Федеральное агентство по образованию и науке Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Курсовой проект

Металлургия легких металлов

По дисциплине __________________________________________________________

________________________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Пояснительная записка

Тема:

_

Расчет алюминиевого электролизера с предварительно обожженными анодами

_______________________________________________________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

МЦ-02 ГавриловД.Н.

Автор: студент гр. _____ ____________________ /________________/

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

доцент Бричкин В.Н.

Руководитель проекта _________ ________________ /________________/

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2006 год

Cодержание

1Теоретическая часть. 5

1.1Общие сведения. 5

1.2Свойства и строение электролита. 5

1.3 Температура плавления. 6

1.4 Плотность. 7

1.5 Вязкость. 8

1.6 Поверхностное натяжение. 9

1.7 Удельная электропроводность расплавов. 10

1.8 Термодинамика основных процессов. 12

1.10 Разложение фторидов. 13

1.12 Выход по току. 14

1.13 Состав анодных газов и расход углерода. 14

1.14 Анодный эффект. 15

1.15 Температура. 16

1.16 Плотность тока. 17

1.17 Межполюсное расстояние. 18

1.18 Состав электролита и криолитовое отношение. 19

2 Конструктивный расчет алюминиевого электролизера 20

2.1Расчет анодов 20

2.2. Внутренние размеры шахты 21

2.3. Конструкция подины 22

2.4 Внутренние размеры катодного кожуха 22

2.5 Расчет ошиновки 23

3 Расчет материального баланса 24

3.1. Приход материалов 24

3.2 Расход материалов 25

4 Электрический баланс электролизера 26

4.1. Напряжение поляризации 26

4.2Падение напряжения в обожженном аноде 27

4.2.1. Падение напряжения в угольной части анода 27

4.2.2. Падение напряжения в контакте ниппель-анод 28

4.2.4 Падение напряжения в ниппеле 29

4.2.5Падение напряжения в кронштейне 30

4.2.6Падение напряжения в алюминиевой штанге 30

4.2.7Падение напряжения в электролите 31

4.2.8Падение напряжения в катодном устройстве 31

4.2.9 Падение напряжения в выступающих из подины участках катодных стержней 32

4.2.10 Падение напряжения в алюминиевых соединительных лентах 33

4.3Падение напряжения в ошиновке 33

4.3.1. Падение напряжения в катодной ошиновке 33

4.3.2. Падение напряжения в анодной ошиновке 33

4.4Падение напряжения за счет анодных эффектов 35

4.5Падение напряжения в общесерийной ошиновке 35

5 Тепловой баланс 35

5.1Приход тепла 35

5.1.1. Приход тепла от прохождения электрического тока 35

5.1.2Приход тепла от сгорания анода 36

5.2. Расход тепла 36

5.2.1Расход тепло на разложение глинозема 36

5.2.2. Потери тепла с выливаемым из ванны алюминием 37

5.2.3. Расход тепла, с уносимыми анодными газами 37

5.2.4Расход тепла с конструктивных элементов электролизера 37

Библиографический список 43

Введение.

Алюминий является важнейшим металлом, объем его производства намного опережает выпуск всех остальных цветных металлов и уступает, только производству стали. Высокие темпы роста производства алюминия обусловлены его уникальными физико – химическими свойствами, благодаря которым он нашел широкое применение в электронике, авиа – и автостроении, транспорте, производстве бытовой техники, строительстве, упаковке пищевых продуктов.

Алюминиевая промышленность – является одной из наиболее энергоемких. Поэтому важнейшим условием развития отрасли является наличие мощных источников дешевой электроэнергии.

Основой по созданию алюминиевой промышленности в нашей стране стал разработанный в 1920 году план электрификации России (ГОЭЛРО) и первая, построенная в соответствии с этим планом ГЭС - Волховская. Именно первенец плана ГОЭЛРО явился базой для создания Волховского алюминиевого завода (ВАЗа).

Первый алюминий был получен на ВАЗе 14 мая 1932 года. Этот день и вошел в историю как день рождения завода на реке Волхов и как день рождения отечественной алюминиевой промышленности. Первоначально ВАЗ давал 6 тысяч тонн алюминия в год.

Строительством алюминиевого завода отечественная наука и производство поднялось на новую ступень развития.

Алюминиевая промышленность созданная в советское время, занимает доминирующее положение в производстве цветных металлов в стране и по выпуску металла находится на втором месте в мире. В последние годы, в силу известных причин, техника для производства алюминия практически не модернизируется, технология электролиза не совершенствуется, объем научных исследований недопустимо сокращен и заметно отстает от передовых стран.

Создание алюминиевого завода стало возможно не только плану электрификации, но и самоотверженной работе людей и работе отечественной науки. На предприятии не только отрабатывалась отечественная технология, но и формировались кадры. Волховский завод явился кузницей алюминщиков. После Великой Отечественной войны наряду с восстановлением разрушенных предприятий развернулось строительство новых алюминиевых заводов. В начале пятидесятых годов был осуществлен пуск Кандалакшского и Надвоицкого заводов, Канакерского и ряда других.

После военные годы для ВАЗа – пора напряженных поисков и реконструкции. Впервые в мире здесь была решена проблема комплексной переработки нефелинового сырья на глинозем, соду, поташ, цемент, что позволило, используя опыт, полученный на ВАЗе, построить и пустить Пикалевский и Ачинский глиноземные заводы.

В стране построены и работают крупные алюминиевые комбинаты, но Волховский алюминиевый завод также играет немаловажную роль в Российской алюминиевой промышленности.

С началом смены экономического курса в 1990 году, Волховский завод еще держался на плаву несколько лет, но нестабильность финансового и потребительского рынка, отсутствие эффективного управления обрушило предприятие. Итогом такого управления стало, остановка глиноземного цеха, цементного производства, было выведено из строя больше половины электролизеров, а те, что работали, давали металл низкого качества. В период с 1997 - 1998 год в завод были вложены большие инвестиции, что позволило полноценно восстановить два корпуса серии электролиза и ряд других производств, остановленных в середине девяностых годов.

В 1998 году предприятие Волховский алюминиевый завод “Волховский алюминий” (ОАО “ВА”), а в последствии “ВА” вошел в холдинг “Металлург”.

В настоящее время ВАЗ входит в состав СУАЛа и называется филиал «Волховский алюминиевый завод – СУАЛ