Статьи

Глава XVI

ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА

§ 72. Обжиг, пуск и послепусковой период работы электролизеров

Обжиг и пуск электролизеров осуществляют после их монтажа в новых корпусах и после капитального ремонта или реконструкции — в действующих. При пуске электролизеров с самообжигающимися анодами после монтажа обжиг ведут для формирования нового анода и коксования набивных участков углеродистой футеровки катода, а также для прогрева катодного и анодного устройств. При пуске после капитального ремонта цель обжига сводится к формированию монолитной угольной футеровки подины и разогреву электролизера. Ту же цель, что и при пуске электролизера с самообжигающимся анодом преследуют после капитального ремонта или реконструкции при обжиге электролизеров с обожженными анодами.

Обжиг производится за счет тепла, выделяющегося при прохождении постоянного электрического тока через конструктивные элементы электролиза. Существуют различные виды обжига.

>Обжиг на “орешке” — коксе крупностью 20—50 мм, засыпаемом слоем до 150 мм между анодом и подиной. Этот вид обжига позволяет достичь более высоких температур разогрева подины. Основными недостатками обжига являются необходимость отключения электролизера перед пуском на 4—6ч для чистки “орешка” и остывание в этот период подины, высокие трудовые затраты и тяжелые условия труда. Этот вид обжига применяется, как правило, при пуске электролизеров с самообжигающимися анодами после капитального ремонта.

бжиг на “крупке” — углеродистом материале (обычно бой угольных блоков и отходы электродного производства) максимальной крупностью до 10 мм, засыпаемом между анодом и подиной слоем до 50—6O мм. При таком обжиге не требуется отключения электролизера перед пуском на чистку и создаются необходимые условия для высококачественного равномерного обжига подины. Недостаток способа — повышенное науглероживание электролита в первые дни пуска электролизера, которое вызывает повышенные трудовые затраты на извлечение кусочков угля из электролита.

Этот вид обжига применяется для электролизеров с предварительно обожженными анодами.

Обжиг вновь смонтированных электролизеров на алюминиевом листе — наиболее распространенный вид обжига. Постоянный электрический ток от распределительной анодной рамы через штыри и специальные стальные подставки, приваренные к концам штырей, поступает непосредственно на подину, от которой через катодные стержни отводится к катодной ошиновке. Несовершенство способа — в недостаточно высокой степени обжига подины.
Правда, оно частично компенсируется повышением на 6—10 % силы тока против проектной во время обжига.

Наиболее распространенным видом обжига электролизеров с самообжигающимся анодом после капитального ремонта является обжиг на жидком алюминии. Для этого в смонтированный электролизер за 1,5—2 дня до пуска заливают расплавленный алюминий с таким расчетом, чтобы между анодом и подиной образовался зазор в 20—30 мм. Основным недостатком такого вида обжига является термический удар, который претерпевает подина
электролизера от заливки расплавленного алюминия. Для устранения этого недостатка практикуется предварительный прогрев подины теплом сгорания газообразного или жидкого топлива в факеле специальных форсунок. В последнее время практикуется такой предварительный обжиг подины и затем пуск электролизеров на электролите без заливки металла. При этом способе достигается более равномерная пропитка подины фтористыми солями
и практически исключается вытекание расплава из шихты ванны.

Подготовка к обжигу

Перед началом обжига новых электролизеров все строительные и монтажные работы как в электролизном корпусе, так и во вспомогательных цехах, входящих в пусковой комплекс по проекту, должны быть закончены и приняты государственной комиссией.

Техническим руководством завода составляется график обжига и пуска электролизеров корпуса, учитывающий особенности их конструкции и единичную мощность. В этом графике предусматривается подключение корпуса при силе тока 20—30 кА и подъем силы тока до максимальной величины, которая на 6—10 % выше эксплуатационной, за 40—55 ч, а также пуск первых электролизеров после 72 ч обжига по 10—20 шт. в сутки без снижения силы тока и без перерывов между обжигом и пуском.

До подключения на обжиг электролизеров с самообжигающимися анодами проверяют ошиновку, состояние контактов и подъемных механизмов, наличие и исправность сигнальных приборов, отсутствие контактов между штырями и конструкцией кожуха, равномерность и высоту загрузки анодной массы, надежность обечайки, правильность установки штырей, анодного кожуха, рамы и газосборного колокола, наличие стальных теплоизоляционных крышек. Пусковое сырье подвозят к электролизерам н размещают с таким расчетом, чтобы обеспечить их бесперебойный пуск: подготавливают инструмент, приспособления и материалы.

Вытяжную вентиляцию на период обжига и пуска электролизеров отключают во избежание загрязнения ее летучими составляющими пека и загорания их в газоходах, а весь рабочий и инженерно-технический персонал в соответствии с правилами по технике безопасности получает специальные индивидуальные защитные средства: защитную пасту, респираторы, марлевые повязки, предохранительные очки и др.

После выполнения всех перечисленных выше условий осуществляют пробное кратковременное включение корпуса на силу тока 5—10 кА для проверки изоляции, правильности подключения приборов и качества установки штырей

Обжиг электролизеров Подключение нового корпуса на обжиг и подъем силы тока осуществляют по графику обжига и пуска электролизеров. В зависимости от хода обжига график подъема тока можно корректировать.

Если корпус оборудован электролизерами с самообжигающимися анодами, то с самого начала обжига наблюдают за расплавлением массы в анодах. Для предотвращения образования пустот вокруг отдельных штырей разогревшуюся массу уплотняют.

В этом случае за обжигом следят по результатам измерений высоты конуса спекания в различных точках анода, по бурлению массы, интенсивности выделения летучих составляющих пека, степени нагрева штырей и измерения таковой нагрузки на них. Регулирование обжига осуществляют временным отключением штырей, заменой холодных штырей разогретыми. Общее число одновременно отключенных штырей лимитируется максимальной расчетной величиной силы тока, приходящейся на один штырь.

По мере роста конуса спекания загружают анодную массу из расчета, чтобы уровень жидкой массы в точке максимального конуса спекания был не менее 200 мм. Появившиеся течи пека или разогретой анодной массы через неплотности в алюминиевой обечайке немедленно устраняют. Обжиг электролизеров этого типа считается законченным, когда средняя высота конуса спекания достигнет 700 мм (минимальная 500 мм), а температура подины
под центральной частью анода будет по ниже 850 °С. Конец обжига можно вести на жидком алюминии, заливаемом за несколько часов до пуска.

Регулирование обжига подины электролизера с предварительно обожженными анодами осуществляют уплотнением углеродистой подсыпки и кратковременным отключением отдельных анодов.

Надежный контакт между анодом и подиной при обжиге электролизеров после капитального ремонта обеспечивается заливкой расплавленного алюминия; для улучшения начальных условий обжига предварительно нагревают подину. Высокотемпературный обжиг электролизеров после капитального ремонта достигается
в результате дополнительной подпитки током (от передвижного агрегата) и специального утепления катодного устройства.

Основное отличие обжига электролизеpa после капитального ремонта от обжига новых заключается в том, что его ведут при полной силе тока серии из-за сложности подключения устройств по регулированию подъема силы тока и выполнения этой операции. В отдельных случаях для уменьшения токовой нагрузки в первое время после подключения на обжиг применяют специальные шунты — реостаты, включаемые параллельно обжигаемому электролизеру и позволяющие снизить токовую нагрузку на 50%.

Пуск электролизеров

Пуск нового корпуса начинают с тех электролизеров, обжиг которых закончен. Перед пуском очищают периферию шахты катодного устройства от загрязнений, удаляют распорки, подключают все ранее отключенные штыри, проверяют контакты всех штырей и механизмов подъема анода. Затем загружают в ванну пусковые материалы в следующей последовательности: на подину ровным слоем вокруг анода засыпают определенное расчетом ко
личество фтористого кальция; поверх фтористого кальция ровным слоем засыпают фтористый натрий, количество которого принимают из расчета получения расплавленного электролита с криолитовым отношением 3,0; поверх фтористого натрия загружают свежий или флотационный криолит в таком количестве, чтобы шахта ванны была заполнена до уровня фланцевого листа.

При загрузке в электролизеры пускового сырья необходимо предусмотреть в двух местах по продольным сторонам шахты проемы для последующей заливки жидкого электролита и металла.

Эти проемы, как правило, выкладывают из застывшего (оборотного) электролита.

В электролизеры с предварительно обожженными анодами пусковое сырье загружают перед началом обжига, и оно служит дополнительным утеплителем.

Расплавленный алюминий и электролит для пуска берут из действующих электролизеров, а для пуска первых ванн нового алюминиевого завода расплавленный электролит приготавливают в специально сооруженных для этого печах. Иногда осуществляют так называемый сухой пуск первого электролизера — электролит наплавляют непосредственно в электролизере. Такой пуск нежелателен, так как может привести к преждевременному выходу электролизера из строя.

Пуск электролизера, независимо от типа его конструкции, начинается с момента заливки в него жидкого электролита. Электролит заливают в шахту ванны большой струёй, чтобы он успел попасть под анод, который с момента начала заливки поднимают со скоростью, обеспечивающей напряжение на электролизере 10-
20В. В один электролизер заливают максимально возможное количество электролита, а затем электролит наплавляют, загружая свежий криолит с добавкой фтористого натрия для поддержания криолитового отношения в пределах 3,0.

После наплавления электролита в электролизер заливают расплавленный алюминий, а электролит очищают от угольной мелочи (пены), образующейся, как правило, вследствие осыпаемости анода. Напряжение устанавливают 8—9В. При этом необходимо обеспечить равномерное распределение тока по аноду и выделение
газа по всему его периметру. Температура электролита должна быть 970—990 °С. Поверхность электролита присыпают свежим криолитом и небольшой порцией глинозема

Послепусковой период работы электролизеров

Рабочее напряжение на пущенном электролизере снижают до 4,2—4,5В постепенно в течение 5—10 сут, руководствуясь технологическим состоянием электролизера, температурой электролита (960—970°С) и интенсивностью анодного процесса—равномерным выделением газов вокруг анода. В первые дни после пуска особое
внимание уделяют тщательному и своевременному удалению из электролита угольной пены; для лучшего отделения угольной пены от электролита добиваются нормализации его состава и температуры. При необходимости науглероженный электролит заменяют новым для предотвращения карбидообразования.

В этот период состояние электролизера характеризуется специфическими особенностями Так как катодное устройство недостаточно прогрето, тепловой режим электролизера крайне неустойчив. Для его выравнивания необходимо поддерживать повышенное напряжение и допускать частые анодные эффекты.

Угольная футеровка нового электролизера обладает способностью поглощать в первую очередь фтористый натрий, поэтому для поддержания оптимального состава электролита в этот период необходимо давать повышенное количество фтористого натрия.

Кроме того, футеровка электролизера в начальный период пропитывается электролитом, а повышенная его температура способствует интенсивному улетучиванию. Поэтому расход фтористых солей в этот период наиболее высок.

Для компенсации потерь расплава на пропитку футеровки и улетучивание в пусковой электролизер дают увеличенную загрузку криолита и производят корректировку электролита фтористым натрием или содой. Криолитовое отношение поддерживают 2,7—2,9.

Для поднятия уровня алюминия в электролизере и вывода его на оптимальный (нормальный) технологический режим загружают твердый или жидкий алюминий или задерживают выливку металла Чаще оба этих способа вывода электролизера на оптимальный режим совмещают. По окончании пуска последних электролизеров в корпусе устанавливают рабочую силу тока.

Вывод электролизеров на нормальный режим в основном осуществляется в течение 10—15 cyт (послепусковой период). За это время тепловой режим электролизера должен стабилизироваться, вдоль периферии шахты ванны должны образоваться устойчивые боковые и подовые настыли из застывшего электролита (рис 117).

Эти настыли формируют рабочее пространство электролизной ванны Для создания устойчивых крутопадающих настылей, заканчивающихся на подине по периметру анода, которые, как показала практика работы, наиболее предпочтительны, в послепусковой период применяется учащенная схема обработки электролизера.

Рис 117 Схематический разрез paбочего пространства электролизной ванны:

1- анод, 2—глинозем, 3—корка электролита, 4 боковой гарниссаж., 5—подовая настьль, 6—металл, 7 - электролит

Выливаемый из ванны алюминий к концу послепускового периода должен содержать не более 0,30—0,35 % примесей, к этому же времени рабочее напряжение и производительность электролизера должны достичь проектной величины.

§ 73. Нормальная работа электролизеров

Период нормальной работы электролизера начинается с момента установления на нем равновесия между приходом и расходом тепла, т.е. момента наступления теплового равновесия всей системы.

Нормальная работа алюминиевых электролизных ванн характеризуется параметрами энергетического и технологического режима, рассчитанными при проектировании в зависимости от конструктивных особенностей электролизеров. К этим параметрам относятся сила тока, рабочее и среднее напряжение, температура
электролита, количество металла и электролита, перепад напряжения в подине ванны, состав электролита, частота и продолжительность анодных эффектов, форма рабочего пространства, а также технологические параметры формирования самообжигающихся анодов.

Силу тока серии устанавливают в зависимости от размеров, конструкции н технологического состояния электролизеров, а регулируют её, исходя из технических возможностей оборудования преобразовательной подстанции. Среднюю силу тока серии вычисляют на основании средней мощности, потребляемой серией, и среднего напряжения. Среднюю мощность, потребляемую серией, определяют по величине расхода электроэнергии постоянного тока, технологической электроэнергии переменного тока и коэффициента преобразования, включающего расход электроэнергии подстанцией на собственные нужды и потерю энергии в шинопроводе от подстанции до электролизной серии. При наличии достаточно точных средств учета силы тока среднесуточную силу тока определяют
по показаниям счетчиков ампер-часов. Среднемесячное значение силы тока рассчитывают по потребляемой мощности постоянного тока.

Среднее напряжение серии вычисляют по показателям серийных счетчиков вольт-часов. Расчет и контроль силы тока и напряжения серии осуществляются персоналом преобразовательной подстанции.

Рабочее напряжение электролизера контролируют по показателям вольтметров, установленных на электролизерах, и поддерживают в пределах, оговоренных в рабочих технологических инструкциях. Для различных типов электролизеров рабочее напряжение составляет 3,8—4,3В. Рабочее напряжение электролизеров,
как правило, регулируется автоматически и поддерживается в пределах заданной уставки по сопротивлению.

Среднее напряжение электролизера состоит из рабочего напряжения, напряжения анодных эффектов и перепада напряжения в ошиновке между электролизерами; рассчитывается по показанию серийных вольтметров.

Температуру электролита на нормально работающем электролизере поддерживают в пределах 950—965°С. Как уже отмечалось, этот параметр оказывает наибольшее влияние на производительность электролизера, поэтому все операции технологического процесса подчинены одной цели — поддержанию температуры электролита на нижнем пределе, вплоть до снижения силы тока па серии.

Количество технологического алюминия в электролизере характеризуется высотой столба (уровнем) металла в шахте ванны.

Уровень металла в силу высокой теплопроводности алюминия позволяет регулировать теплоотдачу электролизера: чем выше этот уровень, тем больше тепла отводится через боковые поверхности катодного узла электролизера. Увеличение уровня металла способствует интенсификации (повышению силы тока) процесса электролиза.

Однако повышенный уровень металла осложняет ведение технологического процесса—увеличивается образование глиноземистых осадков на подине, наблюдается образование пологих подовых настылей, что снижает выход по току и в конечном итоге—производительность электролизера. Поэтому для каждой конструкции электролизеров в зависимости от выбранной технологии процесса в рабочей технологической инструкции указывается оптимальный уровень технологического металла — уровень металла в шахте ванны после очередной выливки.

В современной практике ведения процесса электролиза алюминия наблюдаются две тенденции. Там, где стоимость электрической энергии относительно низка, предпочитают работать в интенсифицированном режиме—со сравнительно высоким уровнем технологического металла (300—450 мм). В районах с дорогой
электроэнергией предпочитают работать в менее интенсифицированном режиме—с уровнем металла 150—250 мм. Развитие техники и технологии отечественной алюминиевой промышленности в основном идет по пути максимальной интенсификации процесса электролиза.

Количество электролита определяется его уровнем в шахте ванны. Как известно, промышленные электролиты характеризуются предельной растворимостью глинозема, поэтому снижение уровня электролита приводит к образованию осадков и к более частому возникновению анодных эффектов. При чрезмерном же повышении уровня электролита увеличивается перепад напряжения в зоне анод—электролит за счет контакта боковой поверхности анода
с электролитом.

Практика ведения технологического процесса показывает, что оптимальный уровень электролита для электролизеров с самообжигающимися анодами 150—180 мм, а для электролизеров с предварительно обожженными анодами 200—220 мм.

Состав электролита наиболее существенно влияет на техникоэкономические показатели работы электролизера. В предыдущей главе подробно рассматривалось влияние различных факторoв и составляющих электролита на его свойства. Многочисленными научно-исследовательскими работами установлено, а промышленной практикой подтверждено, что при прочих равных условиях лучшие показатели технологического процесса достигаются при
электролите с криолитовым отношением 2,6—2,85 в зависимости от типа электролизеров и суммарном содержании добавок до 9,0 %.

Наиболее часто в практике алюминиевой промышленности в качестве добавок к электролиту используют фтористые соли лития, кальция и магния; иногда — хлористый натрий.

Анодные эффекты (вспышки) подразделяются на “тусклые” (менее 10В), “средние” (менее 25В), “мигающие” (напряжение вспышки резко изменяется) и “ясные” (выше 25В). По характеру вспышек контролируют работу электролизера. В нормально работающем электролизере напряжение анодного эффекта мгновенно поднимается от 4,3—4,5 до 25 В, а иногда и выше. Контрольная лампочка горит ярко и не гаснет в течение всей вспышки. Возникновение вспышек другого характера указывает на отклонения от нормальной работы электролизера.

Анодные эффекты оказывают существенное влияние на тепловой режим электролизера и при необходимости могут быть использованы для разогрева расплава. Вместе с тем следует постоянно помнить, что во время анодного эффекта и сразу же после его устранения резко снижается производительность электролизера (одна из причин снижения выхода по току), а расход электрической энергии в этот период при неизменной силе тока возрастает во столько раз, во сколько величина напряжения анодного эффекта выше величины рабочего напряжения на нормально работающем электролизере. Следовательно, производительность электролизера (серии, цеха, завода) находится в прямой зависимости от продолжительности и (частоты) анодных эффектов. Величина потери производительности электролизера (серии, цеха, завода) для определенной продолжительности и частоты анодных эффектов, выраженная в процентах, постоянна. Если принять производительность электролизера во время анодного эффекта равной
нулю, то при продолжительности анодного эффекта (n), равной 1 мин, и частоте (m), равной единице в сутки на одном электролизере, величина потери производительности электролизера (цеха, серии,завода) составляет 0,0694 %.

Для определения потери (р,т) алюминия от анодных эффектов в каждом конкретном случае достаточно иметь данные о производительности (Р, т) электролизера (серии, цеха, завода), продолжительности (мин) и частоте анодных эффектов (количестве в сутки на один электролизер: p==6,94.10^-4 Ртп.

Для определения потерь алюминия, выраженных в процентах, можно использовать зависимость р==6,94.10^-2 тп.

При этом необходимо знать, что данная зависимость учитывает минимальные потери алюминия только за время протекания анодного эффекта. Однако некоторое время после анодного эффекта электролизер работает с пониженной производительностью. Количественную величину этих потерь учесть невозможно.

Известно, что расход электрической энергии пропорционален частоте (m), продолжительности (n, мин), напряжению (V, В) анодного эффекта и возрастает пропорционально росту мощности электролизеров.

Производя простейшие расчеты, легко убедиться, что при возникновении анодного эффекта только на одном современном электролизере большой мощности (сила тока 150—175 кЛ) продолжительностью 1,5 мни и напряжением 30 В расход электрической энергии с учетом снижения производительности электролизера составит 120—140 кВт.ч. Этой энергии достаточно, чтобы полностью удовлетворить месячную потребность в ней благоустроенной городской квартиры.

Для определения удельного расхода электрической энергии (W, кВт.ч/т) от анодного эффекта можно пользоваться зависимостью W =206,68mnV : η_т, где η_т — выход по току, %.

Анализ работы отечественных и зарубежных серий электролиза алюминия показывает, что число анодных эффектов в сутки на каждом электролизере колеблется в значительных пределах—от 0,3 до 3, а их продолжительность — от 1 до 4 мни, что указывает на имеющиеся резервы увеличения производительности электролизеров (серий, цехов, заводов) и дальнейшего снижения расхода электрической энергии.

Пользуясь приведенными зависимостями, легко подсчитать, что при частоте вспышек, равной 0,5 в сутки, достаточной для контроля за ходом процесса, и их продолжительности не более 1 мин, что вполне достижимо при современном уровне техники, по сравнению с режимом, когда возникают два анодных эффекта в сутки
на каждом электролизе продолжительностью 3 мин каждый, можно увеличить производительность электролизера (серии, цеха, завода) как минимум на 0,4 % и добиться снижения удельного расхода электрической энергии при напряжении вспышки в обоих случаях 30 В и выходе по току 85 % в размере 403 кВт.ч/т.

Для серии производительностью 100 тыс. т алюминия в год минимальный прирост производства алюминия в приведенных выше условиях составит около 400 т, а снижение расхода электрической энергии за этот период 40,3 млн. кВт.ч, что обеспечит потребность в электроэнергии городского района с населением около 25 тыс. жителей в течение года.

Форма рабочего пространства нормально работающего электролизера характеризуется обязательным наличием защитных гарниссажей в зоне электролита, крутопадающей настылью в зоне металла и отсутствием осадка и настыли на подине под анодом.

Создание и постоянное поддержание указанной формы рабочего пространства — задача обслуживающего персонала.

Перепад напряжения в подине электролизера во многом зависит от формы рабочего пространства ванны и определяется путем измерения специальными щупами падения напряжения на участке жидкий алюминий — катодный стержень. На нормально работающем электролизере перепад напряжения в подине составляет 0,3—
0,4 В; увеличение перепада свидетельствует о наличии на подине осадков или пастылей.

При определении характера работы ванны необходимо принимать во внимание, что по мере увеличения срока эксплуатации электролизера перепад напряжения в подине имеет тенденцию к увеличению.

Основными технологическими параметрами, определяющими правильность формирования самообжигающегося анода, являются:

высота конуса спекания, уровень и температура жидкой анодной массы; для электролизера с верхним токоподводом — минимальное расстояние от штырей до подошвы анода, число горизонтов, на которые устанавливаются штыри, шаг перестановки штырей, высота выступающих частей конструкции, применяемых для охлаждения жидкой части анода. Для электролизеров с боковым токоподводом такими параметрами будут: число рядов, шаг забивки, длина незабитой части и угол забивки штырей.

При постоянном наблюдении обслуживающего персонала за этими параметрами возможно своевременное устранение возникающих неполадок и обеспечение оптимальных условий формирования анода, от качества которого во многом зависят все техникоэкономические показатели работы электролизера.

Наблюдение за технологическим процессом в каждом электролизере осуществляется обслуживающим персоналом постоянно.
Нормальная работа электролизера любой конструкции, кроме вышеперечисленных параметров, характеризуется целым рядом внешних признаков.

Газы из-под анода должны выделяться равномерно по всему его периметру и иметь фиолетово-синий цвет. В конструкциях электролизеров с боковым токоподводом и предварительно обожженными анодами технологической инструкцией предусматриваются специальные отверстия в корке электролита для отвода газов.

Корка электролита должна быть одинаковой толщины вокруг всего анода, а угольная пена — хорошо отделяться от электролита.
Рабочее напряжение должно быть устойчивым, без колебаний, что легко определить, следя за стрелкой вольтметра.

На ломике, вынутом из расплава после измерения уровней жидкого алюминия и электролита, должна быть четкая граница между металлом и электролитом. Отсутствие такой границы свидетельствует, как правило, о повышенной температуре расплава.

Во всех случаях при нарушении технологического режима обслуживающий персонал должен установить причину нарушения и принять меры к его устранению.

§ 74. Обслуживание электролизеров

Обработка ванн и загрузка в них глинозема

Основные задачи обработки электролизера—загрузка очередной порции глинозема в электролит и поддержание в оптимальном состоянии настылей и гарниссажа. Мировая практика алюминиевой промышленности знает множество способов осуществления этих операций.

Прежде всего следует отметить, что в настоящее время повсеместно перешли на обработку электролизеров, предупреждающую анодные эффекты, в отличие от ранее применяемой практики обработки электролизеров по мере возникновения на них анодных эффектов. В последние годы наблюдается тенденция к применению
схем непрерывного питания электролизеров глиноземом. Для этого применяются различные конструкции механизмов и электронновычислительная техника, обеспечивающая выполнение заданной программы исполнительными механизмами.

Ставшая уже классической схема обработки электролизеров заключается в периодическом разрушении вокруг анода корки электролита и погружении ее вместе с очередной порцией глинозема в расплав с последующим перемешиванием, подтягиванием к борту кусков корки, удалением при необходимости угольной пены, оплескиванием боковых поверхностей анода электролитом для предохранения их от окисления и загрузкой очередной порции
глинозема на вновь образовавшуюся корку электролита.

Эти операции не исключаются полностью и при применении схем обслуживания электролизеров в режиме непрерывного питания глиноземом, так как в этом случае также остается необходимость периодического обновления гарниссажа. Только операция разрушения всей корки вокруг анода при непрерывном питании производится во много раз реже, чем при периодическом.

Для выполнения операций обработки электролизера создано множество механизмов. По количеству операций, выполняемыходной машиной, их можно подразделить на многооперационные и целевого назначения; по принципу перемещения—на рельсовые и автономного перемещения; по принципу, приводящему их в действие,— на пневматические, электрические и с использованием двигателей внутреннего сгорания. Выбор тех или других конструкций машин обусловлен типом электролизеров.

Рис. 118. Пробивка корки электролита машиной на пневматическом ходу

Электролизеры средней мощности с боковым и верхним токоподводом, как правило, обслуживаются пневматическими машинами целевого назначения. На рис. 118 приведена одна из конструкций машины такого типа для пробивания корки электролита.

Перемещение машины осуществляется пневмодвигателем, работающим на сжатом воздухе, который подводится по гибкому резиновому шлангу от корпусной сети. Механизм для разрушения корки электролита представляет собой пневмомолот ударного действия, приводимый в движение также сжатым воздухом. Для загрузки глинозема в ванны этого типа, в конструкции которых не предусмотрены бункера для глинозема, применяются бункера
для загрузки глинозема, передвигающиеся на стандартных электрокарах (рис. 19). К электролизерам, в конструкции которых
предусмотрены специальные бункера, глинозем транспортируется системой аэрожелобов или полуавтоматическими бункерами, перемещаемыми электромостовыми кранами.

Для обслуживания электролизеров большой мощности применяются машины повышенной производительности как многооперационного действия, так и целевого назначения.

Одна из разновидностей таких машин изображена на рис. 120 Эта напольно-рельсовая многооперационная машина предназначена для обслуживания электролизеров большой мощности с верхним токоподводом.

Она выполняет следующие операции: разрушение корки электролита, загрузку глинозема и загрузку анодной массы Внедрение
многооперационных машин большой производительности создает предпосылки для автоматизации их управления с использованием программных устройств. В тех корпусах электролиза, где по архитектурно-строительным особенностям применить напольно-

Рис. 121. Mашина типа МПК-5

рельсовые многооперационные машины невозможно, применяются высокопроизводительные машины с индивидуальным приводом.

Для обслуживания электролизеров большой мощности с предварительно обожженным анодом все чаще применяется автоматизированное непрерывное питание глиноземом, а также высокопроизводительные машины автономного действия целевого назначения типа МПК-5 (рис. 121) и большегрузные бункера для доставки
глинозема на базе тракторного шасси (рис. 122).

Для электролизеров средней мощности с боковым токоподводом в настоящее время широко внедряется система обслуживания с применением автоматизированного непрерывного питания глиноземом в сочетании с обработкой пневматическими машинами (рис. 123). В трубе 2 перемещается сжатым воздухом шток 4 с бойком 1 на конце. При перемещении штока вниз боек пробивает в корке отверстие, а и это время дозатор 3 открывается снизу,

и из него высыпается порция глинозема. При перемещении штока вверх дозатор скрывается снизу, а открывается сверху, и в него из бункера 5 насыпается глинозем.

Кроме устройств точечного типа, принципиальные схемы которых рассмотрены выше, для непрерывного питания электролизеров применяют устройства балочного типа. В этих устройствах рабочим органом служит клиновидная балка, разрушающая корку электролита на значительной поверхности, а для засыпки глинозема служат дозирующие устройства.
Такие системы наиболее широко применяются на электролизерах с предварительно обожженными анодами. Устанавливают их, как правило, вдоль центральной продольной оси электролизера между рядами
анодных блоков.

Обработку электролизеров, не оснащенных установками для автоматизированного питания глиноземом, можно осуществить различными методами, которые выбирают с учетом конструктивных и технологических особенностей электролизера. Для нормально работающих электролизеров применяют, как правило, поточно-регламентированный метод с предупреждением анодных эффектов. Суть этого метода заключается в частичной обработке электролизера (корка электролита разрушается только с одной продольной стороны) в строго регламентированное время Частоту такой обработки устанавливают расчетным путем, исходя из количества глинозема, поступающего одновременно в электролизер. Поточной схема обработки называется потому, что в один поток обработки включена группа электролизеров. Применение такой схемы или ее разновидностей, как, например, обработка неполной стороны, позволяет с большой эффективностью использовать механизмы и повышать производительность труда.

Не реже одного раза в 10 дней осуществляют технологическую обработку каждой стороны электролизера. Такую обработку, как правило, проводят после анодного эффекта. При технологической обработке электролизера проверяют состояние подошвы анода, при необходимости снимают угольную пену, подтягивают к бортам ванны осадок и контролируют форму ее рабочего пространства. Участки ванны с настылями и гарниссажем недостаточного
размера охлаждают застывшим (оборотным) электролитом. При применении любой из схем обработки обязательна обработка торцов ванн не реже чем один раз в 4—5 дней.

Для устранения анодного эффекта пробивают корку электролита на половине или четверти продольной стороны электролизера и под анод вводят деревянную рейку, сгорание которой в расплаве способствует интенсивному перемешиванию расплава и тем самым ускорению растворения глинозема в нем. Кроме того, согласно
современной гипотезе о природе анодного эффекта, выделяющиеся в результате пиролиза древесины водород и углеводородные соединения способствуют разрушению газовой пленки на подошве анода и тем самым—прекращению анодного эффекта. После л