課程設(shè)計(jì)--電解槽陰極-資料下載頁
2025-01-13 18:35本頁面
【正文】 ）底部碳塊與側(cè)部砌體之間的周邊縫用專制的周圍糊扎成200mm高的人造坡形伸腿。槽殼長度＝14740+2150（內(nèi)襯）+212(鋼板)+225（伸縮縫） ＝15114mm槽殼寬度＝3780+2150（內(nèi)襯）+212(鋼板)+225（伸縮縫） ＝4154mm槽殼深度＝550+450（底部炭塊）+392(底部內(nèi)襯)+12(鋼板)+40（槽沿板）＝1444mm搖籃架結(jié)構(gòu)：隨電解槽容量的加大，自70年代初，沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院開發(fā)了135KA預(yù)焙槽，開發(fā)研制出“康特”槽殼，這種槽殼兩側(cè)由數(shù)組夾持的鋼結(jié)構(gòu)。至80年代貴鋁引進(jìn)日輕160KA預(yù)焙槽技術(shù)，引進(jìn)了搖籃式槽殼。這種槽殼與國內(nèi)其它種槽殼比，結(jié)構(gòu)合理 電解槽變形小，有節(jié)省鋼材等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)今國內(nèi)鋁廠幾乎都采用這種搖籃式槽殼。80年代末，在開發(fā)研制大容量280KA中間點(diǎn)式下料預(yù)焙槽的國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目時(shí)，沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院成功研制新式船形搖籃式槽殼結(jié)構(gòu)與模型見圖42，43。圖42 280KA電解槽大搖籃架船形槽殼部分圖 圖43 直角式搖籃槽殼這種槽殼的特點(diǎn)是槽殼底呈船形，采用較大的籃架間隔(1100mm)。這種槽殼與直角形搖籃槽殼相比，另一特點(diǎn)是搖籃架為通長至達(dá)槽沿板，取消腰帶鋼板與其間的筋板，與直角形搖籃槽殼相比具有較多優(yōu)點(diǎn)。見表41。表41 280KA預(yù)焙槽船形槽殼與直角形槽殼性能比較上述比較說明采用寬間距船形槽殼具有強(qiáng)度大，剛性強(qiáng)，造價(jià)低，利于自然通風(fēng)，易形成側(cè)部結(jié)構(gòu)，有助于提高電流效率，利于施工，對延長槽壽命有益處。設(shè)計(jì)的剛性槽殼，必須足以抵抗旋加在槽殼上的力；或者帶有基本上彈性變形鋼殼，在采用剛性槽殼時(shí)，在內(nèi)襯部位必須建立可壓縮帶狀以免碳塊破損。在設(shè)計(jì)電解槽槽殼時(shí)，為了有效地釋放內(nèi)襯的垂直膨脹力，最好不要槽沿板，讓側(cè)部碳塊自由向上膨脹，這樣會大大減少槽殼側(cè)壁向外的膨脹力。取消槽殼的腰帶板，采用到頂?shù)膿u籃架的結(jié)構(gòu)合理，由于通風(fēng)條件好，形成良好的槽幫結(jié)殼，阻止電解質(zhì)滲透，會減少其膨脹力。 槽底及槽膛砌筑與安裝槽底砌筑構(gòu)成為：（1.）底部首先鋪一層65mm的硅酸鈣絕熱板；（2.）絕熱板上部砌兩層65mm的保溫磚，中間用2mm厚的氧化鋁粉填縫和整平； （3.）保溫磚上部是一層65mm的干式防滲層，干式防滲層能防止電解質(zhì)滲透能并與滲透的電解質(zhì)發(fā)生作用生成一層堅(jiān)硬的防滲層，有利于提高電解槽壽命及降低氟化鹽單耗；（4.）其上用灰漿砌兩層65mm的耐火磚；（5.）耐火磚上直接安裝已組裝好陰極鋼棒的通長陰極碳塊組。[19]選擇了窄爐膛操作面，提高了電解槽單位面積產(chǎn)能，并采用電熱模擬技術(shù)及非線形槽殼結(jié)構(gòu)有限單元優(yōu)化軟件，設(shè)計(jì)了先進(jìn)、合理的槽內(nèi)襯及槽殼結(jié)構(gòu)，可以使電解槽處于較佳的熱平衡狀態(tài)，取得較長的槽壽命，槽殼變形小，材料用量省，如表4－2，表4－3所示。[13,18]表4－2 350 kA 鋁電解槽主要技術(shù)參數(shù)表4－3 國內(nèi)外幾種槽型加工面尺寸比較取陽極到槽膛側(cè)壁（大面）的尺寸為340mm，到槽膛端壁（端頭）的距離為390mm，每組陽極炭塊間距取10mm，陽極炭塊組間距取40mm，陽極行間距（中縫）取200mm，由此可計(jì)算：槽膛長度＝2390+20660+940+1010＝14440mm槽膛寬度＝2340+21450+200＝3780mm槽膛深度＝550mm根據(jù)YS/T 2871994《鋁電解用半石墨質(zhì)陰極炭塊》，選取陰極炭塊尺寸（長寬高）為3480660450（mm），采用通長陰極碳塊，如圖2－9中C排列方式。取陰極碳塊到槽膛端壁的距離為390mm，碳塊間的碳糊扎縫為40mm，可以計(jì)算陰極碳塊的數(shù)量n：14740—40（n—1）—660n=3902，得到n=20；炭塊到槽膛端壁邊緣尺寸＝[14740－（4019+66020）] / 2=390mm；炭塊到槽膛側(cè)壁邊緣尺寸＝（3780－3480）/ 2＝150mm。陰極鋼棒規(guī)格為4750mm160mm200mm，—，選擇D陰= A/mm2，陰極截面面積為S=290000/= mm2陰極鋼棒數(shù)為：（1602002）=；故取20根陰極鋼棒。效驗(yàn)陰極鋼棒的電流密度為：d=290000/（160200202）= A/mm2每組陰極炭塊取1根陰極鋼棒，所以共有20根陰極鋼棒。鋼棒尺寸（長寬高）取4750160200（mm）。側(cè)壁是電解槽的一個(gè)重要組成部分。陰極的側(cè)壁碳塊通常是由與底部碳塊相同的材料制成。工業(yè)生產(chǎn)上不希望側(cè)壁傳導(dǎo)電流，但要求其具有良好的導(dǎo)熱性。使側(cè)壁—電解質(zhì)界面上滋長一層凝固的電解保護(hù)層。另外，也希望側(cè)壁材料不易被空氣氧化。根據(jù)現(xiàn)代的觀念，提出了鋁電解槽的側(cè)壁材料在高溫下應(yīng)該具有如下一些重要性能：(1)電阻率高，導(dǎo)熱性好；(2)不與熔融的冰晶石起化學(xué)反應(yīng)；(3)不與鈉和鋁起化學(xué)反應(yīng)；（4)孔隙度小，不滲透電解液和鋁，不被空氣氧化。為了避免側(cè)壁薄碳化硅的脫落和側(cè)壁炭磚的氧化侵蝕，采用整體厚碳化硅。而整體的厚碳化硅有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)相對體積膨脹率低，不易脫落；(2)抗化學(xué)腐蝕性能和抗機(jī)械沖刷性能好；(3)導(dǎo)熱性能好，有利于側(cè)部散熱，便于形成側(cè)部保護(hù)爐幫；(4)導(dǎo)電性差，減小電流空耗。如圖44。圖44 側(cè)壁材料結(jié)構(gòu)第5章 參考文獻(xiàn)[1] [M].長沙:中南工業(yè)大學(xué)出版社，2000.[2] 霍岱明，[J].輕金屬,2002(10)：4650.[3] 羅愛民，[J].金屬世界,2008（1）：3941.[4] 鄭永龍,[J]. (2 ):138141.[5] 劉寶安. 論鋁電解槽陰極結(jié)構(gòu)的改進(jìn)[J]. 世界有色金屬,1991(1):4144.[6] [M].長沙:中南工業(yè)大學(xué)出版社，1997.[7] [:冶金工業(yè)出版社，1993.[9] [:冶金工業(yè)出版社，1995.[10] [M].北京:冶金工業(yè)出版社，1988.[11] [:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1996.[13] [J]. 輕金屬,1999(7):3639.[14] [J].有色金屬設(shè)計(jì),[15] 呂增旭,成庚,[J],2000(3):2325.[16] 李相鵬，李吉力，薛鐵鵬，賴延清，[J].Metallurgical Industry Automation 2003 No4. [17] [J].輕金屬,2003. [18] [:冶金工業(yè)出版社，1991.[19] [M].長沙:中南大學(xué)出版社，2004.[20] 唐謨堂，[:中南大學(xué)出版社，2002.[21] [M].北京:冶金工業(yè)出版社，2007.[22] 《有色冶金爐設(shè)計(jì)手冊》[:冶金工業(yè)出版社，2002.[23] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.[24] [P].中國專利：200720012231，2008423.22
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