摘要:本设计是毕业设计，依据毕业设计任务书完成了年产10万吨铝锭的铝电解车间设计。在查阅了有关文献、翻看了自己所学的相关课程后，对我国铝工业的发展和国际铝市场的综合情况进行了简明的论述。通过与电热法、氯化铝电解法等方法的比较，确定了冰晶石熔盐电解的方案，选用了200KA电解槽并对其技术经济指标进行选用与论证、冶金计算（包括物料平衡计算和能量平衡计算）以及电解槽的设计与计算等内容。

关键词：电解；电解铝；电解槽；毕业设计

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪 论1

1.1 本课题研究的理论意义和实际意义.1

1.2 电解铝的市场分析.1

2 厂址选择与论证3

2.1 理论厂址的选择与论证.3

2.2 云南云铝润鑫铝业有限公司的厂址选择.7

3 铝电解工艺流程的选择9

3.1 铝电解生产概论.9

3.1.1 铝的性质与用途9

3.1.2 铝的冶炼历史9

3.2 铝电解基本原理.10

3.3 铝电解质及其性质.12

3.3.1 电解质的组成12

3.3.2 熔剂的特性12

3.3.3 初晶温度13

3.3.4 密度13

3.3.5 导电度14

3.3.6 粘度14

3.3.7 部分添加剂对电解质性质的影响及特点14

3.3.8 两极副反应17

3.3.9 铝的二次反应19

3.4 铝电解生产流程.19

3.5 铝电解生产原辅材料.21

3.5.1 氧化铝21

3.5.2 氟化盐23

3.5.3 阳极材料24

4 铝电解方案与技术经济指标的选择与论证26

4.1 电解方案的选择与论证.26

4.2 主要技术经济指标.27

4.2.1 电流强度27

4.2.2 电解质分之比28

4.2.3 电解温度28

4.2.4 极距29

4.2.5 铝液水平和电解质水平29

4.2.6 阳极电流密度29

4.2.7 阳极效应系数30

4.2.8 电流效率30

4.2.9 槽电压31

4.2.10 电解槽设计主要技术经济指标表32

5 铝电解槽的物料平衡计算及能量平衡计算33

5.1 铝电解槽的物料平衡计算.33

5.1.1 电解槽单槽铝产量33

5.1.2 氧化铝消耗量33

5.1.3 氟化盐的消耗量33

5.1.4 阳极炭块消耗量33

5.1.5 反应生成的气体量34

5.1.6 产出34

5.1.7 物料平衡表35

5.2 能量平衡计算.35

6 主体设备的选型与计算38

6.1 电解槽.38

6.1.1 上部结构39

6.1.2 打壳下料装置39

6.1.3 阳极升降装置40

6.1.4 承重桁架41

6.1.5 集气和排烟装置41

6.2 阳极结构.41

6.2.1 阳极炭块组42

6.2.2 铝导杆43

6.2.3 钢爪43

6.3 槽膛尺寸.43

6.3.1 槽膛深度43

6.3.2 阴极到槽邦距离43

6.3.3 槽膛尺寸计算43

6.4 阴极结构.44

6.4.1 槽壳44

6.4.2 内衬以及保温绝热结构45

6.4.2.1 槽侧部内衬选择.45

6.4.2.2 槽底部内衬选择.45

6.4.2.3 阴极结构参数的选择及计算.45

6.4.2.4 槽壳结构及尺寸的计算.46

6.4.3 电解槽基础46

6.5 母线配置.46

6.5.1 母线结构及配置46

6.5.2 阳极母线48

6.5.2.1 阳极横梁母线.48

6.5.2.2 阳极软母线.48

6.5.3 立柱母线48

6.5.4 阴极母线49

6.5.4.1 阴极软母线.49

6.5.4.2 槽周阴极母线.49

6.5.4.3 短路母线.51

6.6 电解槽选型、台数、产量横算.51

6.6.1 电解槽寿命论证51

6.6.2 电解槽单槽日产量和年量51

6.6.3 电解槽数量52

6.6.4 产量横算52

6.6.4.1 系列原始产量.52

6.7 辅助设备选择计算.52

6.7.1 多功能机组52

6.7.2 母线提升机54

6.7.3 出铝钢包54

6.7.4 槽控箱55

6.7.5 混合炉容量和台数56

6.7.6 铝锭铸造机台数56

6.7.7 电解厂房及电解槽配置56

7 结 语58

参考文献59

致 谢60