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电解铝车间设计方案及流程图

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-11-09  来源:互联网  浏览次数:637

将液态铝精炼,并铸成各种规格和形状的铝锭或铸轧成铝线和板坯的铝电解厂车间设计。

铸造工艺      有配料、精炼、晶粒细化和铸造四个工序。

(1)配料。一般在敞口台包或保温炉(混合炉)内进行。根据液态铝的化学成分,加入不同的合金元素,以满足不同合金牌号的要求。中间合金配料在工频感应炉内进行。

电解铝生产车间工艺图

(2)精炼。是保证产品质量的主要技术措施。20世纪40年代,主要在敞口台包内通入氯气进行搅拌吹炼,产品为普通铝锭和拉丝铝锭。随着产品品种的增加(板、棒锭和线、板坯)和质量要求的不断提高,采用两次精炼工艺。先在保温炉内加熔剂(氟化物及其混合物),降低铝液中气体和非金属杂质,再在另一座保温炉内吹入氮(氩)氯混合气体,以除去铝液中氢、碱金属和非金属杂质。70年代,美国和法国研制了“在线精炼装置”,在保温炉和铸造炉之间,在铝液的流动过程中进行精炼。缩短了流程,简化了设备。中国自70年代末开始将这种装置应用于铝电解厂的设计中。

(3)晶粒细化。在铝液流槽中,将丝状晶粒细化剂连续熔入铝液中,使铸锭晶粒细化。当铸造质量有严格要求时,在铸造机入口处再进行一次过滤。

(4)铸造。根据产品选择不同工艺。普通铝锭采用连续铸锭法;板、棒锭采用半连续或水平铸造法;线、板坯采用连铸连轧法。

设备选择         铸造工艺用主要设备有保温炉(混合炉)、精炼装置和铸造设备。

主体设备的设计
大型预焙电解槽结构
阴极结构
、上部结构、母线结构、电气绝缘。
①阴极结构——槽壳、内衬砌体。
⑴槽壳——槽壳为内衬砌体外部的钢壳和加固结构,是生产期间成
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装铝液、电解质的容器。分有底槽和无底槽。
⑵内衬砌体——分为四种材质:碳质内衬材料、耐火材料、保温材
料、粘结材料。
㈠内衬气体在筑炉过程中自槽壳下部向上依次为:石棉板、硅酸钙
板、保温砖、防渗料、阴极炭块、扎固糊料、侧部炭块。
㈡侧部炭块种类
——|普通材质炭块、碳化硅结合氮化硅
②上部结构
——
承重桁架、阳极提升装置、自动打壳下料装置、阳
极母线和阳极组、集气排烟装置。

阳极提升装置——有两种方式:

种是采用涡轮蜗杆螺旋起重器35
㈠阳极提升装置——有两种方式:
种是采用涡轮蜗杆螺旋起重器
阳极升降机构,另一种是采用滚珠丝杠三角板阳极升降装置。
㈡自动打壳下料装置——
有打壳系统(打壳气缸和打击锤头)、下料系统(料仓和筒式下料器)。
㈢阳极母线和阳极组——
阳极母线是由两条平行母线和中间进点联
络母线组成。阳极组由:炭块、钢爪、铝导杆组成。

③母线结构——电解槽的母线结构由阳极母线、阴极母线、立柱母线、软母线一个一个串连在一起的。可分为压延母线、铸造母线两种。
④电气绝缘——电解槽绝缘部位较多,槽壳对地,阳极对阴极等。

(1)保温炉。有固定式和倾斜式两种。容量分别为10~50t 和10~30t。热源有燃气、燃油和电。根据产品品种和铸造机的能力选择炉型、容量和台数。

(2)精炼装置。世界上常用的在线精炼装置,主要有SNIF型、MINT型(美国)和ALUR型(法国)。SNIF型和ALUR型通精炼气体的喷嘴可旋转;ALUR型炉体可倾动;MINT型本身带陶瓷过滤板。根据产品品种和铝液的单位流量(产量)选择精炼装置。

(3)铸造设备。有链式和带结晶器的水平式连续铸造机、垂直式半连续铸造机和连续铸造机。普通铝锭用链式连续铸造机铸成铝锭,经水冷后自动堆垛、打捆。棒锭(或铝母线)用水平连续铸造机,机上带同步锯切成所需长度。板锭、棒锭采用垂直半连续铸造机,一般铸造长度为8m左右(因受地坑深度限制)。线坯和板坯采用连铸连轧机,线坯轧成直径为9.5~10.5mm,绕成线捆,板坯厚6~9mm。

车间配置        产品品种多、产量大的车间,各生产线多平行配置,厂房要求宽大,可设计为两跨或三跨厂房。品种单一时,可设计为单跨,必要时可设副跨,堆放废渣和原料。成品堆放场设在车间附近,并设铁路专用线。氩、氮、氯气单独贮存,并须设安全设施。

特殊要求        主要为:(1)车间冷却水用量大,对水质要求因设备而异;感应炉要求水的硬度为7~10pH,悬浮物含量不大于10mg/L;结晶器、铝锭铸模和铸锭冷却,要求水的悬浮物不大于50mg/I.。循环水系统要分别设置。(2)车间系高温作业,精炼时有含氯和氟的气体及粉尘逸出,厂房要求通风良好。操作地带要求采取局部降温措施。保温炉的加料口、扒渣口和浇铸口要设排烟装置。

 
关键词: 电解铝
 
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