Расчетная часть

2. Расчетная часть

 

2.1 Конструктивный расчет электролизера

 

Сила тока (J) 155 кА;

Анодная плотность (d_a) 0,68 А/см²;

Ширина анода (В_a) 2750мм.;

Высота конуса спекания (h_к) 1300мм.;

Высота уровня жидкой анодной массы (h_ж) 350мм.;

Уровень электролита (h_э) 180мм.;

Уровень металла (h_м) 300мм.;

Толщина корки электролита (h_ч) -50мм.

При конструктивном расчете определяются основные размеры электролизера.

Определение размеров анода

По заданной силе тока J = 155кА, и анодной плотности тока d_a = 0,68, определенной по зависимости тока d_a = 0,68, определенной по зависимости анодной плотности от Аллы тока, определяем площадь сечения анода:

 

Приняв ширину анода  = 2750мм., находим длину анода:

 

Высота анода , складывается из высоты уровня жидкой анодной массы:

и высоты конуса спекания:

Внутренние размеры шахты

Их определяют с учетом найденных размеров анода и выбранного расстояния анода от боковой и торцевой стенок бортовой футеровки кожуха.

Расстояние от продольной стороны анода до боковой футеровки

до торцевой футеровки

1. Внутренняя сторона шахты ванны

2. Внутренняя длина шахты ванны

3. Глубина шахты ванны

Определяем уровнем технологического

уровнем электролита

толщиной корки электролита с глиноземом

Расчет анодных штырей

Длина стальной части штыря 1950мм.

Диаметр верхней части 138мм.

Диаметр нижней части 100мм.

Длина конусной части 1080мм.

Длина штыря со штангой 2700мм.

Длина алюминиевой части 750мм.

Определяем средний диаметр штыря:

Среднее значение штыря:

Общее сечение штырей в аноде:

Плотность тока в стальной части штырей:

Средняя токовая нагрузка на 1 штырь, принимается 2160А (max 2200A).

Конструкция катода

Основные размеры конструктивных элементов сборноблочного катодного устройства определяется найденными геометрическими размерами выпускаемых промышленностью прошивных угольных блоков и стальных токопроводящих стержней.

Размеры подовых блоков выбираем:

400 х 500 х 2000

где

Подовые секции укладывают в подину с шириной шва

Количество катодных секций

т.к. расстояние между катодными секциями, будет при таких данных слишком мало, принимаем

Расстояние между катодными блоками и боковой футеровкой шахты:

Расстояние между катодными блоками и боковыми блоками в торцах шахты

Разметы катодного кожуха зависят от геометрических размеров шахты ванны и толщены слоя футеровочных и теплоизоляционных материалов.

асбестовый лист, толщина ;

шамотная крупка засыпка  на дне 50мм.

 стороны борта 50мм.

Кирпичная футеровка включает Р рядов шамотного и Q рядов легковесного шамотного кирпича, всего 4-6 рядов.

Углеродистая подушка из подовой массы

Расчет внутреннего размера кожуха

Внутренние размеры определяются внутренними размерами шахты ванны и толщиной слоя теплоизоляционных материалов. При условии применения в качестве боковой футеровки угольных плит толщиной 200мм. и теплоизоляционного слоя толщиной 50мм., а для подины шахты ванны, кроме катодных блоков высотой 400мм. теплоизоляционного слоя из 5 рядов кирпича по 65мм.

Внутренние размеры катодного кожуха составят:

длина

ширина

высота

Расчет плотности тока в одном катодном стержне

Выбираем катодные стержни размером 115 х 230 х 2590, катодные блоки 30 штук.

Полученные данные оформляем в сводную таблицу №1.

Таблица 1 - Сводные данные

Наименование показателей	Ед. измерения	Значение
Сила тока	кА	155
Выход по току	%	86
Анодная плотность тока	а/см2	0,68
Количество катодных блоков	шт.	30
Размер анодного массива	мм.	8440 х 2750
Размер шахты	мм.	9440 х 4050
Глубина шахты	мм.	550
Количество штырей	шт.	72