Питание ванн глиноземом и очистка электролита от угля

29.01.2017

Питание нормально работающих ванн глиноземом производят при вспышке и без вспышки.
При нормальной работе ванны поверхность расплава покрыта застывшей коркой электролита, на которую насыпан глинозем. Находясь на корке, он подсушивается, подогревается и одновременно служит тепловой изоляцией, уменьшающей потери тепла ванной.
Когда концентрация растворенного в электролите глинозема понизится до 1—2%, в ванне возникнет анодный эффект. Это служит сигналом для погружения в электролит очередной порции глинозема, находящегося на корке электролита Глинозем погружают в электролит вместе с коркой, на которой он находится; для этого корку пробивают пневматическими отбойными молотками или другими специальными механизмами. Один из таких механизмов ударно-пневматического действия показан на рис. 89.
Питание ванн глиноземом и очистка электролита от угля

Почти во всех случаях вспышку гасят быстро. На нормаль ко работающей ванне эта операция занимает не белее 3—5 мин. За это время с боковой стороны ванны пробивают небольшой участок корки, длиной 1,5—2 м, и погружают ее в электролит вместе с глиноземом. После этого стальной шумовкой или деревянным шестом производят ликвидацию (гашение) анодного эффекта. Лучше всего для этой цели использовать сухой деревянный шест, который погружают в расплавленный электролит через отверстия в корке под анод. В электролите происходит горение и сухая перегонка древесины, сопровождающаяся выделением большого количества газообразных веществ, которые энергично перемешивают электролит. Когда вспышка «погасла», горящий шест извлекают из ванны и гасят погружением его в слой глинозема, находящегося на корке электролита соседней ванны. Применение деревянного шеста обеспечивает не только быстроту гашения вспышки, но и значительно уменьшает количество железа, попадающего в ванну в случае использования для этой цели стальной шумовки. При гашении вспышки стальной шумовкой часто бывают случаи замыкания анода и катода, в результате чего происходит оплавление шумовки.
После того, как вспышка погашена, сразу же приступают к пробивке остальной части корки электролита, с погружением eе вместе с глиноземом в электролит. Затем угольную пену сгоняют в одно место, перемешивают и снимают с поверхности электролита шумовкой. После этого заплескивают поверхность анода электролитом, который, застывая на поверхности анода в виде тонкой корочки, защищает его от окисления воздухом. После этого по вольтметру устанавливают нормальное напряжение на ванне, а на поверхность застывшей корки электролита насыпают очередную порцию глинозема и пробивают четыре отверстия (по два с каждой продольной стороны ванны) для выхода газа («огней») из-под корки электролита.
В настоящее время практикуют питание ванн глиноземом не только при вспышках, но и в целях предупреждения их. Это позволяет значительно уменьшить отрицательное влияние анодного эффекта на показатели работы ванны.
Сокращения числа вспышек достигают также увеличением порции глинозема, загружаемого в ванну. В настоящее время ведутся исследования по разработке таких конструкций ванн, которые позволяли бы непрерывно питать ванну глиноземом и тем самым полностью отказаться от анодных эффектов.
При предупреждении вспышки следует иметь в виду, что ванна при этом не получает дополнительного тепла, как при вспышке. Поэтому при предупреждении вспышек необходимо учитывать состояние ванны. Обычно вспышку предупреждают при достаточно подогретом электролите ванны.
Вспышку обычно не предупреждают на тех ваннах, уровень электролита в которых мал или в которых слишком много металла, а также если ванна новая и электролит ее кислый и плохо отделяет пену.
Если электролит плохо отделяет пену, то такую ванну обрабатывают во время вспышки, так как при более высокой температуре электролита и при меньшем содержании глинозема в электролите пена от электролита отделяется лучше.
Для предупреждения вспышек новаторы производства применяют следующий порядок операций.
При вспышке пробивают корку электролита и обрабатывают ванну с одной продольной стороны и один торец, т. е. корку электролита на ванне пробивают Г-образно. Затем, как и при обычной обработке ванны, производят снятие пены, оплескиваете анода и загрузку глинозема. Гарниссаж обрубают как можно шире.
Спустя 5—7 час. ванну «дообрабатывают», т. е. oбрабатывают вторую сторону и второй торец ванны. При этом перед обработкой пробивают «окна» в корке электролита и через них снимают угольную пену. Затем так же обрубают гарниссаж, оплескивают анод и загружают глинозем, как и при первой обработке. Через 11—12 час. после этого, или через 18 час. после вспышки, ведется повторная обработка ванны—одной стороны и торца ее.
После первого предупреждения (примерно через 6 час.) «дообрабатывают» вторую сторону и торец ванны Во время предупреждения пробивают «окна» и, снимают угольную пену. При таком способе обработки от одной вспышки до другой проходит 34—36 час.
Очистка электролита от угля. Электролит в ван не всегда содержит большее или меньшее количество угольных частичек. Источником появления их является угольный анод угольная футеровка ванны и химические процессы, протекающие в электролите. Больше всего угольных частичек появляется в электролите в результате разрушения анода, особенно если он обладает низкими физико-механическими свойствами, а также при небрежном обслуживании и уходе за ним.
Особенно сильное окисление и осыпание анода наблюдается тогда, когда поверхность его плохо заплескана электролитом, не отведены огни от анода и он плохо окучен глиноземом после обработки ванны.
Кроме тою, загрязнение электролита углем происходит при течи анодной массы через неплотности в кожухе анода. От угольной футеровки частицы поступают главным образом после обжига и разогрева ванны на угольном орешке или криптоле (угольных семечках) и в послепусковой период работы ванны, когда происходит, особенно при плохом качестве блоков, разрушение подины ванны.
В период нормальной работы ванны поступление частичек угля в электролит в результате разрушения угольной футеровки обычно незначительно и обусловливается, главным образом, окислением боковых угольных плит, выступающих из электролита, и некоторым разрушением подины ванны.
Попавший в ванну уголь крайне неблагоприятно влияет на процесс электролиза. Взвешенные в электролите частицы угля вызывают уменьшение его электропроводности, что приводит к перегреву ванны.
Загрязнение ванны углем может также привести к утечкам тока, так как загрязненный углем гарниссаж может проводить ток. Поэтому электролит тщательно очищают от частичек угля или, как говорят, от угольной пены.
Очистку электролита от угольной пены производят по мере ее накопления, причем не только во время полной обработки ванны, но и между отдельными обработками через специально проделанные отверстия (окна) в застывшей корке электролита. Во время полной обработки ванны, после того как анодный эффект ликвидирован, сразу же приступают к пробивке, остальной части корки электролита. После пробивки очередного участка корки электролита угольную пену тщательно промешивают шумовкой, чтобы в ней меньше содержалось глинозема и электролита. Затем угольную пену сгоняют в одно место, снимают ее шумовкой, дают электролиту по возможности стечь в ванну и сбрасывают в специальный стальной ящик.
В случае снятия угольной пены через специальные окна в местах, где их будут пробивать, отгребают глинозем к борту ванны. После этого в различных местах пробивают 4—5 отверстий (окон) и там, где будет обнаружена пена, с помощью специального скребка ее подтягивают к окну и шумовкой снимают с поверхности электролита в стальной ящик.
При снятии угольной пены обращают особое внимание на то, чтобы она не попадала в боковой гарниссаж и в углы ванны.
Угольная пена содержит не только частички угля, но и до 60—75% электролита.