4 Расчёт потерь сырья
4.1 Теоретический расход глинозема составляет 1,89 кг на 1 кг алюминия. Перерасход глинозема объясняется наличием в его составе примесей и механическими потерями. Тогда потери глинозема G, кг составят:
G = PAl * (Nг – 1,89) (13)
G =
4.2 Потери углерода Rуг, кг находят по разности прихода в электролизёр анодной массы Rм и расхода углерода, связанного в оксиды:
Rуг = Rм – (mcco2 + mcco) (14)
Rуг =
4.3 Приход фторсолей в электролизёр принимаем равным расходу.
Данные расчета материального баланса приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Материальный баланс электролизера на силу тока _______ кА
Приход |
кг |
% |
Расход |
кг |
% |
Глинозем |
|
|
Алюминий |
|
|
СО2 |
|
|
|||
СO |
|
|
|||
Потери сырья, в т.ч.: |
|
|
|||
глинозем |
|
|
|||
Фтористые соли |
|
|
фтористые соли |
|
|
Анодная масса |
|
|
анодная масса |
|
|
Итого |
|
100,00 |
Итого |
|
100,00 |
Конструктивный расчет электролизера
Конструктивный расчет электролизера служит для определения основных размеров (габаритов) электролизера и размеров элементов его конструкции. Любой алюминиевый электролизер состоит из следующих основных частей:
- анодное устройство;
- катодное устройство;
- ошиновка:
- система автоматического питания ванн глинозёмом (АПГ).
1 Расчёт анодного устройства
Анодное устройство электролизера предназначено для подвода электрического тока в зону протекания процесса электролиза. Анодное устройство состоит из несущей рамы с токоподводящей алюминиевой шиной, вертикально установленных штырей, анодного кожуха, угольного тела анода и механизмов перемещения анода и анодного кожуха.
1.1 Размеры анода
1.1.1 Конструктивный расчёт начинают с расчёта размеров анода. Зная силу тока и анодную плотность тока легко определить площадь анода Sa, см2
(15)
где I - сила тока, А
da - анодная плотность тока, А/см2
Sa = ---------------
1.1.2 Электролизёр С–8БМ имеет анод прямоугольного сечения шириной Ва = 285см. Тогда длина анода Lа, см равна:
(16)
La = ------------------
1.2 Расчет токоподводящих штырей
1.2.1 Количество токоподводящих штырей зависит от силы тока и допустимой для штырей плотности тока dш. Применяемые анодные штыри являются составными и имеют следующие размеры, мм:
- общая длина – 2700;
- длина стальной конусной части – 1950;
- длина алюминиевой штанги – 1040;
- максимальный диаметр, Dmax – 138;
- минимальный диаметр, Dmin – 100.
1.2.2 Так как штырь имеет форму усечённого конуса, то расчёт ведут по среднему диаметру. Определяем средний диаметр штыря Dш
Dш
=
(17)
где Dmax и Dmin – максимальный и минимальный диаметры штыря.
Dш = ------------------
1.2.3 Площадь сечения одного штыря Sш, мм2 равна
Sш
=
(18)
Sш =--------------------
1.2.4 Общая площадь сечения всех штырей SО, мм2 определяется по формуле
SО
=
(19)
где I - сила тока, А;
dш - 0,2 А/мм2, допустимая плотность тока в стальной части штыря.
SО = ----------------
1.2.5 Зная площади сечения всех штырей и одного штыря, определяют количество штырей, К по формуле:
К =
(20)
К = ----------------
Штыри на анодной раме расположены симметрично в четыре ряда, поэтому принимаем их количество кратным четырём, то есть ____ штук, по_____ в ряду.