В Тайгу на КамАЗе, или зачем Алюминиевому заводу деревья
Ордена Ленина Братский Алюминиевый завод. Гордость строителей и металлургов той эпохи… Но за эти годы мало что изменилось. Братский алюминиевый по-прежнему работает по старой, убийственной для экологии технологии и потребляет гасильные шесты для гашения анодных эффектов, а завод КамАЗ по-прежнему делает свои легендарные полноприводные грузовики. Только работают они уже в более цивилизованных условиях. А ведь еще 10 лет назад каждая поездка за шестом в лес напоминала ралли рейд по бездорожью, с риском застрять по полной.
Итак, за несколько десятков лет работы БрАЗа и многочисленных лесхозов, в окрестностях Братска почти не осталось нормального леса. Поэтому машины отправляли в один конец до 100-150 км в тайгу, но ближе к деревням и сёлам, с почти бесплатными дровосеками и грузчиками. Обычно машина подъезжала к уже готовым сложенным штабелям с жердями, и местные ребята вручную за пару-тройку часов грузили машину и прицеп. Казалось бы, все просто, но… Вот это «но» могло быть всего в километре от трассы, а могло все 25 вглубь тайги, да еще по целине, где никаких дорог никогда не было! Ладно еще, летом в сухую погоду, продраться сквозь лес для такого Камаза — пара пустяков, даже с чайником за рулем. А вот зимой в сугроб по пояс, или весной в распутицу… Это уже реально Off-Road!
Именно эксплуатация машин в таких условиях и была головной болью для руководства АТЦ. Сколько топлива машина расходует в таком режиме — невозможно было точно рассчитать, поэтому эти рейсы регулярно актировалось (расстояние, время работы, погрузка, условия и, конечно, расход топлива). Для этих целей я, будучи молодым специалистом, и отправлялся туда.
Гашение анодных эффектов
До настоящего времени вспышки и их гашение входят в число технологических операций, выполняемых непосредственно электролизником. Своевременное и эффективное гашение вспышек позволяет экономить электроэнергию, снижать потери металла за счёт вторичного окисления, а также сокращать выбросы вредных веществ, создающих парниковый эффект в атмосфере.
Возникновение вспышки сигнализируется системой АСУТП. Персонал цеха извещается о ней звуковым и световым сигналом. Время гашения вспышки должно составлять 2-4 мин. Для гашения вспышки корка электролита пробивается примерно на четверть продольной стороны и под анод вводится деревянный шест. Если вспышка не гаснет, необходимо тщательно перемешать глинозем с электролитом и повторить гашение так, чтобы большая часть подошвы анода оказалась в зоне действия гасильного шеста.
В случае если ванна показала «тусклую» или мигающую вспышку, необходимо поднять анод до устойчивой «ясной» вспышки и произвести её гашение. Далее технолог обязан выяснить причину неустойчивой вспышки (неровность на аноде или его перекос, запенённость электролита, горячий ход и др.) и принять меры по её устранению.
Гасить вспышку можно также с помощью сжатого воздуха, вводимого под анод посредством стальной трубки. Перед введением под анод трубку следует прогреть на корке электролита до температуры не менее 100°С. Гашение вспышки производится в следующем порядке. Предварительно включается уменьшенная подача воздуха, затем труба вводится под анод в слой металла и подается полный напор воздуха. При гашении вспышки желательно создавать пульсирующую подачу воздуха, для чего каждые 2-3 секунды с помощью вентиля необходимо перекрывать сеть. Если с первого раза вспышка не погасла, гашение воздухом повторяют или используют деревянный шест.
Во время анодного эффекта резко снижается смачивание угля электролитом, что способствует интенсивному отделению угольной пены и очищению электролита. Поэтому, если электролит сильно запенен, то возникновение анодного эффекта следует использовать для снятия «сухой» угольной пены. Можно также согнать пену с углов к центру продольных сторон ванны для лучшего сгорания, а углы и слабо работающие участки анода прочистить скребками. До следующей обработки большая часть этой пены сгорает.
У электролизеров с большими глиноземными осадками и кислыми электролитами могут возникать «негаснущие» вспышки. Как правило, негаснущая вспышка происходит после взмучивания осадков или при неумелом гашении обычной вспышки. Природа таких вспышек иная, чем обычных вспышек: скачок напряжения при негаснущей вспышке обусловлен высоким сопротивлением электролита из-за появления в нем большого количества взвеси глинозёмных осадков. Осадок изолирует часть подошвы анодов и вызывает рост контактного сопротивления анод-электролит. Поэтому обычными методами негаснущую вспышку не погасить и продолжительность её может составлять 30-40 мин и более.
Для ликвидации негаснущей вспышки в ванне переплавляют некоторое количество твердого металла, одновременно поднимая анод и отрывая его подошву от осадка. Если электролит перегрет, его охлаждают оборотным электролитом и свежим криолитом. По мере охлаждения ванны частицы глинозема оседают, сопротивление электролита снижается и напряжение приходит в норму.
При длительной вспышке такой природы возможен сильный перегрев ванны и начало образования карбидов. В аварийном случае для прекращения негаснущей вспышки требуется кратковременное снижение силы тока на серии или полное отключение электролизёра с помощью шунтов.
Как в сибирских лесах наказывают за жадность? Байки бывшего лесника
Я, вообще-то, по молодости большим мечтателем был. В таких круглых розовых очках. Хотя собственно очков у меня в те давние времена ещё и не было. Но мечты разные, и идиотские, присутствовали. Поэтому я после горного училища как-то умудрился поступить в лесотехнический ВУЗ…
Думал, вот выучусь, буду леса выращивать. Они же — легкие планеты! Полезное дело. И хотя потом, уже после срочной и разных скитаний, выучился с грехом пополам, но лесов выращивать как-то, увы, не довелось. Потому, как выяснилось, что даже лесхозы больше рубят, чем выращивают. В общем, сплошные разочарования.
И ладно бы только у меня. Всем моим бывшим сокурсникам, что дипломы получили лет на шесть-семь раньше и, соответственно, ещё застали все прелести социалистической экономики, тоже пришлось столкнуться с неумолимой прозой жизни, разительно отличавшейся от того, что им начитывали в лекционных курсах. Вот, например, одна история из жизни, которую мне как-то при встрече рассказал один их хороших институтских друзей.
У них в лесхозе, как и на любом производстве, план был довольно напряжённый. Например, тех же метел ежемесячно нужно было заготавливать, ни много ни мало… 150 000 (сто пятьдесят тысяч!) штук. И не только их. Шеста гасильного — не меньше!
Но если метлу все визуально представляют довольно хорошо, то шест гасильный — это осина длиной не менее 5 м и толщиной в комле не более 10 см, а в вершине — не менее 4 см. Хотя приемщики помалкивали в тряпочку, брали и тоньше. Не до жиру, когда такой план по количеству.
Использовался гасильный шест в производстве алюминия: при его откачке из ванны прежде надо пробить корку, образующуюся на поверхности. Делать это металлическим предметом нельзя. Электролиз! В расплаве внизу — анод, вверху — катод. И если корку пробивать металлическим предметом, будет короткое замыкание. Со всеми вытекающими.
А гасильным шест называли потому, что при откачке металла из ванны из-за зазора, образующегося между анодом и катодом, возникает дуга. Так чтобы её погасить, сверху кидали цельную пачку этого шеста.
Как сейчас это делают — не знаю, не вижу, чтобы на наш Надвоицкий алюминиевый завод такую продукцию из леса возили. Ну, а тогда лесхоз на рубках ухода надрывался, заготавливая шест гасильный сотнями тысяч (!) штук. Самим лесникам и просто наёмным рабочим этот план был не по силам. Выручали таёжные бичи, которых в сибирской тайге… Полно! А приятель мой именно туда, в Восточную Сибирь, попал по распределению после института.
Так вот, бичей тогда у них было довольно много. Землянки они строили по тайге массово. Зимой браконьерством занимались, а с весны были в работе. Сначала черемша, потом папоротник-орляк и берёзовый сок, а за ними — живица пихтовая. Ну, а шест гасильный и метла из акации — это круглый год.
Была, правда, с ними одна проблема — полное отсутствие документов. Поэтому зарплату на бичей приходилось закрывать ведомостями на подставных лиц, которые благодаря этому получали прямую материальную выгоду к отпуску. Он-то по среднему рассчитывался, а на бумаге он у них побольше выходил, чем по факту. Ну, и в случае больничного они требовали свой процентик, считая, что начальник всё остальное бичам не отдаёт, а складывает в свой карман. Они же бичи. Зачем им деньги?!
И вот как-то раз лесники, на которых закрывали бичевскую допзарплату, оказались с ними на одной площади старых лесных культур, где и заготавливался гасильный шест. Бичи работали аккуратно: вбивали колья в землю и между ними складывали готовый шест (ровно по 300 штук), заранее выбирая площадки, к которым возможен подъезд. А лесники складывали шесты в кучи, не утруждая себя выносом к путям подъезда, поскольку на машину всегда грузили бичи.
И официальные работники моего институтского приятеля решили схитрить: перетаскали в свои кучи по 15 гасильных шестов из каждого бичевского штабеля. Мол, не заметят те, лопоухие. Бичи, они бичи и есть. Они, поди, и считать-то не умеют. Откуда им было знать, что в каждом штабеле всё строго посчитано, а у главного среди бичей — Александра (мужика умного, волевого и жёсткого), за плечами Ленинградский политех?!
В общем, при погрузке всё сразу выяснилось, да и по следам было чётко видно — кто вор. Приятель мой сразу Александру сказал, что никаких драк. Сам, мол, разберусь. А тот ему в ответ: «Не стоит тебе в это лезть. Молчи, иначе — рискуешь. Они тебя сдадут, пожалуются и про нас расскажут. А ты ведь знаешь, что милиция вместе с участковыми ищет наши базы. А как найдут — жгут! И тебе, и нам всё это боком выйдет. Не лезь. Сами разберемся».
Приятель и понял, что не стоит ему суетиться. Лучше промолчать. На том дело и закончилось.
А через какое-то небольшое время его лесники… Пропали! День их нет. Другой. Третий. И что тут думать? Может, их уже порешили (бичи — народ решительный, и терять им нечего), да и спрятали в тайге? Участковый уже начал документы оформлять, чтобы поиски организовывать, но на четвертый день пропащие души вдруг сами объявились. Все такие из себя молчаливые. На естественный вопрос: «Где были?» — ответили, что заблудились.
Но… Шила в мешке не утаишь! И недели не прошло, как весь лесхоз всё уже знал.
Оказалось, что их четверых остановили в тайге, где они были на работе, трое вооружённых мужиков в масках, привели к костру и заставили есть сваренную на молоке гороховую кашу.
— Да-да, наелись. Спасибо большое!
— Ну, тогда вот возьмите, попейте.
И налили каждому по полстакана водки. На закуску ту же самую гороховую кашу дали. А потом заставили каждого выпить по полстакана постного масла. После чего в рукава курток просунули гасильные шесты, которые — помним? — длиной не менее пяти (!) метров! И получились лесники — как распятые: куртку не снять и шест самому никак не вытащить.
Даже бить их не стали, так и отпустили. А они только на второй день сообразили, как им с таким распятием бороться. Кое-как из рукавов шесты вытащили, а потом ещё два дня отстирывались на речке и сушились. Домой в такой изгаженной одежде идти было как-то стрёмно…
Ресурсосберегающие аспекты замены древесины в производстве алюминия на отходы деревообработки
Богданов Руслан Рашидович
Основным методом производства алюминия в мировой практике является электролиз глинозема (Al2O3) в расплаве криолита.
В ходе электролиза на аноде периодически возникает явление, называемое анодным эффектом или, по производственной терминологии, «вспышкой». Анодный эффект проявляется в прекращении нормального процесса электролиза с выделением анодных газов, в резком повышении электрического сопротивления на границе анод-электролит и сопровождается свечением множества электрических разрядов на этой границе. Электрохимическая природа анодного эффекта имеет ряд доказательств, но, несмотря на многочисленные исследования, природу анодного эффекта нельзя считать окончательно выясненной. Существуют разные предположения по причине возникновения анодного эффекта, но есть общее согласие по одному из вариантов. Это снижение концентрации глинозема в электролите ниже 1,5%[1].
Анодные эффекты оказывают существенное влияние на тепловой режим электролизера и при необходимости могут быть использованы для разогрева расплава. Вместе с тем следует постоянно помнить, что во время анодного эффекта и сразу же после его устранения резко снижается производительность электролизера (одна из причин снижения выхода по току). Расход электрической энергии в этот период, при неизменной силе тока, возрастает во столько раз, во сколько величина напряжения анодного эффекта выше величины рабочего напряжения на нормально работающем электролизере. Следовательно, производительность электролизера находится в прямой зависимости от продолжительности анодных эффектов.
Основной стратегией современных алюминиевых предприятий является ведение процесса электролиза без технологических отклонений, которые снижают технико-экономические показатели производства.
Своевременное и эффективное гашение вспышек позволяет экономить электроэнергию, снижать потери металла за счёт вторичного окисления, а также сокращать выбросы вредных веществ, создающих парниковый эффект в атмосфере.
Самый распространенный метод гашения анодного эффекта — гашение деревянным шестом длиной не менее 2 м, предварительно подсушенным у борта электролизера. Перед гашением анодного эффекта пробивают корку электролита на длину Для уменьшения интенсивности выброса расплава шест вводят под углом 45 о С [3].
Если на гашение анодного эффекта расходуется один деревянный гасильный шест (жердь), то при выпуске алюминия в количестве 1000000 т в год, расход гасильных шестов составит 500 000 — 600000 штук.
Для нужд алюминиевых заводов применяются молодые подросты лиственных, а так же ценных хвойных пород, которые не всегда вырубается в процессе санитарной рубки. За несколько десятков лет работы алюминиевых заводов, многочисленных лесхозов, черных лесорубов, в Сибири почти не осталось нормального леса. Для заготовки гасильного шеста необходимо отправлять бригады в один конец на в тайгу.
Цель настоящей работы, заключается в том, чтобы из практически бесплатного сырья (отходов деревообработки), произвести продукцию, которая сможет заменить гасильный шест из цельной древесины. При этом появляется возможность с одной стороны ввести в энергетический баланс отходы, а с другой — улучшить экологическую обстановку в регионе.
Множество деревообрабатывающих предприятий после выполнения работ оставляют около 25 — 40 % отходного древесного материала, дальнейшая судьба которого неизвестна.
Использование отходов деревообработки в качестве вещества для ликвидации анодных эффектов может существенно сократить расход дефицитной древесины.
Несмотря на полезность развития такой отрасли промышленности, как подготовка к вторичному использованию остатков древесины, в России на данный момент этим пользуются лишь крупные предприятия. Средние же и мелкие предприятия, которых, кстати, намного больше в стране, чем крупных, считают нерентабельным перерабатывать и использовать древесные отходы. В настоящее время развитие технологии ресурсосбережения является очень актуальным вопросом, отходы деревообработки также подпадают под категорию материалов, требующих рационального использования. Не единственным, но оптимальным решением проблемы использования отходов лесопиления на мелких и средних предприятиях, является создание кооперативных подразделений в максимальной близости к источникам образования вторичного древесного материала.
Потребителями продукции из отходов деревообработки могут стать металлургические заводы, использующие древесину в качестве расходного материала. Так в алюминиевом производстве прессованную древесину можно использовать в качестве заменителя деревянного шеста для гашения анодных эффектов, а в производстве меди в (дразнении), как восстановитель.
Для производства подобных изделий можно использовать оборудование, применяемое в производстве топливных брикетов. В основе технологии производства древесных топливных брикетов лежит процесс прессования мелко измельченных отходов древесины (опилок) под высоким давлением при нагревании, связующим элементом является лигнин, который содержится в клетках растений.
Так же не стоит забывать о корпоративной социальной ответственности предприятий в регионе их присутствия.
Корпоративная социальная ответственность (КСО) — это система последовательных экономических, экологических и социальных мероприятий компании, реализуемых на основе постоянного взаимодействия с заинтересованными сторонами и направленных на снижение нефинансовых рисков, долгосрочное улучшение имиджа и деловой репутации компании, а также на рост капитализации и конкурентоспособности, обеспечивающих прибыльность и устойчивое развитие предприятия [4].
КСО понимается как ответственность компании перед клиентами, сотрудниками, поставщиками, акционерами и населением регионов, на территории которых работает компания. Эта ответственность включает социальные и экологические вопросы, а также вопросы корпоративного управления и прозрачности.
Традиционно большое внимание уделяется совершенствованию социальной политики на производстве, но сейчас на первый план выходят вопросы охраны окружающей среды. Для большинства российских компаний корпоративная филантропия является важным элементом КСО. За последние годы российские компании стали уделять больше внимания социальным вопросам на производстве — таким, как разработка регламентов в сфере охраны труда и промышленной безопасности. В перспективе российские компании планируют уделять наибольшее внимание вопросам утилизации отходов и вредных выбросов, а также улучшению корпоративного управления и эффективному использованию энергии.
Проект по замене гасильного шеста из цельной древесины на шест из отходов деревообработки может существенно повысить инвестиционный рейтинг металлургических компании.
Величина добавки при замыкании, мВ
Изменение “перепада в аноде”
Величина добавки в последующие дни определяется по изменению отклонения параметра АСУ-ТП от графика, используемого данной системой, необходимо отметить, что в данных случаях более эффективна профилактическая работа по предупреждению повышения ЧАЭ, т.е. своевременное устранение мастером смены занижения регулируемого параметра и введение при необходимости добавок после перестановки штырей.
Снижение уровня электролита до 9 – 14 см, вместе с повышением уровня металла может быть следствием работы на пониженном напряжении, но возможны и другие причины. Например, резкое закисление ванны, ошибки в питании электролизеров глиноземом, нарушения режима выливки металла – все это способствует повышению ЧАЭ. Анализ результатов измерений уровня металла и электролита, ФРП, КО и температуры электролита позволяет выявить эти причины.
Резкое падение температуры электролита до 935 – 945 0 С, как правило, говорит о том, что ванна была неверно откорректирована фтористым алюминием. В этом случае ванну необходимо привести в норму добавками соды, смешанного криолита. Если уровень электролита слишком мал (9 – 10 см), во избежание замерзания расплава отдачу сырья производить только после заливки жидкого электролита. Целесообразно сделать дополнительный анализ состава электролита.
Следующей причиной замерзания ванны, может быть некачественное укрытие глиноземом после проведения ТО. В этом случае, убедившись, что электролитная корка достаточно прочна и уровень электролита в норме, необходимо обеспечить качественное укрытие ванны глиноземом.
Электролизеры, пропущенные от выливки по не технологическим причинам, должны быть вылиты дополнительно.
Некачественное гашение АЭ определяется путем контроля периода времени между ними (повторный АЭ в течении часа). Для гашения АЭ необходимо:
— с пульта управления ШУЭ поднимать анод приблизительно 6 – 8 сек;
— пробить корку электролита на площади не менее 2-х секций газосборного колокола и ввести под анод гасильный шест;
— анодный эффект не погашен, если после введения шеста напряжение выше 3,8 В – необходимо увеличить длину погружения шеста под анод;
— после того как вспышка погасла, удалить гасильный шест из-под анода и герметизировать газосборный колокол.
Недостаток глинозема в электролите может быть вызван нарушениями в работе АПГ, недостаточной площадью пробивки электролитной корки и количеством засыпки глинозема, либо слабым уровнем электролита. На системах “Siemens” и “Celtrol”, где реализован непрерывный визуальный контроль напряжения, такие нарушения можно определить по повышению кривых напряжения (чередование резких подъемов-спусков), а так же при визуальном обследовании ванн. В этом случае, необходимо провести дополнительный поток, дать заявку на ремонт АПГ.
О замыкании анода на металл свидетельствует информация АСУ-ТП о возникновении высокого шума, а также колебания стрелки вольтметра ШУЭ с амплитудой более 0,1 В при низкой температуре электролита. В этом случае необходимо произвести внеочередную ТО.
Некоторые причины, такие как возникновение утечек тока, несоответствие фактического и измеряемого напряжения регулируемого параметра из-за перераспределения тока по сторонам электролизера, не удается оперативно выявить. Поэтому рекомендуется временно поднять напряжение на 50 мВ.
4. Повышенная ЧАЭ в корпусе.
Переход с мучнистого глинозема на песчаный (вследствие образования более прочной корки и, следовательно, уменьшения поступления из нее глинозема в электролит) и резкое понижение температуры окружающей среды приводит к увеличению ЧАЭ корпуса в основном из-за уменьшения количества электролизеров, не вспыхнувших в предыдущие 24 часа. Для стабилизации необходимо, контролируя уровень электролита, повысить силу тока в корпусе или увеличить напряжение электролизеров изменением вольт-добавки. Сокращение количества электролизеров в корпусе без АЭ на 15 за сутки сопровождается увеличением ЧАЭ по корпусу на 0,3 в сутки и компенсируется увеличением силы тока на 0,5 кА, напряжением вольт добавки на 10 мВ.
Если не было изменения сорта используемого глинозема, резкого похолодания, или какой-либо другой причиной, необходимо потребовать проверки работы АСУ-ТП и КПП.
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
