Обслуживание анодов

29.01.2017

Окисление («сгорание) нижней части анодов вызывает необходимость наращивания анода, если ванна оборудована непрерывным самообжигающимся анодом, или замены отработанных анодов новыми, если ванна снабжена обожженными анодами.
Обслуживание анодов является одной из наиболее ответственных и трудоемких работ, правильное и своевременное выполнение которых имеет очень важное значение для нормальной работы ванн. Нормальная работа ванны без качественных анодов невозможна. Все работы, связанные с обслуживанием анодов, производят по заранее составленному графику.
Обслуживание непрерывных самообжигающихся анодов с боковым подводом тока заключается в выполнении следующих операций:
1) зачистки контакта анодный спуск — штырь и переключения медных шинок с одного ряда штырей на следующий ряд;
2) извлечения нижнего ряда штырей;
3) подъема анодной рамы;
4) забивки штырей в анод;
5) наращивания алюминиевого кожуха;
6) загрузки анодной массы в кожух анода;
7) регулирования анода.
Переключение медных шинок производят тогда, когда анод сработался настолько, что подводящие ток штыри первого (нижнего) ряда находятся у самой корки электролита. В этом случае шинки первого ряда штырей переключают на третий ряд. Если переключить сразу шинки всего ряда, падение напряжения в аноде может возрасти на 0,5—0,6 в, что приведет к повышенному расходу электроэнергии. Поэтому обычно переключение производят в два приема: половину шинок (через штьрь) переключают за сутки до извлечения штырей, остальные — непосредственно перед извлечением штырей из анода.
Все работы по переключению и зачистке контактной поверхности шинок во избежание попадания медной окалины в ванну производят над алюминиевым противнем, который устанавливают на борту ванны. Для обеспечения хорошего контакта между шинкой и штырем тщательно очищают окалину с контактных поверхностей шинок специальной пневматической машинкой, а контактную поверхность штырей иногда дополнительно натирают медной пластинкой. Особое внимание уделяют затяжке ключом контакта; при «слабой затяжке контактов получаются большие дополнительные потери электроэнергии в аноде.
Падение напряжения в контакте шинка — штырь не должно превышать в случае болтового крепления 10—13 мв и в случае клинового крепления 4—7 мв.
Извлечение нижнего ряда штырей из тела анода — весьма трудоемкая операция. Для извлечения штыря необходимо приложить усилия, иногда доходящие до 20 т.
В начале внедрения алюминиевых ванн с непрерывными самообжигающимися анодами извлечение штырей производили вручную с помощью специального ключа и рычагов. В настоящее время эту операцию осуществляют при помощи специальных механизмов, обычно ударно-пневматического действия, которые извлекают штырь из анода за несколько секунд.
Обслуживание анодов

Один из таких механизмов показан на рис. 92. Он состоит из цилиндра закрытого с обеих сторон крышками 2. В цилиндре установлен шток 3, на стержень которого насажен поршень 4. На поршень и головку штока надеты поршневые кольца 5 из маслостойкой резины. Для соединения штока с извлекаемой деталью (штырем) служит захват 6, который соединен со штоком конической разъемной втулкой. Соединение захвата и штыря осуществляется стержнем (чекой), вставленным в отверстие 7 захвата. Для ликвидации зазора между захватом и головкой штыря вставляют натяжной клин 8.
Механизм смонтирован на двухколесной тележке 13. Подъем цилиндра до нужного наклона производится вращением штурвала 10, винт 11 которого связан с цилиндром посредством дуги.
Перед тем как приступить к извлечению штырей, их освобождают от нагрузки — веса анода. Для этого анод подвешивают на временные тяги, концы которых закрепляют — один за головку штыря второго ряда, а второй за специальную петлю на несущей конструкции и натягивают их с помощью винтовой стяжки — талрепа (рис. 93). Количество временных тяг устанавливают в зависимости от величины анода, но не менее шести.
Обслуживание анодов

Все тяги должны быть натянуты равномерно и воспринимать одинаковую часть веса анода. Анодную раму несколько опускают и освобождают от нагрузки. Головки штырей очищают от натеков электролита, анодной массы и приступают к выемке штырей.
Для извлечения штыря механизм (рис. 94) подкатывают к Банне и устанавливают так, чтобы осевая линия штока 2 находилась на одной прямой с осевой линией извлекаемого штыря. Затем соединяют штырь и захват механизма с помощью чеки к уплотняют соединение натяжным клином.
Обслуживание анодов

После подачи сжатого воздуха поршень, ударяя о головку штока, заставляет последний извлечь штырь.
Оставшиеся после выемки штырей отверстия для защиты анода от окисления засыпают глиноземом, криолитом или заплескивают жидким электролитом.
Извлеченные штыри вывозят в подсобное отделение цеха, где их тщательно осматривают и сортируют. Штыри, потерявшие правильную форму, направляют на правку под воздушно-пневматический молот. Штыри нормальной формы поступают на чистку песком. Цель чистки — снять с поверхности штыря приставшую анодную массу, а также слой окалины, образовавшийся при соприкосновении горячего штыря с воздухом. Дефектные штыри отбраковывают.
Подъем анодной рамы производят без задержки сразу же после извлечения всех штырей. Какая-либо задержка этой операции недопустима, так как при висящем на временных тягах аноде невозможно регулировать напряжение, а в случае аварии (например, прорыва электролита или металла) мы не сможем опустить анод на подину и этим предотвратить разрыв цепи электрического тока серии.
Подъем анодной рамы производят до тех пор, пока штыри второго ряда не лягут на серьги анодной рамы, а временные тяги не освободятся от веса анода, после чего их (тяги) снимают. Иногда, когда нет уверенности, что штыри, ка которых после перетяжки рамы должен висеть анод, полностью находятся в конусе спекания, временные тяги не снимают, оставляя их еще на сутки. Забивку верхнего (четвертого) ряда штырей в анод производят через 1—2 дня после извлечения нижнего ряда штырей и перетяжки рамы с таким расчетом, чтобы конус спекания не поднялся еще до места забивки штырей и не мешал забивке.
Перед забивкой штырек в алюминиевом кожухе с помощью специального пробойника делают отверстия. В них вставляют подготовленные заранее штыри, которые забивают кувалдой в тело иногда под углом 15—20° по отношению к горизонту ка глубину около 450—500 мм. Головка штыря должна находиться на расстоянии 60—70 мм от алюминиевой обичайки. Если штырь забить глубже, то будут затруднены подключение шинок и последующее извлечение штыря. Контактные поверхности забитых штырей, во избежание ухудшения контакта шинка — штырь и порчи шинок, должны быть строго вертикальными.
При забивке штырей следят за тем, чтобы выдерживалось нужное расстояние как по вертикальной, так я по горизонтальной осям. В случае смешения штырей от заданной вертикальной линии затрудняется подвеска анода, когда они окажутся нижним рядом, а в случае смещения их по горизонтальной линии штыри могут лечь на раму, что приведет к нарушению целостности кожуха во время перетяжки анодной рамы и обрыв) в ней отдельных ребер жесткости.
В настоящее время штыри забивают в анод при помощи специального механизма ударно-пневматического действия системы И.А. Аникина, который сокращает затраты рабочего времени и облегчает труд рабочих при забивке штырей. Он состоит (рис. 95) из отбойного молотка 5, который смонтирован на специальной раме 9 вместе с цилиндром 7 и штоком 6. Шток соединен с пневматическим молотком так, чтобы можно было осуществлять возвратно поступательное движение молотка. Сжатый воздух (4—5 ат) подводится к отбойному молотку 5 и от него отводится к золотниковому устройству 11.
Обслуживание анодов

С помощью золотникового устройства осуществляется подача воздуха то в левую, то в правую полость цилиндра 7. Шток вместе с отбойным молотком начинает перемещаться по направляющим машинки, в результате чего происходит забивка штыря 3.
По окончании забивки штыря производят переключение воздуха и шток с пневматическим молотком возвращается в первоначальное положение. Машинка имеет опорную подставку 10. Для установки механизма в рабочее положение к перьям анодной рамы 12 приваривают кронштейны 2 с отверстиями. В отверстия кронштейнов вставляют трубу, на которую своими опорными крюками 8 крепится механизм.
Наращивание алюминиевых кожухов обычно производят не чаще одного раза в месяц. Частота этой операции зависит не только от скорости сгорания анода, но и от ширины алюминиевых листов, из которых изготовлены алюминиевые кожухи.
Наращивание алюминиевых кожухов анода осуществляют обичайками (царгами) из алюминиевого листа толщиной 0,8—1,2 мм. Новую обичайку вставляют в старую таким образом, чтобы ее кромки зашли в кожух на высоту 250—300 мм. Затем новую секцию плотно подбивают ударами молотка к кожуху и раме и соединяют алюминиевыми заклепками с кожухом. Заклепки устанавливают на расстоянии 100—150 мм друг от друга.
Загрузку анодной массы в анод производят периодически, один раз через 7—12 дней, с таким расчетом, чтобы высота жидкого слоя в аноде была не менее 25 см. Анодную массу можно загружать в кожух анода брикетами, мелкими (весом 15 кг) или более крупными (весом 0 5—1 т), или в жидком виде В последнем случае анодную массу доставляют к ваннам из электродного цеха завода в контейнерах.
Перед загрузкой очередной порции анодной массы тщательно очищают от пыли поверхность расплавленной массы в аноде. Очистку обычно осуществляют струей сжатого воздуха. В последнее время уборку пыли Стали производить специальным пылесосом, который подключают к вакуумной линии корпуса. При удалении пыли с поверхности анода особое внимание обращают на углы и бортовые участки анода, где обычно скапливается много пыли.
После уборки пыли с поверхности анода, особенно если анодная масса не очень жидкая, ее взрыхляют специальной лопатой по всей поверхности анода.
Обслуживание анодов с верхним подводом тока вертикальными штырями в основном заключается в подъеме « перестановке штырей на новый горизонт и загрузке анодной массы в кожух анода.
Перестановку вертикальных штырей начинают производить после того, когда конец штыря будет находиться от подошвы анода на расстоянии 25—30 см.
Поскольку вертикальные штыри в аноде установлены на нескольких горизонтах, то одновременно на верхний горизонт поднимают обычно не более 25—30% штырей.
Вертикальные штыри перед установкой на новый горизонт вначале вращают специальным домкратом, а затем выдергивают его из тела анода и устанавливают на нужном горизонте. Под готовку анода и загрузку в него анодной массы производят так же, как и в ваннах с. боковым подводом тока.
Обслуживание анодов многоанодной ванны сводится к расстановке, регулировке, смене анодов и к защите их от внешнего обгорания. При расстановке анодов следят за тем, чтобы расстояние от крайних анодов до торцевых стенок ванны не превышало 200 мм, а расстояние между рядами анодов составляло 200 мм при зазоре между анодами в ряду 30—50 мм.
Чтобы создать равномерное распределение нагрузки по всем анодам, их располагают в шахматном порядке, т. е. так, чтобы более сработавшееся аноды чередовались через один с новыми анодами и против старых анодов в первом ряду в другом ряду был бы расположен новый анод.
Новые аноды, как правило, ставят в середину ванны, так как установка их в углах может привести к образованию настылей и к замораживанию электролита в этих местах.
Регулирование обожженных анодов производят обычно после гашения вспышки. Эту операцию выполняют либо перемещением всех анодов одновременно с помощью штурвала, либо индивидуальным регулированием каждого анода при помощи талей.
Одновременное опускание всех анодов осуществляется во время общего регулирования напряжения на ванне, а также во время извлечения металла.
При регулировке отдельных анодов величину тока, протекающего через каждый из них, измеряют с помощью так называемой буссоли. Определив, какой из анодов перегружен и какой недогружен, производят соответственно опускание или подъем того или иного анода.
Замену старых анодов (огарков) новыми производят тогда, когда анод настолько сработался, что чугунная заливка ниппеля может прийти в соприкосновение с электролитом. Смену огарков производят только после вспышки, пока еще не загружен глинозем, При этом в ванну одновременно устанавливают не более одного-двух новых анодов. В случае необходимости замены большего числа анодов, во избежание сильного охлаждения электролита их переносят горячими из других ванн.
Защита обожженных анодов от внешнего обгорания достигается прежде всего путем равномерного распределения тока по всем анодам, а также окучиванием их глиноземом и фтористыми солями.