Конструктивный расчет ванн

Курсовая работа на тему:

Конструктивный расчет ванн

Содержание

1) Конструктивный расчет

1.1 На основании этих данных определяем размеры анода.

1.2 Размеры шахты ванны

1.3 Конструкция подины

1.4 Внутренние размеры катодного кожуха.

1.5 Наружные размеры катодного кожуха

2) Материальный расчет

2.1 Расходные нормы

2.2 Расходная часть

3) Электрический расчет

3.1 Определяем падение напряжения в анодном устройстве

3.1.1 Падение напряжения в стояках

3.1.2 Определяем падение напряжения в анодных шинах

3.1.3 Определяем падение напряжения в анодных спусках

3.1.4 Определяем падение напряжения в самообжигающемся аноде

3.1.5 Определяем падение напряжения в контактах анодного узла

3.1.6 Падение напряжений в анодном устройстве определяется суммой всех падений напряжения в аноде

3.2 Падение напряжения в электролите

3.3 Падение напряжения в катодном устройстве

3.3.1 Падение напряжения в подине

3.3.2 Падение напряжения в стержнях не заделанных в подину

3.3.3 Падение напряжения в катодных спусках

3.3.4 Падение напряжения в катодных шинах

3.3.5 Падение напряжения в контактах

3.4 Падение напряжения за счет анодных эффектов

3.5 Греющее напряжение

3.6 Рабочее напряжение

3.7 Среднее напряжение

3.8 Определяем основные показатели

4) Тепловой расчет

4.1 Приход

4.1.1 Тепло от электроэнергии

4.1.2 Тепло от сгорания анода

4.1.3 Суммарный приход тепла

4.2 Расход тепла

4.2.1 На разложение глинозема

4.2.2 С выливкой металла

4.2.3 Унос тепла с газами

4.2.4 Потери тепла с поверхности электролизера

5) Расчет числа электролизеров в серии

1) Конструктивный расчет

Конструктивный расчет выполняется для определения размеров конструктивных элементов ванн, для этого необходимы следующие показатели: сила тока на ванне, анодная плотность тока. Анодную плотность тока принимаем 0,78 А/см²

1.1 На основании этих данных определяем размеры анода

,

где: I - сила тока, А, d_A - плотность тока, А/см²

В_А - ширина анодного массива принимаем 210 см, тогда длина анодного массива будет:

Н_А - высота анодного массива:

Н_А= h_{конуса спекания} + h_{жидкой части} = 135 + 45 =180 см

1.2 Размеры шахты ванны

Внутренние размеры шахты ванны определяются исходя из размеров анодного массива и расстояния до боковой футеровки, которое составляет: по продольной стороне 55см, а по торцевой 50см.

Ширина шахты - В_Ш

В_Ш = В_А + 2 · 55 = 210 + 110= 320 см

Длина шахты - L_Ш

L_Ш = L_АМ + 2 · 50 = 427,4 + 100 = 527,4 см

Глубина шахты - Н_Ш

Н_Ш = h_МЕ + h_ЭЛ = 30 + 20 =50 см

1.3 Конструкция подины

Число блоков. В настоящее время длина катодных блоков 60 - 220 см, шириной 55 см, высотой 40 см, ширина угольной засыпки 4 см. Отсюда число катодных блоков в ряду будет равно:

а - размер набоечного шва в торцах

b - Размер набоечного шва по продольным сторонам

,

где L₁ и L₂ длина катодных блоков, см

1.4 Внутренние размеры катодного кожуха.

Определяются размерами шахты ванны с учетом теплоизоляции

Длина катодного кожуха L_КОЖ.

 

L_КОЖ. = L_Ш + 2 (20 + h_ТЕПЛ) = 527,4 + 2 (20 + 8) = 583,4 см

Ширина катодного кожуха В_КОЖ.

В_КОЖ. = В_Ш + 2 (20+8) = 320 + 56 = 376 см

Высота кожуха Н_КОЖ.

Н_КОЖ. = Н_Ш + Н_Б + 6,5 + 5 = 50 + 40 + 11,5 = 101,5 см

1.5 Наружные размеры катодного кожуха

Наружная длина L_КОЖ.Н.

L_КОЖ.Н. = L_КОЖ. + (2 · 40) = 583,4 + 80 = 663,4 см

Наружная ширина кожуха В_КОЖ.Н.

В_КОЖ.Н. = В_КОЖ. + (2 · 40) = 376 + 80 = 456 см

2) Материальный расчет

Проводится для определения производительности электролизера и расхода сырья на производство алюминия. Исходными данными является сила тока, выход по току и расходные нормы по сырьевым материалам и анодной массе.

η_i - выход по току, принимаем 0,9

I - сила тока 70000 А

2.1 Расходные нормы

AI₂O₃ - 1,92 - 1,93 т/т AI - Р_г

 

Анодная масса - 0,5 т/т AI - Р_а

Фторсоли 0,057 т/т AI - Р_ф