2.2. Внутренние размеры шахты

Для выбранного нами типа и мощности электролизера расстояние от продольной стороны анода до боковой футеровки составляет с = 439мм и от торцевой стороны анода до боковой футеровки d = 414мм.

Тогда внутренние размеры шахты электролизера составляют, мм:

Длина:

Ширина:

Глубина шахты определяется суммой уровней технологического алюминия h_м = 220мм, электролита h_э = 200мм и толщиной корки электролита с глиноземом в шахте ванны h_г = 180мм:

2.3. Конструкция подины

Высота катодных блоков h_б = 400мм, ширина b_б = 550мм.

Число блоков определим исходя из размеров шахты:

,

где 20 – ширина шва между блоками, мм.

Принимаем 16 блоков, по 8 блоков в ряду.

Длина катодных блоков 1100мм и 800мм.

Тогда расстояние между катодными и боковыми блоками в торцах шахты электролизера, мм:

Расстояние между катодными блоками и боковой футеровкой по продольной стороне шахты, мм:

,

где L_б.к. и L_б.д. – соответственно, длина короткого и длинного катодного блока, мм.

Таким образом, подина монтируется из 16 подовых секций по 8 секций в ряду. В паз каждого блока заделываются стальные катодные стержни с сечением , длиной 1600 и 1400мм.

2.4 Внутренние размеры катодного кожуха

Внутренние размеры катодного кожуха определяются геометрическими размерами шахты ванны и толщиной теплоизоляционного материала. Боковая футеровка электролизера выполнена из угольных блоков толщиной 260мм.

При этом длина катодного кожуха:

ширина:

Подина шахты набирается из катодных блоков высотой 400мм, угольной подушки толщиной 95мм, теплоизоляционного слоя из 4-х рядов пот 65мм каждый, которые лежат на огнеупорной замазке толщиной 40мм.

2.5 Расчет ошиновки

Расчет ошиновки состоит в определении сечения и длины токопроводящих проводников электролизера.

Принимаем плотность тока в стояках анодных и катодных пакетах 0,3 А/мм².

Сечение шинопровода для электролизера равно:

,

а число шин в шинопроводе с сечением шин равно:

,

где S_ш1 – сечение одной шины, мм².

Принимаем 8 шин, которые собирают по 4 шины, располагаемые с двух сторон электролизера. Стальные катодные стержни (блюмсы) соединяются с алюминиевыми шинами при помощи гибких пакетов из алюминиевых лент, приваренных к катодным стержням и шинам.

Сечение пакета из алюминиевых лент (спусков) определим по формуле:

,

где j_эк – экономическая плотность тока для алюминиевых спусков, равная 0,7А/мм².

Принимаем стандартные алюминиевые ленты сечением . Среднюю длину пакетов принимаем 800мм.

Тогда число лент в пакете:

,

где S_л1 – сечение одной ленты.

Принимаем 16 лент в пакете.

Исходя из размеров анодного и катодного устройств, общую длину катодных пакетов принимаем равной 8800мм, анодной ошиновки 8000мм, стояков 3000мм.

3 Расчет материального баланса

3.1. Приход материалов

Производительность электролизера, то есть количество алюминия, выделяющегося в единицу времени (кг/ч), при силе тока I=55 кА и выходе по току η =94% определяем по формуле:

,

где q – электрохимический эквивалент, равный 0,335 .

Зная производительность электролизера и удельный расход сырья, рассчитывается количество материалов, поступающих в ванну в час:

где p_г - удельный расход глинозема;

p_a - удельный расход анодной массы;

p_ф - удельный расход фтористых солей.

Таким образом, приход материалов в ванну составит: