6.2. Холодный ход ванны

Холодный ход ванны возникает в случае существенного нарушения её теплового баланса в сторону возрастания тепловых потерь или уменьшения прихода тепла. Непосредственными причинами холодного хода могут быть слабая тепловая изоляция катода, недостаточное греющее напряжение или пониженная сила тока, чрезмерно большой уровень металла и др.

Характерными признаками холодного хода ванн, как правило, являются пониженное рабочее напряжение, температура электролита ниже 950°С, увеличенные бортовые гарнисажи, мощные подовые настыли и осадки, падение уровня электролита, намерзание прочной корки над электролитом, частые анодные эффекты.

Холодный ход электролизеров обычно начинается с понижения уровня электролита. При этом существенно ухудшаются условия обработки электролизеров, так как при недостаточном содержании электролита в ванне глинозем полностью не растворяется и избыток его попадает в осадок. В результате общего недостатка растворенного глинозема на электролизерах с холодным ходом возникает много «ясных» вспышек, для которых характерно высокое напряжение (40-50 В). Дальнейшее охлаждение ванны вызывает «схватывание» осадков в монолит и образование подовых настылей.

В крайних случаях переохлаждение ванн приводит к выравниванию плотностей металла и электролита, их смешиванию или к всплытию металла. Замыкаясь на анод и вызывая кратковременные концентрации тока, металл под действием быстро изменяющихся электромагнитных сил приходит в интенсивное движение. При этом возможны выбросы жидкого металла из ванны, крайне опасные для обслуживающего персонала. В таком случае следует утеплить ванну глиноземом, поднять рабочее напряжение и, если необходимо, вызвать искусственную вспышку. Анод должен находиться в возможно более высоком положении.

На электролизерах с признаками холодного хода, в том числе с низкими уровнями электролита, подовыми настылями и глиноземными осадками, при неумелом гашении анодных эффектов можно получить негаснущую вспышку. Такая ситуация возникает при затягивании гашения рядового анодного эффекта и интенсивном взмучивании осадков. Напряжение негаснущей вспышки такого происхождения достигает 8-15 В, электролит быстро разогревается.

Основной причиной негаснущей вспышки в данном случае можно считать быстрое насыщение электролита взвешенным осадком, его перегрев и увеличение электрического сопротивления. Ванна быстро переходит из холодного хода в горячий. Для приведения ванны к нормальному режиму следует охладить электролит, очистить скребками подошву анода и постепенно снижать рабочее напряжение до нормального.

В общем случае холодный ход электролизеров устраняют увеличением рабочего напряжения, снижением частоты обработки, утеплением корки электролита глиноземом или уменьшением уровня металла, если это не противоречит другим условиям нормальной работы электролизёра. Следует иметь в виду, что на холодно работающей ванне всегда имеются глиноземные осадки. Если уровень металла будет чрезмерно занижен, осадки оголятся и придут в соприкосновение с электролитом и даже с анодом, что вызовет скачок напряжения в междуполюсном пространстве.

Попытка снизить напряжение на такой ванне путем опускания анода неизбежно приведет к обратному эффекту. При этом напряжение может подняться до уровня «тусклой» вспышки. Устранение негаснущих вспышек такого рода затягивается в некоторых случаях на несколько часов или даже суток. За это время ванна сильно перегревается, расплавляются настыли и гарнисажи, и возможен аварийный исход, когда ванну приходится отключать из-за прорыва металла или электролита. Для гашения такой вспышки прежде всего необходимо вывести анод из контакта с осадком. Дальнейшие действия предпринимать, как изложено в разделе 5.7.