- •Э.А. Янко
- •Производство алюминия
- •Пособие для мастеров и рабочих цехов
- •Электролиза алюминиевых заводов
- •Предисловие
- •Глава 1 теоретические основы производства алюминия
- •Общие положения
- •Электрохимия процесса электролиза
- •Расчет основных производственных показателей алюминиевого электролизера
- •Электролит
- •Процессы на аноде и катоде
- •Побочные процессы на аноде и катоде
- •Другие побочные процессы на аноде и катоде
- •Пропитка угольной футеровки
- •Факторы, способствующие повышению выхода по току и производительности электролизера
- •Оценка абсолютных потерь выхода по току, %
- •Глава 2 сырьё, применяемое в производстве алюминия
- •2.1. Глинозём
- •Классификация глинозёма по физическим свойствам
- •Требования к глинозёму
- •2.2. Фтористые соли
- •Требования к техническому криолиту
- •Требования к техническому фтористому алюминию
- •Глава 3 конструкция алюминиевых электролизеров, их монтаж и демонтаж
- •3.1. Общая характеристика и классификация электролизеров
- •3.2. Анодное устройство
- •3.3. Катодное устройство
- •3.4. Футеровка катодного кожуха
- •3.5. Ошиновка
- •3.6. Сбор анодных газов и укрытие электролизёра
- •3.7. Электрическая изоляция
- •3.8. Монтаж и демонтаж электролизеров
- •Глава 4 обжиг и пуск электролизёров
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Обжиг подины
- •4.2.1. Обжиг новых серий электролизёров
- •4.2.2. Обжиг ванн после капитального ремонта
- •4.3. Пуск ванн на электролиз
- •4.4. Обслуживание ванн в период после пуска
- •Глава 5 работа электролизёра в нормальном технологическом режиме
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Температура электролита
- •5.3. Состав электролита, уровни металла и электролита
- •5.4. Регулирование состава электролита по температуре ликвидуса, перегрев электролита
- •5.5. Междуполюсное расстояние (мпр).
- •5.6. Форма рабочего пространства
- •5.7. Гашение анодных эффектов
- •5.8. Технологическое обслуживание электролизеров
- •5.9. Тепловые и энергетические балансы алюминиевых электролизёров
- •Глава 6 нарушения нормального хода электролизёра и пути их уСтранения
- •6.1. Горячий ход
- •6.2. Холодный ход ванны
- •6.3. «Зажатие» междуполюсного расстояния. Работа ванны «в борт»
- •6.4. Образование карбидов
- •6.5. Природа «шумов» и их устранение
- •6.6. Аварийные случаи в работе ванн
- •Глава 7 основы формирования и технологического обслуживания анодов
- •7.1. Самообжигающиеся аноды
- •7.1.1. Механизм формирования самообжигающихся анодов
- •7.1.2. Электрические характеристики
- •7.1.3. Технология самообжигающегося анода при использовании «сухой» анодной массы
- •7.1.4. Технология обслуживания анодов
- •7.1.5. Требования к качеству анодной массы
- •Технические требования к качеству анодной массы
- •7.1.6. Нарушения нормальной работы анодов
- •7.2. Обожженные аноды
- •7.2.1. Требования к качеству обожженных анодов
- •Перечень показателей качества по системе iso
- •7.2.2. Термическая устойчивость обожженных анодов
- •7.2.3. Особенности эксплуатации обожженных
- •7.2.4. Аноды с пазами
- •7.2.5. Обслуживание анодов
- •График замены анодов
- •Результаты измерений для вариантов схем замены анодов
- •7.2.5. Укрытие анодного массива
- •Ситовой состав укрывного материала, %
- •Глава 8 газоочистка и регенерация криолита
- •8. 1. Сбор и транспортировка анодных газов
- •8.2. Очистка газа
- •8.3. Производство криолита из растворов газоочистки
- •8.4. Извлечение криолита из угольной пены
- •Глава 9 энергоснабжение электролизных серий. Механизация и автоматизация процесса электролиза
- •9.1. Энергоснабжение электролизных серий
- •9.2. Механизация процессов обслуживания электролизеров.
- •9.3. Автоматическая система управления технологическим процессом (асутп)
- •9.4. Централизованная раздача и автоматизированное питание ванн глинозёмом
- •9.4.1. Общие положения
- •9.4.2. Конструкция систем апг
- •9.4.3. Автоматизированное управление работой апг
- •9.4.4.Управление питанием электролизёра при
- •9.4.5. Внутризаводская транспортировка глинозёма. Системы централизованной раздачи глинозёма (црг)
- •Глава 10 первичный алюминий как сырьё для переработки в товарные виды продукции
- •10.1. Алюминий-сырец и способы его рафинирования
- •Химический состав товарного алюминия, % ( примесей металлов, % не более)
- •10.2. Расчёт шихты для получения товарного алюминия
- •10.3. Первичная переработка алюминия-сырца
- •10.4. Сплавы на основе алюминия
- •Химический состав силуминов, % (max) *
- •10.5. Управление технологическим процессом
- •Список использованной литературы
- •Оглавление
- •Глава 2 42
- •Глава 3 50
- •Глава 4 91
- •Глава 5 105
- •Глава 7 163
- •Глава 9 240
7.1.5. Требования к качеству анодной массы
Принятые в алюминиевой промышленности требования к качеству анодной массы включают требования к исходной («зелёной») и к обожженной массе. Предварительным условием пригодности анодной массы могут служить надлежащие пластические свойства или, другими словами, её текучесть. Для оценки текучести массы наибольшее распространение получили два метода: по коэффициенту текучести (Кт) и по коэффициенту относительного удлинения (Коу).
Коэффициент текучести определяется следующим образом. Образец диаметром и высотой 50 мм устанавливается в вертикальном положении в нагревательном шкафу и выдерживается в течение 30 мин при температуре 170-200ºС (в зависимости от применяемого пека). При нагреве образец размягчается, проседает и его диаметр увеличивается; Кт рассчитывается по относительному увеличению диаметра в процентах.
При определении Коу цилиндр диаметром 25 мм и длиной
50 мм помещается на наклонную лодочку, которую ставят в нагревательный шкаф и выдерживают при температуре 220ºС. При нагреве образец растекается в длину. После его охлаждения Коу рассчитывают по относительному увеличению длины образца.
Для проведения дальнейших исследований анодную массу набивают в цилиндрический жестяной кожух и обжигают со скоростью 100ºС в час до конечной температуры 1000ºС. Из обожженной массы вытачивают цилиндрические образцы для дальнейших исследований. Контроль качества обожженной анодной массы состоит из определения следующих показателей: механической прочности (временного сопротивления сжатию), пористости, удельного электрического сопротивления (УЭС), разрушаемости в токе СО2 при 950ºС (суммы потерь массы от окисления образца и осыпания частиц углерода) или по остатку после окисления, содержания серы, зольности. Эти показатели и методики их определения частично регламентируются техническими условиями ТУ-48-5-50-86 (табл. 7.1). Другие показатели регламентируются технологическими инструкциями каждого предприятия.
Ограничение по содержанию примесей в анодной массе объясняется следующим. Кремний, железо и ванадий, входящие в состав золы, в процессе электролиза полностью или частично переходят в электролитический алюминий и снижают его сортность. Ванадий резко снижает электропроводность алюминия. Наличие солей натрия в анодной массе ослабляет устойчивость анода против окисления: при содержании натрия выше 500 ррм разрушаемость в токе СО2 возрастает с 30 до 60-100 мг/(см²ч).
Требования к качеству корректировочных сортов массы задаются техническими условиями каждого предприятия и учитывают специфику основного оборудования, качества исходного сырья (пеков и коксов), а также производственные традиции и навыки.
Таблица 7.1
Технические требования к качеству анодной массы
(ТУ 48-5-80-86)
Показатель качества |
Сорт АМ-0 |
Сорт АМ-1 |
Массовая доля влаги, % Предел прочности на сжатие, МПа Удельное электрическое сопротивление, мкОм·м Зольность, % Пористость, % Разрушаемость в атмосфере СО2, мг/(см²·ч) Содержание серы, %
|
0,9 30
75 0,5 30
40 0,9 |
0,9 30
75 1,0 30
60 1,4 |
Следует отметить, что хорошие физико-химические характеристики анодной массы не гарантируют высокие эксплуатационные свойства анодов. Это особенно характерно при использовании технологии «сухого» анода, когда качество обслуживания анода и способность выбрать оптимальные технологические параметры зависят от опыта персонала цехов электролиза.