают, а вместо него заливают с нормально работающих ванн или наплавляют свежим криолитом или крупкой.

Негаснущая вспышка возникает также из-за замыкания анодов на осадок, пропитанный металлом. Это происходит когда из ванны вылито слишком много металла, а оставшийся не покрывает осадок. В этом случае заливают жидкий или наплавляют твёрдый металл и увеличивают МПР с постепенным выведением ванны на ясную вспышку. Аккуратно продирают подошвы анодов.

Если ничего не помогает, то ванну отключают и проводят её повторный пуск.

Обрыв анодов. Происходит из-за механического разрушения или расплавления чугунной заливки

ниппель-блок, большой токовой нагрузки на анод, переутепления анода укрывным материалом.

При покраснении ниппелей смотрят не просел ли анод, просевшие аноды поддёргивают по рискам.

Если обнаружены сползшие аноды, то их с помощью клещей извлекают и меняют на новые. Допускается замена не более двух рядом стоящих одновременно, если больше, то меняют на огарки.

Уход через футеровку подины. Происходит из-за разрушения подового блока или межблочного шва. Внешние признаки:

• Течь металла через блюмс или отверстие в катодном кожухе не выше уровня блюмсов

• Быстрый рост напряжения на электролизёре.

Признаки разрушения подины:

• Рост содержания железа в алюминии-сырце

• Нарушение токораспределения по катоду электролизёра

• Значительные и внезапные изменения глубины шахты электролизёра

• Возникновение локальных перегревов стенок и днища катодного кожуха

• Неравномерное распределение температуры по блюмсам электролизёра

• Значительные и внезапные деформации днища катодного кожуха

• Наличие деформаций и разрывов элементов конструкции катодного кожуха

Для определения наиболее вероятного района разрушения угольной подины выполняют ряд замеров параметров катодного устройства:

1. Замер токораспределения по блюмсам. Предполагается, что блюмс с максимальной токовой нагрузкой имеет непосредственный контакт с катодным алюминием.

2. Замер температурных полей катодного кожуха.

3. Замер температуры блюмсов.

4. Определение глубины шахты электролизёра в шести точках.

5. Визуальная оценка состояния металлоконструкций катодного кожуха.

По результатам анализа данных замеров на карте подины отмечают наиболее вероятный район разрушения – те места, где значения токовой нагрузки на блюмсах, температуры днища и блюмсов наиболее высокие. При инструментальном обследовании подины этим местам, а также районам со значительными деформациями и разрывами катодного кожуха, с выявленными ранее отклонениями при обжиге и эксплуатации (места, где наблюдалось шелушение подины, извлекались сколы подовых блоков ит.п.), уделяется особое внимание.

Поиск места разрушения выполняется через окна в криолит-глинозёмной корке крючком или скребком осторожно, без рывков, с тем, чтобы чувствовать поверхность подины до мельчайших трещин. В районе разрушений на подине, как правило, отсутствует осадок.

Во время поиска необходимо следить за рабочим напряжением на электролизёре. При повышении его до 5,0В и выше, необходимо временно прекратить работу до установления нормального напряжения, прикрыв открытую поверхность электролита укрывным материалом.

При обнаружении места разрушения его местоположение наносят на карту подины.

Далее определяется порядок эксплуатации электролизёра:

• порядок получения проб металла

• особые технологические параметры электролиза (уровни металла и электролита, КО, суммарное содержание фтористого кальция и фтористого магния), учитывающие особенности электролизёра.

• порядок забивки мест разрушения подины, сроки и ответственный исполнитель

• район, в который запрещается вводить рейку при гашении анодного эффекта

• порядок осмотра состояния катодного кожуха

Для постоянной визуализации особого режима эксплуатации электролизёра на рабочей площадке или конструктивных элементах электролизёра вывешиваются специальные плакаты. Например:

Забивку мест разрушений производят шихтой следующего состава: 50-90% крупки магнезитового кирпича, CaF₂. Магнезитовую крупку получают дроблением магнезитового кирпича до крупности не более 30x30мм. На место разрушения шихта может доставляться в пакетах, слитках и отливках.

Забивка мест разрушения должна начаться с момента обнаружения разрушения. Количество отдаваемых отливок определяется размерами разрушения.

Забивка мест разрушений в торцах электролизёра производится шихтой, состоящей из равных частей фтористого кальция, магнезитовой крупки и оборотного электролита, в количестве не менее 50кг.

При отсутствии результатов забивки разрушения в подине, предлагаются сроки проведения капитального или локального ремонтов, а в случае малого срока службы, вопрос выносится на комиссию по выяснению причин преждевременного отключения электролизёра в ремонт.

Работа электролизёра после забивки разрушения подины:

1. С момента начала ухудшения сортности на электролизёре один раз в сутки отбирается проба алюминия на экспресс-анализ. Если через 5-6 суток после забивки содержание железа в алюминии не снижается, выполняют поиск новых мест разрушений в подине и их забивку. При качественной забивке мест разрушений содержание железа в катодном алюминии должно снижаться от 0,03 до 0,05%.

2. Содержание в электролите фтористого кальция поддерживается на верхнем пределе, предусмотренном действующим регламентом. Суммарное содержание фтористого кальция и фтористого магния не должно превышать 13%. В зависимости от этого содержания устанавливается целевое КО.

3. Допускается наличие «коржей» и осадка в местах разрушений, при этом перепад напряжения в катоде не должен превышать 0,6В

4. Вне зоны разрушения наличие осадка на подине не допускается. Подтягивание излишнего осадка в местах разрушений (с поверхности «коржей»), для предотвращения роста толщины коржа, должно производиться аккуратно, без больших усилий, чтобы вновь не вскрыть забитое разрушение. Для исключения подмыкания анода на корж необходимо регулярно, не реже одного раза в неделю, проверять расстояние от коржа до подошвы анода, которое не должно быть меньше 15см.

5. Принимаются меры по снижению частоты анодных эффектов на электролизёре. Повторные анодные эффекты в течение одних суток недопустимы.

6. При ликвидации АЭ не допускается введение гасильного шеста в район разрушения, во избежание растворения забивки при бурлении электролита.

7. В простенке электролизёра, находящегося в режиме забивки подины, необходимо постоянно иметь запас от 0,2 до 0,4 тн. Дроблёного электролита или выбоя после чистки ковшей и от 50 до 100кг фтористого кальция.

8. Разрешается отключать от токовой нагрузки блюмсы, которые работают с наибольшей нагрузкой или находятся под точно известным местом разрушения в подине. Разрешается отключать не более двух блюмсов на одном электролизёре.

Для предупреждения инцидентов и аварий определяют «группу риска», то есть электролизёры, на которых может возникнуть аварийная ситуация, влекущая снятие токовой нагрузки и отключение электролизёра. В неё включают электролизёры, на которых забивка оказалась неэффективной и которые соответствуют одному из присущих признаков разрушения подины:

• содержание железа в катодном алюминии превысило 1,0% и продолжает расти

• электролизёр в течение 1 месяца выдаёт металл марки АВ

• электролизёр, прошедший локальный ремонт подины, вышел на сорт АВ

• электролизёр со сроком службы более 60 месяцев вышел на АВ и содержание железа не снижается.

Электролизёры из группы риска, представляющие наибольшую опасность прорывов, подлежат отключению на капитальный ремонт.

Требования ОТ при замене анодов (огарков) и аварийно «просевших» анодов технологическим краном, машиной для замены анодов (МЗА)

Требования ОТ перед началом работ

Перед заменой анодов необходимо убедиться в исправности поддонов, инструментов для замены анодов, в отсутствии захламлённости рабочего места.

При замене анодов, во избежание поломки оборудования и травмирования персонала, команды машинисту анодного крана или водителю МЗА должен подавать электролизник, который производит работу по замене анодов.

Инструмент, используемый для замены анодов, перевозить на тачке.

Замену анодов (огарков) и аварийно «просевших» анодов производить в составе не менее 2-х человек.

Требования ОТ во время работы

Риски на штанге меняемого огарка (анода) производить с помощью приспособления для нанесения рисок.

При обрубке электролитной корки краном, молотом МЗА по проекции анода находиться не ближе 6 метров от молота крана, МЗА

Перед подъёмом анода, огарка из электролизёра, электролизник должен убедиться через смотровое окно захвата крана в полном прилегании «щёк» захвата к поверхности верхней части штанги анода и только после этого дать команду «Вира». В случае неплотного прилегания «щёк» дать команду машинисту крана на повторное расцепление и захват. При установке огарка (анода) на поддон, электролизник должен до отцепления захвата крана, МЗА от штанги зафиксировать штангу огарка (анода) щеколдой. Открывать и закрывать щеколды поддонов при надёжном зацеплении штанги анода (огарка) автоматическим или съёмным захватом крана, МЗА, находясь в стороне от возможного падения анода (огарка).

После установки анода (огарка) на рабочий стол спецмашины (МЗА) электролизник должен зафиксировать штангу анода защелкой.

Замену анодов производить при опущенных створчатых укрытиях, за исключением секции укрытия, где производится замена анода.

В момент извлечения огарка (анода) и во время установки нового анода, находиться в стороне от устанавливаемого анода (огарка) на расстоянии не ближе 3 метров.

При чистке огарка от глинозёма и электролитной корки в мульду, находиться от огарка на расстоянии вытянутой с инструментом руки.

При выполнении операции по подготовке «гнезда» для установки нового анода, стоять в устойчивом положении и соблюдать особую осторожность.

Зона производства работ должна быть свободна от инструмента, тары. Для исключения риска спотыкания об технологический инструмент, его необходимо уложить на тачку или рифленки вдоль борта электролизера так, чтобы он не мешался во время производства работ.

Установку нового анода производить после предварительного осмотра и визуального определения его влажности, качества заливки ниппелей.

Перед опусканием анода в электролит, его необходимо в течение 1-й минуты летом и 3-х минут зимой прогреть над электролитом на расстоянии 5-7см. от его поверхности. После прогрева подать команду машинисту крана на плавное опускание анода в электролит.

При установке нового анода проверить визуально правильность прилегания анодной штанги к ошиновке.

Проверку установки анода на горизонт крючком, при замене краном, производить при зацепленном захвате крана анодной штанги. При замене МЗА дать команду водителю отъехать от места замены, после этого только производить проверку установки анода с помощью крючка.

При замене анодов съемным захватом, зацепление и отцепление съёмным захватом штанги анододержателя на электролизёре производить со специальной переносной площадки при закрытых створчатых укрытиях.

При замене анодов съемным захватом при откручивании и закручивании винта основного зажима допускается наступать на ключ одной ногой, удерживаясь при этом рукой за скобу съёмного захвата и соблюдая особую осторожность.

Запрещается

Пользоваться непрогретым инструментом. Использовать инструмент не по назначению.

Производить замер огарков стоя на рифленках.

В соответствии с п.5 настоящей инструкции.

Складировать на поддоны сколы анодов (огарков), сырьё и другие посторонние предметы.

Требования ОТ в аварийных ситуациях

Подвешенным на крюк технологического крана клещевым захватом извлечь анодный блок.

Транспортировку горячих огарков с помощью клещевого захвата производить на высоте не более 0,5 метра от пола, при сопровождении электролизником. При этом необходимо находиться за пределами зоны возможного падения огарка. Горячие огарки необходимо уложить на рифлёнки для остывания.

Требования ОТ по окончании работы

После завершения работ по замене анодов очищенный технологический инструмент уложить на место его постоянного хранения. Инструмент очистить от оборотного сырья, постукивая по кронштейну анода или борт фланцевого листа.

Требования ОТ при обслуживании действующих электролизёров смежных с электролизёром, находящимся на капитальном ремонте, при демонтированном катодном кожухе в корпусах электролиза №№5-8, ОПКЭ

Требования ОТ перед началом работ

Замену анодов, согласно графику замены со стороны находящегося на капитальном ремонте электролизёра переносить на противоположную сторону на время отсутствия катодного кожуха. Перенос срока замены анодов осуществляется по распоряжению руководителя с записью в рапорте.

Требования ОТ во время работы

После отключения электролизера в капитальный ремонт до вскрытия «рифленок» и после установки «рифленок» до пуска электролизера, а также при отключении электролизера в локальный ремонт:

Допускается выполнение всех технологических операций на сторонах работающих электролизеров, смежных с электролизером, отключенным в капитальный либо локальный ремонт;

Для исключения падения в шахту отключенного электролизера при выполнении технологических операций не допускается использование инструмента длиной более 2-х метров (скребок и прочее);

Запрещается

Проведение любых технологических операций на сторонах работающих электролизеров, смежных с электролизером, отключенным в капитальный ремонт, при снятых «рифленках».

Оставлять без ограждения проём после демонтажа катодного кожуха.

Требования ОТ в аварийных ситуациях

Аварийную замену анодов производить под личным руководством мастера, бригадой из двух человек, соблюдая осторожность.

Для правильного и безопасного выполнения операций по устранению отклонений на анодном массиве необходимо руководствоваться следующими нормативными документами:

1. ИОТ-20.10-2005 для работающих в корпусах электролиза

2. ИОТ-20.07-2007 для электролизника расплавленных солей ЭП

3. ТРП «Управление процессом ликвидации технологических расстройств на электролизёрах С-175, С-190, С-255»

4. КПВО «Открывание и закрывание створчатых укрытий. Прогрев инструмента»

5. КПВО «Измерение токораспределения по анодам на электролизере»

6. КПВО «Ликвидация неровностей с подошвы анодов»

7. КПВО «Очистка подошвы анодов»

8. КПВО «Снятие угольной пены»

9. КПВО «Устранение обрыва, расслоения анодного блока»

10. КПВО «Устранение перекоса анодного массива»

11. КПВО «Выравнивание анодного массива»

12. Перечень «Максимально – допустимое время и количество открытых створчатых укрытий на электролизерах при выполнении технологических операций»