Пуск электролизёра и послепусковой период

К пуску ванны готовят несколько так называемых «ванн-маток», в которых заранее наплавляют электролит. Его извлекают вакуум-ковшами и заливают в пусковую ванну.

Непосредственно пуск электролизера начинают с минимальным разрывом после завершения обжига подины, не допуская остывания подины и анодного массива. В нагретую до 850 ºC ванну загружают сухие криолит, фториды кальция и натрия. Количество сырья определяется инструкциями с учётом того, что после пуска идет интенсивная пропитка угольных блоков фторидом натрия.

На практике известно два вида пуска ванн на электролиз – на металле и на электролите.

При пуске ванн на металле, в ванну заливают 10-12 тонн жидкого алюминия. Это позволяет повысить на 50 ºС температуру подины и завершить коксование периферийных швов, т.е. завершить обжиг подины. Слой алюминия защищает угольную подину от внедрения натрия. Далее в ванну заливается жидкий электролит и производится пуск её на электролиз. Отрицательный фактор пуска на металле - опасность проникновения жидкого алюминия в трещины и поры в футеровке, т.к. жидкий алюминий обладает высокой текучестью. По этой причине пуск на металле применяется достаточно редко, и технологи отдают предпочтение пуску на электролите.

При пуске ванны на электролите пуск начинается с заливки в шахту от 6 до 20 т (в зависимости от мощности ванны) жидкого электролита. Одновременно поднимают анод и повышают напряжение до 10-15 В. Через 12 часов при температуре электролита 980-990 ºС начинается заливка жидкого металла. По мере роста уровня электролита увеличивают напряжение на ванне, поднимая анод до возникновения анодного эффекта. В этот период идет расплавление пускового сырья и поднимается температура всех элементов ванны. Через 30—90 мин анодный эффект гасится деревянным шестом и на ванне устанавливается повышенное напряжение 8—9 В. Через 15—20 часов в ванну заливают 7-10 тонн жидкого алюминия.

Окончательный выбор того или иного способа пуска на электролиз определяется конкретными условиями обжига, наличием пускового сырья, жидкого металла и электролита.

Если количество заливаемого электролита недостаточно, то анод поднимают до возникновения искусственной вспышки, т.е. повышают напряжение до 25-35 В. Это приводит к расплавлению загруженного пускового материала, т.е. электролит искусственно наплавляется. Пуск на вспышке требует больших энергетических затрат и неизбежны большие потери сырья за счет уноса его в виде пыли. Поэтому предпочтительнее заливать в пусковую ванну максимальное количество электролита.

Заливкой электролита и металла в шахту ванны завершается операция пуска и начинается послепусковой период. Напряжение снижают с 9 В до 4,5 В, через 5—6 суток температуру снижают с 1000 °С до 960—970 °С. Постоянно очищают электролит от угольной пены и следят за составом электролита и корректируют его в связи с усиленной пропиткой футеровки и образованием настылей.

В послепусковой период на электролизере часто возникают нештатные ситуации — нарушения в работе анода, повреждение бортовой и подовой футеровок, протеки металла в окна для катодных стержней, покраснение бортов катодного кожуха и т.д. На всех заводах действуют технологические инструкции, в которых детально рассмотрены возможные ситуации и предусмотрены меры по устранению возникающих нарушений.

Признаки нормального пуска: наличие полной шахты расплава с температурой до 975 ºС, равномерное распределение тока по штырям (анодам), активное бурление электролита вокруг анодного массива, отсутствие признаков расслоения или «шелушения» катодных блоков и протеков расплава в катодную футеровку.

На 7-е сутки начинают выливку металла из ванны, через 15—20 суток электролизёр выводят на нормальный технологический режим и подключают к АСУТП. Окончательно ванна выходит на нормальную технологию и качественный металл через 60-75 суток для электролизера со старым анодом и 100-110 суток для электролизеров со вновь сформованными анодами. На каждом заводе обжиг и пуск ванн имеют свои особенности, отраженные в технологических инструкциях.

При обжиге и пуске электролизёров применяют различное пусковое сырьё: фтористый кальций, фтористый натрий, фтористый магний, свежий криолит, кусковой и дроблёный оборотный электролит, смесь свежего криолита и фтористого натрия, смесь флотационного и регенерированного криолита. Интенсивное поглощение натрия угольной футеровкой делает необходимым применять электролит с повышенным криолитовым отношением 2,7-2,95. Из этих же материалов формируются настыли и гарниссаж ванны. Поэтому возникающий во время электролиза горячий ход или частые анодные эффекты очень вредны для технологии и качества металла из-за подплавления и растворения настылей, обогащённых фтористым натрием.