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1、 设计（论文）专用纸一座年产16万吨铝锭的铝电解车间毕业设计8摘要8前言9第一章 市场分析101.1 铝的性质101.2 铝的发现简史111.3 我国铝工业发展近况111.3.1 铝业背景111.3.2 制约瓶颈121.3.3 发展前景121.3.4 中国铝型材行业的概况131.4 国际铝工业发展状况181.5 对中国铝工业发展前景的认识19第二章 厂址选择与论证242.1 铝厂厂址选择区域概况242.1.1 地理优势242.1.2地形地貌252.1.3区位优势252.1.4 水文地址252.1.5 气候条件262.1.6 政策优势262.2.1资源优势282.2.2 水能电力资源28第三章
2、技术经济指标303.1 电解方案的选择与论证303.2 主要技术经济指标的选择与论证313.2.1电流效率313.2.2电解质温度323.2.3 极距333.2.4电解质成分333.2.5电解质水平和铝水平353.2.6阳极效应系数363.2.7 阳极电流密度373.2.8 槽工作电压383.2.9 铝电解生产中的主要技术经济指标的确定38第四章 电解槽结构设计与计算404.1 概述404.2 上部结构424.2.1 打壳下料装置424.2.2阳极升降装置434.2.3 桁架与门式支架444.2.4 槽密闭排烟系统454.2.5 阳极结构454.3 阴极结构464.3.1 槽壳474.3.2
3、内衬以及保温绝热结构484.3.3 电解槽基础504.4 母线配置电压衡算504.4.1 母线结构及配置504.5 能量和物料平衡核算及电压衡算554.5.1 物料平衡554.5.2 电压平衡574.5.3 能量平衡644.6 电解槽选型、台数、产量以及结构计算754.6.1 电解槽寿命论证754.6.2 电解槽单槽日产量和年产量764.6.3 电解槽数量764.6.4 系列原始产量764.6.5 电解槽结构计算774.7 辅助设备选择计算78第五章 铝电解槽的预热与启动835.1 预热方法概述835.2 铝电解槽的启动855.2.1 铝电解启动条件855.2.2 干法启动855.2.3 湿法
4、无效应启动865.2.4 湿法效应启动865.2.5 效应启动与无效应启动的对比875.3 预焙槽启动初、后期的管理885.3.1 电解质水平和铝水平的管理885.3.2 槽电压和效应系数的管理885.3.3 电解质分子比的管理88第六章 铝电解槽正常生产管理906.1 电解车间的生产管理9062 电解车间工艺技术条件管理946.2.1 槽电压管理946.2.2 铝水平及出铝管理966.2.3 极上保温料的管理976.2.4 效应管理976.2.5 效应间隔管理1006.2.6 原铝质量管理100第七章 烟气净化及原料输送1047.1 铝电解烟气中的有害物质1047.2 铝电解烟气净化方法10
5、57.3 烟气干法净化工艺设备配置1067.3.1 烟气捕集部分1067.3.2 新鲜氧化铝供给部分1077.3.3 载氟氧化铝回收部分1077.4 原料输送及电解槽供配料1087.4.1 原料输送1087.4.2 电解槽供配料108第八章 技术经济评价及成本核算1138.1企业工作制度1138.2劳动定员、工资及劳动生产率1138.2.1劳动定员1138.2.2工资1148.2.3劳动生产率1158.2.4人员培训1158.3投资估算1158.4 生产成本1168.4.1主要原材料、动力燃料价格确定1168.4.2单位产品制造成本和总成本费用1178.5 销售收入、税金和利润1208.5.1
6、 销售收入1208.5.2税金1218.6项目综合评价1228.6.1贷款偿还期1228.6.2投资回收期1228.6.3盈亏平衡点（REP）分析123第九章 冶金环境保护1259.1 环境保护的重要性1259.2 铝电解厂烟气中的污染物及其危害1269.3 铝电解的环境保护127结论132谢辞133参考文献134第 1 页 一座年产16万吨铝锭的铝电解车间毕业设计昆明理工大学冶金工程2004级 高艳军摘要本设计是毕业设计，依据毕业任务书进行了一年产16万吨铝锭的铝电解车间的设计。在查阅有关文献、翻阅了自己所学的相关课程下，对我国铝工业的发展、国际炼铝的综合情况进行了简明的论述；并通过对冰晶石
7、熔盐电解法同其他电解法法比较，确定了冰晶石熔盐电解的方案，选用并论证了280KA电解槽的技术经济指标。作了厂址的选择与论证及铝电解槽的设计计算、物料平衡及能量衡算、铝电解烟气净化及原料输送、环境保护、技术经济评价及成本核算等内容。并绘制1图纸一张，CAD三张，以及完成了一份毕业实习报告书。通过论证与计算，获得了以下主要技术经济指标：1、年产量：16万吨铝锭2、电流强度：280 KA3、阳极电流密度：0.73A/cm24、效应系数：0.2次/槽次5、电流效率：94关键词： 电解 铝 电解槽 毕业设计 前言中国铝业广西分公司（全称中国铝业股份有限公司广西分公司，以下简称中铝广西分公司）是中国铝业股
8、份有限公司的成员单位之一，属非法人企业。 中铝广西分公司的前身是平果铝业公司。2002年2月，应中国铝业公司改制上市的需要，平果铝业公司被改制重组分为上市和存续两个部分。上市部分命名为中国铝业股份有限公司广西分公司；存续部分延用“平果铝业公司”名称。中铝广西分公司传承原平果铝业公司的经营性资产，是集矿山开采和氧化铝、电解铝生产于一体的特大型铝冶炼联合企业。中国铝业广西分公司一期工程设计建设规模为年产铝土矿65万吨、氧化铝30万吨、电解铝10万吨，1991年5月开工建设，1995年底全面建成投产。2000年6月中旬开始实施消除瓶颈技术改造工程，2002年11月完成，并通过性能考核，达到了设计产能
9、，使一期氧化铝产能从40万吨/年提升至45万吨/年。 中国铝业广西分公司氧化铝二期工程是在一期的基础上扩建的一条年产40万吨的氧化铝生产线。该工程于2001年5月10日正式开工，2003年6月22日全线竣工投产，比计划提前6个月建成，并实现了两个月达产达标。 电解铝320KA生产系列工程（简称320工程），于1998年10月20日正式动工建设，1999年5月20日建成投产。2002年4月引进并使用瑞士ABB公司的技术和设备，对320KA生产系列的直流供电系统进行技术改造，于当年11月完成，并通过了性能考核，达到了设计要求。 随着重大技改项目的成功实施和氧化铝二期工程建成投产，中国铝业广西分公司
10、现有生产能力为：年产铝土矿190万吨，氧化铝85万吨，电解铝13.5万吨。 中国铝业广西分公司的主要产品是注册商标为“右江”的系列产品“右江”牌氧化铝、氢氧化铝、重熔用铝锭。本设计是一个年产16万吨铝锭的铝电解车间，根据焦作铝业股份有限公司选用的280KA大型预焙电解槽技术，并取得良好的经济效益。因此，本设计选用了280KA的预焙槽进行铝的生产。铝电解槽的设计计算、物料平衡及能量衡算、铝电解烟气净化及原料输送、环境保护、技术经济评价及成本核算等内容。并绘制1图纸一张，CAD三张，详细说明车间的布置及电解槽结构。 限于本人水平有限，在设计过程中难免有错误，敬请各位老师和同学及时的给予批评指正。第
11、一章 市场分析1.1 铝的性质铝是银白色的轻金属，较软，密度2.7g/cm3，熔点660.4，沸点2467，铝和铝的合金具有许多优良的物理性质，得到了非常广泛的应用。 铝对光的反射性能良好，反射紫外线比银还强，铝越纯，它的反射能力越好，常用真空镀铝膜的方法来制得高质量的反射镜。真空镀铝膜和多晶硅薄膜结合，就成为便宜轻巧的太阳能电池材料。铝粉能保持银白色的光泽，常用来制作涂料，俗称银粉。 纯铝的导电性很好，仅次于银、铜，在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。铝是热的良导体，在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。 铝有良好的延展性，能够抽成细丝，轧制成各种铝制品，还可制成薄于0
12、.01mm的铝箔，广泛地用于包装香烟、糖果等。 铝合金具有某些比纯铝更优良的性能，从而大大拓宽了铝的应用范围。例如，纯铝较软，当铝中加入一定量的铜、镁、锰等金属，强度可以大大提高，几乎相当于钢材，且密度较小，不易锈蚀，广泛用于飞机、汽车、火车、船舶、人造卫星、火箭的制造。当温度降到-196时，有的钢脆如玻璃，而有些铝合金的强度和韧性反而有所提高，所以是便宜而轻巧的低温材料，可用来贮存火箭燃料液氧和液氢。1.2 铝的发现简史 铝是我们非常熟悉的金属，早在公元前5世纪就有了应用明矾作收敛剂、媒染剂的记载。1825年，丹麦化学家和矿物学家厄斯泰德（Oersted H.C.， 1777-1851，丹麦
13、）用钾汞齐还原无水卤化铝，第一个制备出不纯的金属铝。1827年，德国化学家维勒（Wohler Friedrich，1800-1882，德国）用金属钾还原无水氯化铝，制备出较纯的铝，并用它的许多性质。由于维勒制取铝的方法不可能应用于大量生产，在这以后的一段很长时间里，铝是珠宝店里的商品、帝王贵族的珍宝。直到1886年两位青年化学家分别独立地用电解法制铝获得成功，使铝成为普通商品。这两位年轻的化学家一位是21岁的美国大学生豪尔，另一位是大洋彼岸的21岁法国大学生埃罗。他们的工作奠定了今天电解铝的方法。铝的命名源自拉丁文Alumen，这一名词中世纪在欧洲是对具有收敛性矾的总称，它的英文名称是Alum
14、inium，元素符号为Al，我国从它的第二音节译为铝。1.3 我国铝工业发展近况1.3.1 铝业背景中国铝工业经过50年的发展，到2007年已建立了庞大的产业群，涵盖了铝矿、氧化铝、电解铝、铝加工等门类齐全的铝工业体系。铝及铝加工产业进入了一个高速发展时期，铝材的应用越来越广泛。 2007年，我国电解铝产量约1240万吨，其中型材660万吨，压铸材40万吨，板带箔约540万吨。作为朝阳产业，铝工业以展现出十分诱人的发展前景。1.3.2 制约瓶颈尽管我国已稳居全球铝业大国的宝座，但受以下因素制约，中国远非铝业强国！1、我国是铝矿资源相对缺乏的国家。尽管现存的铝矾土矿保有量约7亿吨，但含量大多是铝硅比为4-7的铝石矿，与国外铝硅比10以上的铝土矿相比，选矿成本高出2倍以上。低品位的矿产资源，将会逐步制约铝工业的发展；2、电解铝能耗太高，与先进的工艺相比，能耗高出约30%；3、建筑型材所占百分比太高，型材产能过剩，过度竞争，利润太低，严重制约了技改、创新及环保投入；4、合金研发投入不足，严重制约了铝金属在工业领域的推广应有；5、大型铝加工设备严重依
