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 = P_{Al *} (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 окислы:

Rуг = Rм - (m_cco₂ + m_cco) (14)

Rуг =

4.3 Приход фторсолей в электролизёр принимаем равным расходу.

4.4 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
Фтористые соли			Потери:
			глинозем
			фтористые соли
Анодная масса			анодная масса
Итого		100,00	Итого		100,00

Конструктивный расчет электролизера

В задачу конструктивного расчета входит определение габаритных размеров электролизера и размеров элементов его конструкции.

Алюминиевый электролизер состоит из трех основных частей:

- анодное устройство;

- катодное устройство;

- ошиновка.

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 Расчёт габаритных размеров анода начинают с определения площади анода Sa, см² по формуле:

(15)

где I - сила тока, А

d_a - анодная плотность тока, А/см²

Sa = -------------

1.1.2 Электролизёр типа С – 8БМ имеет анод прямоугольного сечения шириной Ва = 285 см. 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 d_ш. 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, расчёт ведут по среднему диаметру. Определяем средний диаметр штыря D_ш, мм по формуле:

D_ш = (17)

где Dmax и Dmin – максимальный и минимальный диаметры штыря.

D_ш = ------------------

1.2.3 Площадь сечения одного штыря S_ш, мм² равна:

S_ш = (18)

S_ш =----------

1.2.4 Общая площадь сечения всех штырей S_О, мм² определяется по формуле:

S_О = (19)

где I - сила тока, А;

d_ш - 0,19 А/мм², допустимая плотность тока в стальной части штыря.

S_О = --------

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 в 4 ряда, поэтому принимаем их количество кратным 4, то есть штук.