Обжиг подины

Обжиг подины - первый этап пусковой процедуры электро­лизёра. Он заключается в сушке и прогреве всего массива катодной футеровки, в обжиге центральных и периферийных швов. При этом углеродная часть катода становится монолитной, способной удер­живать расплав (электролит и металл) и отвечать принятому назна­чению - «электролизная ванна». Обжиг подины производится двумя способами: путём подключения в серию с использованием тепла электрической энергии или с применением внешних источников те­пла (газовые или жидкотопливные горелки). Последний способ получает всё большее распространение, как при капитальном ремонте электролизёров, так и при пуске новых серий.

Перед обжигом газопламенным способом анодный массив поднимается над подиной, по продольным сторонам и в торцах ус­танавливаются топливные горелки. В местах установки горелок по направлению факела подину желательно защитить стальными лис­тами или другим способом. Очень важно расположить горелки па­раллельно к поверхности катода, чтобы избежать фронтального по­падания пламени горелок на катодные блоки, избежать местных пе­регревов и окисления поверхности.

Анодный массив и пространство борт-анод электролизёра утепляется специальным укрытием с использованием теплоизоляци­онного материала, а также пускового сырья. На подину устанавли­ваются термопары контроля и управления.

Обжиг пламенным способом с использованием современных автоматизированных топливных систем обеспечивает более равно­мерное температурное поле в подине и хорошую управляемость процесса. Хорошие результаты получены при использовании авто­матизированной топливной системы обжига английской фирмы Hotwork, оснащенной топливными горелками, работающими на ди­зельном топливе или керосине. Контрольно-управляющее устройст­во этой системы, смонтированное на транспортной тележке, вклю­чает регулятор температуры, панель электрического управления, топливный насосный узел, топливные фильтры, клапанные меха­низмы для топлива и сжатого воздуха.

Перед розжигом горелок в программу исполнения контроль- но-управляющего устройства вводится график обжига, и система обжига включается в автоматический режим. Эффективность этой системы позволяет сократить время обжига до 62-64 часов.

При заданном темпе подъёма температуры и продолжитель­ности обжига температура подины достигает 900°С и выше. При этом следует учитывать некоторые особенности температурного ре­жима огневого обжига. До 270-300°С температура подины может быть поднята с высоким темпом (до 50°С и более в час), т.к. в этом интервале в связующем материале набивной массы не происходит глубоких структурных изменений, а в самом катоде не возникает серьезных температурных напряжений.

Интервал от 300 до 600°С наиболее ответственный при об­жиге. При этих температурах формируется коксовая структура в на­бивных швах с удалением в качестве газов коксования преимущест­венно метана и смол. Чем меньше будет темп подъема температуры (например, 7-8°С в час), тем более плотная структура набивного шва будет образована. Этот период обжига заканчивается образованием полукокса. Выше 600°С происходит уплотнение уже образованной структуры с удалением в качестве продукта коксования водорода. Темп подъема температуры может быть ускорен (до 12-14°С в час).

Обжиг подины считается законченным при достижении за­данной температуры нагрева и завершения коксования всех швов - центральных и периферийных. Если этого не удаётся достичь, то окончание коксования швов происходит при пуске ванны в резуль-

тате заливки большого количества расплава и мгновенного повыше­ния температуры. Естественно, что такой вариант завершения обжи­га ванны будет иметь негативные последствия.