7.1.3. Технология самообжигающегося анода при использовании «сухой» анодной массы

К моменту написания этой книги практически все отечественные предприятии, оснащенные электролизёрами с самообжигающимися анодами, переведены на использование «сухой» анодной массы с пониженным содержанием связующего. Этот тип массы производится преимущественно на основе пека с повышенной температурой размягчения.

Использование «сухой» анодной массы имеет следующие цели:

-не допустить расслоение анодной массы после загрузки в аноды и улучшить тем самым условия формирования анода;

-закрыть поверхность расплавленной анодной массы вязким или даже твердым слоем и предотвратить выделение смолистых веществ с поверхности анода в атмосферу;

- свести к минимуму образование угольной пены.

Образование «сухого» анода достигается как за счёт снижения содержания связующего, так и за счет повышенной температуры размягчения пека. Такие пеки имеют повышенную вязкость, что и определяет поведение жидкой фазы анодов.

На электролизёрах ВТ высокая вязкость КПК создает определенную специфику: подштыревые отверстия заполняются анодной массой только путём принудительной подачи специальной «подштыревой массы», а по периферии анодного кожуха, особенно по углам и торцам, масса застывает в виде козырьков. Последнее обстоятельство создаёт дополнительные проблемы, особенно в зимнее время.

Для предотвращения образования козырьков верхнюю и среднюю часть кожуха закрывают слоем тепловой изоляции. Однако при низкой наружной температуре этого оказывается недостаточно, и технологи вынуждены производить принудительную прорезку козырьков. Применять ребра охлаждения КПК при использовании «сухой» анодной массы необходимо выборочно: ребра можно устанавливать только по центру анода и толщина их должна быть достаточно большой – не менее 35 мм. Периферия анода нуждается не в охлаждении, а в сохранении тепла любыми возможными способами.

«Сухая» анодная масса на анодах ВТ используется совместно с двумя корректировочными сортами: более жирной и более тощей массами, в которых содержание пека на 1,5-3,0 % соответственно выше и ниже, чем в основной массе. Назначение корректировочных масс состоит в том, чтобы поддерживать заданную консистенцию слоя расплавленной анодной массы на поверхности анода: при недостатке связующего производится одна или несколько загрузок жирной массы, при избытке – тощей массы. Оптимальная дозировка связующего в основной и корректировочных сортах массы подбирается в каждом случае отдельно, применительно к тому или иному типу электролизёра, анодной плотности тока и т.д.

Подштыревая масса в виде сыпучего гранулированного материала предназначена для заполнения подштыревых отверстий во время перестановки штырей. Её подача производится с помощью напольных дозирующих машин, которые автоматически отмеряют порцию материала и с помощью точечного питателя засыпают его в лунку.

На некоторых машинах устанавливают лазерное наводящее устройство, позволяющее точно навести разгрузочный лоток питателя на подштыревое отверстие. Аналогичным образом подштыревую массу можно загружать с помощью подвесного устройства, установленного на кране. Вполне успешно используется способ подачи массы с помощью цилиндрических пластиковых пакетов, подаваемых анодчиком вручную в подштыревое отверстие.

Подштыревая масса выпускается по специальной рецептуре, максимальный размер зерна в которой не должен превышать 4-5 мм. Содержание связующего задается повышенным до 36-40 %. Оба эти условия направлены на облегчение заполнения лунок после расплавления массы и на предотвращение заклинивания штырей при их перестановке.

Указанные выше проблемы не возникают при применении «сухой» анодной массы на анодах с боковым подводом тока. Забивка штырей производится в установленном порядке. Бортовая часть анода оснащается подвижной обечайкой, предотвращающей образование козырьков и зависание массы. Однако загрузка массы в виде больших брикетов (0,5-1,0 т) может создать проблемы неравномерности распределения массы по поверхности анода. Поэтому с переходом на использование «сухой» массы загрузку целесообразно производить в виде мелких брикетов.

Одной из наиболее серьёзных проблем использования «сухой» анодной массы можно считать трудность подбора оптимального содержания связующего непосредственно в слое массы на поверхности анода или по производственной терминологии – расчёта баланса пека. Даже при наличии корректировочных масс бывает трудно подобрать нужный баланс пека, особенно в зимнее время, когда поверхность её закрыта слоем брикетов. Из-за допускаемых ошибок в расчёте этого показателя и оценке консистенции верхнего слоя массы возможно ухудшение состояния анодов и образование пены. В зимнее время среднее содержание пека в жидкой фазе целесообразно поддерживать на 0,5-1,0% выше обычного.

Как указывалось выше, улучшение санитарно-экологических условий производства и, в частности, снижение выбросов смолистых и канцерогенных веществ является базовой задачей технологии «сухих» анодов, решение которой позволяет свести к минимуму подобные выделения с поверхности анода.

К сожалению, в технологии «сухого» анода не решена проблема «залповых» выбросов смолистых веществ при перестановке штырей, которые составляют до 20-30 % от суммарных выбросов смолистых веществ в целом от электролизёра. Частично выделение смолистых веществ при извлечении штырей подавляется загрузкой холодной подштыревой массы. Однако суммарные выделения не снижаются из-за выноса из лунки некоторого количества пылевого материала. Эта проблема ещё требует своего решения.