铝电解设计详解.ppt

现代铝电解工业 电解槽设计参数的选择 阴极炭块：电解槽设计时阴极碳块宽度应与阳极碳块宽度相当,即电解槽阳极投影与阴极相重合。在电解槽内衬中如果阴极碳块与阳极碳块宽度不同,势必出现槽两端的阴极碳块与阳极碳块正投影错位(内错位或外错位), 使槽两端的阴极碳块与其它部位碳块导出电流不相等,造成电流分布不均,影响磁场分布。进而在电流与磁场的联合作用下影响熔体的稳定性。 在大型预焙槽设计中,一般阴极炭块和阳极炭块的宽度相等,阴极碳块高度400～450mm。这样不仅能使电解槽电磁场分布均匀,而且可以减少电解槽壳的摇篮架,对节省钢材、槽壳通风冷却、形成良好槽帮结壳均有益处。阴极钢棒的形状可以采用方形、长方形和圆形。 阳极升降速度及下料点数： 一些电解铝厂的阳极升降速度及下料点数 现代铝电解工业 电解槽设计参数的选择 铝母线设计：整流后的直流电通过铝母线引到电解槽上，槽与槽之间通过铝母线串联而成。所以电解槽有阳极母线、阴极母线、立柱母线和软带母线；槽与槽之间、厂房与厂房之间还有联络母线。阳极母线属于上部结构的一部分，阴极母线排布在槽壳周围和底部，阳极母线与阴极母线之间通过联络母线、立柱母线和软带母线连接。这样将电解槽一个一个串联起来，构成一个系列。 阳极横母线：如采用四端进电方式，则母线上电流为I/8。选取母线电流密度Dm，可计算母线的截面积： 根据母线的截面积，选取阳极横母线的规格并校验电流密度。 阳极软母线：根据阳极软母线的经济电流密度（0.2～0.3Ａ/mm2）选取电流密度Dr，选取软母线规格Sr，计算软母线的片数n并校验电流密度： 现代铝电解工业 电解槽设计参数的选择 立柱母线：选取立柱母线电流密度DL计算立柱母线的横截面积Sl并确定立柱母线规格及校验电流密度： 阴极软母线：选取阴极母线规格S阴软和电流密度D阴软，计算阴极软母线片数n并校验： 式中： N钢为阴极钢棒数 现代铝电解工业 电解槽设计参数的选择 槽周阴极母线：槽周围阴极母线分为A侧槽周阴极母线和B侧槽周阴极母线及槽底阴极母线，电流通过阴极钢棒分股进入A侧和B侧槽周阴极母线，A侧电流经过槽底阴极母线与B侧电流汇流，然后分股经过槽间连接母线进入到下一个槽子的立柱母线上。 槽周阴极母线上的电流配置 I/8 I/16 I/16 I/16 I/16 I/8 A侧 I/16 3I/16 3I/16 I/16 B侧 若取母线规格为600mm×200mm，则 A侧：中间槽周阴极母线上电流密度为：端部槽周阴极母线上电流密度为： B侧：中间槽周阴极母线上电流密度为：端部槽周阴极母线上电流密度为： 现代铝电解工业 辅助设备的选择 铝电解多功能机组：是随着大型预焙槽的出现而发展起来的一种铝电解车间专用设备。它将电解槽所需进行的打壳、加料等各种作业集中在一起，通过一台机组来完成。这种多功能机组的优点是：可把电解车间分成几个作业区，每个作业区的全部电解作业,各由一台多功能机组来完成，使电解车间的作业有条不紊地进行。其功能是转接母线、打壳、下料。更换阳极时吊阳极，出铝时吊真空抬包，起吊杂物及电解槽大修时吊槽壳等。其跨度、轨道标高等根据厂房跨度、电解槽顶板标高而定。一般每20-30台电解槽配备一台铝电解多功能机组。 现代铝电解工业 辅助设备的选择 阳极升降装置:由螺旋起重器、起重器支架和阳极母线吊挂装置组成。在螺旋起重器中包括：5.5kW的电动机，减速比为7.252的齿轮减速机，换向等径伞齿轮箱，行程400mm、速比24的螺旋起重器、软轴和计数器。 自动升降修理车:用于铝电解多功能机组的修理，其高度依据铝电解多功能机组的轨道标高而定，一般配备两台。 真空抬包：电解槽出铝的主要设备，60KA的电解槽通常选用2.5t的真空抬包；60-80KA的电解槽选用3.5t的真空抬包；大型预焙槽多采用5t的真空抬包，一般配备8-10台。 抬包运输车：作为真空抬包往返于铸造车间与电解车间的运输工具，40台电解槽以内的电解车间一般配备两台抬包运输车，40台电解槽以上通常配备2-3台。其额定载荷根据真空抬包的规格而定。 现代铝电解工业 车间配置 大型预焙槽采用单排横向排列方式，这种排列的厂房通风条件较好，工作环境较为舒适。 电解车间的两栋厂房平行排列，间距22米。厂房内宽度为24米，长度由摆放的电解槽数确定，轨顶标高为9.15米。 电解车间的厂房一般为两层结构，底层安装槽体和阴极母线，二层为操作面。 在每栋厂房的中间和两端留有9米的通道，供出铝和氧化铝进料。大型预焙槽的槽间距多为6300mm。有的的厂房还与铸造车间配套。 现代铝电解工业 产量计算 电解槽日产原铝量： 式中：Q—电解槽原铝日产量；I—电流强度（A）；t—电解槽日工作时间（24小时）； η—电流效率(%)；0.3356—