Главная
АИ #23 (50)
Статьи журнала АИ #23 (50)
Исследование причин появления трещин на обожженных анодах, прессованных при отри...

Исследование причин появления трещин на обожженных анодах, прессованных при отрицательных температурах

Рубрика

Металлургия

Ключевые слова

зеленый анод
обожжённый анод
охлаждение анода
растрескивание анодов
тепловой удар

Аннотация статьи

В статье рассматривается проблема появления трещин на обожжённых анодах для алюминиевых электролизёров, впоследствии приводящих к разрушению анодов. Рассмотрены условия производства анодов. Проведен анализ возможных причин трещинообразования.

Текст статьи

В зимние периоды на анодном производстве Филиала АО «РУСАЛ УРАЛ» в Волгограде «ОК РУСАЛ Волгоградский Алюминиевый завод» («РУСАЛ-Волгоград) начали отмечаться случаи «разваливания» обожжённых анодов в поперечном сечении. Разрушение обожжённых анодов происходит в любой период времени с момента его выгрузки из камеры (в клещах кранов-штабелеров, в клещах кранов-технологов, на линии очистки анодов, при хранении в штабеле; при проведении погрузо-разгрузочных работ в Отделении Обжига (ОО) и на Складе Готовой Продукции (СГП)).

Примеры разваливания анодов приведены ниже (рис. 1).



Рис. 1. Разваливание анодов

Прослеживается четкая зависимость сезонного роста дефектных анодов по поперечным трещинам и трещинам в н/г (различной ориентации. Наиболее часто встречающиеся виды трещин изображены ниже (рис. 2).

Рис. 2. Образование вертикальных трещин и трещин в ниппельных гнездах анодов

Распределение дефектов на поверхности анода изображено ниже (рис. 3).

Рис. 3. Процентное распределение дефектов на поверхности анода

Зависимость сезонного роста дефектных анодов по поперечным трещинам и трещинам в ниппельном гнезде (различной ориентации) по всем печам Саяногорского Алюминиевого Завода (САЗ) менее выражена, но также есть. Но при этом средний уровень брака по данным дефектам в зимние месяца значительно ниже, чем на ВгАЗе – не более 2%. График появления бракованных анодов на САЗе изображено ниже (рис. 4).

Рис. 4. Количество бракованных анодов на САЗе

Максимальная производительность пресса при работе двумя линиями – 576 т/сутки, а производительность печи обжига – 290 т/сутки. Таким образом, пресс делает больше анодов, чем необходимо для печи обжига и спрессованные аноды необходимо складировать на буферном складе смесильно-прессового отделения или на складе зеленых анодов в отделении обжига. Время от прессования анода и до выгрузки из печи варьируется от 16 суток до 35 дней при полностью загруженном складе в отделении обжига. Распределение дефектов по партиям в процентах и отображение среднесуточной температуры указаны ниже (рис. 5).

Рис. 5. Зависимость появления брака от среднесуточной температуры

По графикам с января 2021 заметна следующая тенденция: аноды, прессованные при среднесуточной температуре ниже нуля, имеют большее количество дефектов. Так, выделенные три партии спрессованы в 6,7 и 10 неделю 2021 года, когда среднесуточная температура окружающей среды опускалась ниже -10°C.

Упрощённо описать процесс производства обожженных анодов алюминиевых электролизёров можно следующим образом [2, с. 22]:

1. Производство анодной массы:

  • приготовление сухого состава путем помола и просеивания анодных огарков, дробления, дозирования по определенным рецептам кокса;
  • нагрев на линии смешения сухого состава и последующее смешивание с каменноугольным пеком.

2. Прессование массы:

  • формирование анодных блоков из зеленной массы путем прессования под вибрацией.

3. Обжиг анодов:

  • обжиг анодов в печи обжига, для изменения структуры анодной массы.

4. Установка токоподводящих стержней в ниппельные гнёзда анода:

  • вставление стального штыря и его фиксация чугуном.

Для разрыва анода в вертикальном направлении необходимо воздействие растягивающих напряжений в горизонтальной плоскости. Такие напряжения могут создаваться несколькими механизмами, независимыми друг от друга. В таком случае особенно важно анализировать проблемы раздельно с целью определения влияния от каждого источника.

Разрушение анодов происходит до отправки в электролизный цех. И в связи с тем, что процесс производства анодной массы для анодов производится по одному рецепту круглогодично на протяжении долго времени и наблюдается четкая связь между появлением трещин и изменением погодных условий, необходимо искать возможные причины появления трещин в анодах в процессе прессовании анодной массы в блоки и при обжиге анодов.

Список литературы

  1. Колодин Э.А., Свердлин В.А., Свобода Р.В., Производство обожжённых анодов алюминиевых электролизёров. М.: Металлургия, 1980. 83с.
  2. Маркус В. Майер, Поведение трещин в анодах. R&D Carbon Ltd., 1996. 220с.

Поделиться

1511

Ромашов В. В., Болдырев И. А. Исследование причин появления трещин на обожженных анодах, прессованных при отрицательных температурах // Актуальные исследования. 2021. №23 (50). С. 32-35. URL: https://apni.ru/article/2577-issledovanie-prichin-poyavleniya-treshchin

Актуальные исследования

#31 (213)

Прием материалов

27 июля - 2 августа

осталось 7 дней

Размещение PDF-версии журнала

7 августа

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

20 августа