Содержание

Введение 2

1 Расчётная часть 3

1.1 Материальный баланс 3

1.1.1 Производительность электролизера 3

1.1.2 Расчёт прихода сырья в электролизёр 4

1.1.3 Расчёт продуктов электролиза 4

1.1.4 Расчёт потерь сырья 5

1.2 Конструктивный расчет 6

1.2.1 Анодное устройство электролизера 6

1.2.2 Расчёт катодного устройства 7

1.2.3 Размеры катодного кожуха 9

1.3 Электрический баланс электролизёра 10

1.3.1 Падение напряжения в анодном устройстве 11

1.3.2 Падение напряжения в подине 11

1.3.3 Доля падения напряжения от анодных эффектов 12

1.3.4 Падение напряжения в ошиновке электролизёра 13

1.4 Тепловой баланс электролизёра 13

1.4.1 Расчет приход тепла 14

1.4.2 Расход тепла 15

1.5 Расчёт цеха 16

2 Описательная часть 19

2.1 Понятие о выходе по току. Способы его повышения 19

2.2 Устройство электролизера и факторы, влияющие на срок его службы 19

2.3 Безопасность труда при обслуживании электролизера 26

3. Организационно – экономическая часть 29

3.1 Организационная структура проектируемого цеха 29

3.2 Расчет производственной программы цеха из 3 серий 29

Список использованных источников 30

Введение

Насчитывается более 250 минералов алюминия, которые преимущественно сосредоточены вблизи поверхности земли, и более 40 % из них относится к алюмосиликатам.

Алюминий уже давно является промышленным металлом, так как он обладает рядом свойств, которые выгодно отличают его от других металлов. Для него характерны: небольшая плотность; хорошая пластичность и достаточная механическая прочность; высокая тепло- и электропроводность, коррозионная устойчивость.

Важнейшие потребители алюминия и его сплавов – авиационная и автомобильная промышленность, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая, химическая, металлургическая и пищевая промышленности, промышленное и гражданское строительство.

В металлургической промышленности алюминий применяют в качестве восстановителя при получении ряда металлов (хрома, кальция и пр.) алюмотермическими способами, для сварки стальных деталей.

Конструкции из алюминия требуют более низких затрат в течение срока службы и практически не требуют ремонта. Обладая хорошей гибкостью, алюминиевые конструкции эффективно несут нагрузки и значительно снижают затраты на сооружение фундаментов и опор.

Алюминий способен образовывать сплавы со многими металлами. Алюминиевые сплавы делятся на две группы: литейные сплавы, которые применяются для фасонного литья, и деформируемые сплавы, идущие на производство проката и штампованных изделий. Из литейных сплавов наиболее распространены сплавы алюминия с кремнием, называемые силуминами.

1 Расчётная часть

Для получения алюминия - сырца в электролизёр загружают глинозём, анодную массу и фторсоли. В процессе электролиза образуются в основном окислы углерода. В результате испарения и пылеуноса отходящими газами из процесса постоянно выбывают некоторые количества фтористых соединений и глинозёма.

При применении самообжигающихся анодов в процессе электролиза часть анодной массы выбывает в виде летучих соединений при коксовании анода. Кроме того, анодная масса расходуется в виде пены снимаемой с поверхности электролита. Увеличенный расход анодной массы и фтористых солей на электролизёрах с верхним токоподводом объясняется низким качеством анодной массы и недостатками обслуживания электролизёра.

1.1 Материальный баланс

В процессе электролиза криолитоглинозёмного расплава расходуется глинозём, фтористые соли и угольный анод. При этом образуется расплавленный алюминий и газообразные оксиды углерода.

Расчет веду на основании заданных параметров:

- сила тока I=175 кА

- анодная плотность тока d_а = 0,71 А/см²

- выход по току h =88 %

Расход сырья N кг на получение 1 кг алюминия

- глинозем, N_Г = 1,926кг

- фтористый алюминий, N_Фа = 0,029кг

- фтористый кальций, N_Cа = 0,0014кг

- анодная масса, N_М = 0,546 кг

Проектируемый цех состоит из 3 серий..

1.1.1 Производительность электролизера

Производительность электролизера Р_А1, кг рассчитывается по закону Фарадея:

Р_А1 = j _* I _* τ _* h, (1)

где : j - электрохимический эквивалент алюминия, 0,335 кг/(кА_*час);

I - сила тока, кА;

τ - время, час;

 - выход по току, доли единицы.

P _А1 = 0,335 * 175 * 0,88 = 51,59 кг