Глава 5 работа электролизёра в нормальном технологическом режиме

5.1. Общие положения

После завершения пускового периода электролизёры работают в режиме текущей эксплуатации. К этому моменту достигается тепловое равновесие, т.е. приход и потери тепла при установившемся режиме электролиза уравниваются. Заканчивается формирование рабочего пространства, устанавливается нормальное рабочее напряжение, стабилизируется состав электролита. Приводятся в соответствие с технологической инструкцией уровни металла и электролита, междуполюсное расстояние, частота анодных эффектов.

Показателем нормальной работы электролизера может служить ряд определяющих признаков состояния ванны: корка электролита должна быть прочной и равномерной по всей площади, гарнисажи и настыли должны соответствовать оптимальной форме рабочего пространства, осадок глинозема может располагаться только по периферии ванны и быть незначительным. Электролит должен быть «холодным», не запененным и равномерно работать по периметру анодного массива.

О нормальном ходе электролизера свидетельствует интенсивное горение анодных газов в горелках или на выходе из корки электролита, оттенок огней должен быть фиолетовым. Угольная пена должна хорошо выделяться как на вспышке, так и без вспышки. На электролизерах с предварительно обожженными анодами и на небольших ваннах с боковым подводом тока пена, как правило, не образуется в значительных количествах, полностью сгорает и не снимается. Проба застывшего электролита в изломе имеет белый цвет, без заметных включений угля.

Рабочее напряжение на ванне задаётся технологической инструкцией и составляет, как правило, 4,1-4,3 В. Значения рабочего напряжения определяются электрическим сопротивлением по всей цепи электролизёра: ошиновки, подины, электролита, штырей (ВТ и БТ) или анододержателей (ОА) и самих анодов.

Сопротивление в указанных частях ванны в процессе работы меняется несущественно, за исключением сопротивления электролита в междуполюсном пространстве. Достаточно поднять или опустить анод, чтобы изменить перепад напряжения в МПР. Однако если положение анода стабильно, то и в этом случае рабочее напряжение будет медленно подниматься за счет сгорания анода, изменения состава электролита, постепенного ухудшения смачивания анода электролитом между обработками ванны и перед анодным эффектом.

Чтобы поддерживать рабочее напряжение в заданных пределах, необходимо периодически регулировать положение анода. Это производится с помощью автоматизированной системы управления технологическим процессом АСУТП или в ручном режиме.

5.2. Температура электролита

При электролитическом производстве алюминия температура электролита является одним из важнейших параметров, влияющих на производительность ванны и качество выпускаемого металла. Имеет значение не только абсолютное значение температуры, но и величина перегрева относительно температуры плавления (кристаллизации) электролита.

Очень важно иметь минимальный перегрев электролита, от которого и зависят многие показатели работы электролизёра. Чтобы получить хорошие технико-экономические результаты при электролизе (высокий выход по току, низкие потери фтора и т.д.), температура и соответственно перегрев электролита должны поддерживаться на заданном уровне. Для современных электролизёров большой мощности ОА с точечным питанием глинозёмом перегрев электролита должен находиться в пределах 5-10ºС, в то время как для ванн с поточной системой обработки эта величина может достигать 20ºС.

Переохлаждение электролита также недопустимо, так как при этом резко ухудшается растворимость глинозема и увеличивается частота анодных эффектов. Напротив, при чрезмерно высокой температуре существенно повышается растворимость алюминия в электролите и активируется его окисление при взаимодействии с анодными газами.