48775

Напряжение разложения, автоматизация процесса электролиза и извлечение алюминия из электролизных ванн

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Из литейных сплавов более распространены сплавы алюминия с кремнием называемые силуминами. Важнейшие потребители алюминия и его сплавов – авиационная и автомобильная промышленность железнодорожный и водный транспорт машиностроение электротехническая химическая металлургическая и пищевая промышленности промышленное и гражданское строительство. Судя по свойствам алюминия можно сказать что он мог бы применяться значительно шире и в больших количествах и заменять в большинстве конструкций сталь. Но этому препятствует большая по сравнению...

Русский

2013-12-29

570.5 KB

10 чел.

Содержание

[1] Введение

[2] 1 Расчётная часть

[2.1] 1.1 Материальный баланс

[2.1.1] 1.1.1 Производительность электролизера

[2.1.2] 1.1.2 Расчёт прихода сырья в электролизёр

[2.1.3] 1.1.3 Расчёт продуктов электролиза

[2.1.4] 1.1.4 Расчёт потерь сырья

[2.2] 1.2 Конструктивный расчет

[2.2.1] 1.2.1 Анодное устройство электролизера

[2.2.2] 1.2.2 Расчёт катодного устройства

[2.2.3] 1.2.3 Размеры катодного кожуха

[2.3] 1.3 Электрический баланс электролизёра

[2.3.1] 1.3.1 Падение напряжения в анодном устройстве

[2.3.2] 1.3.2 Падение напряжения в подине

[2.3.3] 1.3.3 Доля падения напряжения от анодных эффектов

[2.3.4] 1.3.4 Падение напряжения в ошиновке электролизёра

[2.4] 1.4 Тепловой баланс электролизёра

[2.4.1] 1.4.1 Расчет приход тепла

[2.4.2] 1.4.2 Расход тепла

[2.5] 1.5 Расчёт цеха

[3]
2 Описательная часть

[3.1] 2.1 Состав и свойства электролита

[3.1.1] 2.1.1 Состав электролита

[3.1.2] 2.1.2 Свойства электролита

[3.2] 2.2 Назначение Санитарно-промышленной лаборатории (СПЛ) и состав ее работ

[3.2.1] 2.2.1 Задачи

[3.2.2] 2.2.2 Структура

[3.2.3] 2.2.3 Функции

[3.2.4] 2.2.4 Права

[3.2.5] 2.2.5 Взаимоотношения с другими подразделениями

[3.3] 2.3 Охрана труда в химический лаборатории

[3.3.1] 2.3.1 Общие требования охраны труда

[3.3.2] 2.3.2 Требования охраны труда перед началом работы

[3.3.3] 2.3.3.Требования охраны труда во время работы

[3.3.4] 2.3.4 Требования охраны труда в аварийных ситуациях

[3.3.5] 2.3.5 Требования охраны труда по окончанию работы

[4] 3. Организационно – экономическая часть

[4.1] 3.1 Организационная структура проектируемого цеха

[4.2] 3.2 Расчет производственной программы цеха из 2 серий

[5] Список использованных источников


Введение

Алюминий и его сплавы в настоящее время нашли широкое применение в различных отраслях. По своим свойствам алюминий очень выгодно отличается от других металлов. Для него характерны: небольшая плотность; хорошая пластичность и достаточная механическая прочность; высокая тепло- и электропроводность, коррозионная устойчивость. Алюминий способен образовывать со многими металлами сплавы. Алюминиевые сплавы делятся на две группы: литейные сплавы, которые применяются фасонного литья, и деформируемые сплавы, идущие на производство проката штампованных изделий. Из литейных сплавов более распространены сплавы алюминия с кремнием, называемые силуминами. 

Важнейшие потребители алюминия и его сплавов – авиационная и автомобильная промышленность, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая, химическая металлургическая и пищевая промышленности, промышленное и гражданское строительство.

Судя по свойствам алюминия, можно сказать, что он мог бы применяться значительно шире и в больших количествах и заменять в большинстве конструкций сталь. Но этому препятствует большая по сравнению со сталью стоимость алюминия.

Данный проект основан на практических данных Красноярского алюминиевого завода. Проект выполнен на основе действующего оборудования корпуса. Содержание проекта представляет собой расчет электролизера. В котором производят конструктивный, материальный, электрический и тепловой расчет электролизной ванны, а также расчёт количества установленных электролизёров и производительности серии. Эти расчёты необходимы для определения технико-экономических показателей работы цеха.

Кроме того в курсовом проекте исследованы такие показатели технологического процесса как напряжение разложения ,автоматизация процесса электролиза и извлечение алюминия из электролизных ванн.

Также в курсовом проекте представлено описание следующих теоретических вопросов: состав и свойство электролита., растворимость AL2О3 в электролите.; назначение Санитарно-примышленной лаборатории (СПЛ)  состав ее работ; охрана труда в химической лаборатории.

.

1 Расчётная часть

Для получения алюминия - сырца в электролизёр загружают глинозём, анодную массу и фторсоли. В процессе электролиза образуются в основном окислы углерода. В результате испарения и пылеуноса отходящими газами из процесса постоянно выбывают некоторые количества фтористых соединений и глинозёма.

При применении самообжигающихся анодов в процессе электролиза часть анодной массы выбывает в виде летучих соединений при коксовании анода. Кроме того, анодная масса расходуется в виде пены снимаемой с поверхности электролита. Увеличенный расход анодной массы и фтористых солей на электролизёрах с верхним токоподводом объясняется низким качеством анодной массы и недостатками обслуживания электролизёра.

1.1 Материальный баланс

В процессе электролиза криолитоглинозёмного расплава расходуется глинозём, фтористые соли и угольный анод. При этом образуется расплавленный алюминий и газообразные оксиды углерода.

Расчет веду на основании заданных параметров:

- сила тока I=178 кА

- анодная плотность тока dа = 0,69 А/см2

- выход по току h =88,5 %

Расход сырья N кг на получение 1 кг алюминия

- глинозем, NГ   = 1,924кг

- фтористый алюминий, NФа = 0,027кг

- фтористый кальций, N = 0,0015кг

- анодная масса, NМ   = 0,538 кг

Проектируемый цех состоит из 2 серий..

1.1.1 Производительность электролизера

Производительность электролизера РА1, кг рассчитывается по закону Фарадея:

РА1 = j * I * τ * h,      (1)

где : j - электрохимический эквивалент алюминия, 0,335 кг/(кА*час);

 I - сила тока, кА;

τ - время, час;

h - выход по току, доли единицы.

P А1 = 0,335 * 178 * 0,885 = 52,77 кг

1.1.2 Расчёт прихода сырья в электролизёр

Приход материалов в электролизёр рассчитывают исходя из норм расхода на 1кг алюминия и производительности электролизёра в час PAl. Затраты по сырью составят

- глинозема RГ, кг

RГ = PAl * NГ       (2)

RГ = 52,77 * 1,924 = 101,529 кг

- фтористых солей (А1F3,СаF2 ) RФ, кг

RФ =PAl * (NФа+ NCa)      (3)

RФ = 52,77 * ( 0,027 + 0,0015) = 1,504 кг

- анодной массы Rм, кг

Rм = PAl * Nоа         (4)

Rм = 52,77 * 0,538 = 28,390 кг

1.1.3 Расчёт продуктов электролиза

Количество анодных газов рассчитывают исходя из их состава и реакций, протекающих в электролизёре. Для расчета принимаю состав анодных газов, % (масс.): СO2 - 60; СО - 40.

При получении 46,4 алюминия выделится кислорода m0, кг:

     (5)

где 48 и 54 – молярная масса соответственно кислорода и алюминия в глиноземе.

кг

Из этого количества в двуокись углерода свяжется кислорода m0co2, кг:

       (6)

кг

в окись углерода свяжется кислорода m0co, кг:

      (7)

где 60 и 40 – процентное содержание оксида углерода (CO2) и окиси углерода (СО) соответственно.

кг

Отсюда можно рассчитать количество углерода связанного в двуокись mcco2, кг:

     (8)

Количество углерода связанного в оксид углерода, mcco, кг:

      (9)

кг

Таким образом, в час выделяется оксидов Pco2 и Pco, кг:

Pco2 = m0co2 + mcco2      (10)

Pco2 = 35,179 + 13,192 = 48,371 кг

Pco = m0co + mcco       (11)

Pco = 11,726 + 8,794 = 20,52

Всего образуется анодных газов Ргаз, кг:

Ргаз = Pco2 + Pco        (12)

Ргаз = 48,371 + 20,52 = 68,891 кг

1.1.4 Расчёт потерь сырья

Теоретический расход глинозема составляет 1,89 кг на 1 кг алюминия. Перерасход глинозема объясняется наличием в его составе примесей и механическими потерями. Тогда потери глинозема G, кг составят:

G = PAl * (Nг - 1,89)     (13)

G = 52,77* (1,924– 1,89 ) = 1,794

Потери углерода Rуг, кг находят по разности прихода анодной массы Rм и расхода углерода, связанного в окислы:

Rуг = Rм - (mcco2 + mcco)    (14)

Rуг =28,390– (13,192+8,794) =6,404 кг

Приход фторсолей в электролизёр принимаем равным их расходу.

Таблица 1-Материальный баланс электролизера на силу тока 178кА.

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Глинозем

101,529

77,254

Алюминий

52,77

40,153

СО2 

48,371

36,808

СО

20,52

15,613

Анодная масса

28,390

21,602

Потери:

Глинозем

1,794

1,362

Фтористые соли

1,504

1,144

Фтористые соли

1,504

1,44

Анодная масса

6,464*

4,92

ИТОГО:

131,423

100

ИТОГО:

131,423

100

*С учетом образования анодных газов и механических потерь

1.2 Конструктивный расчет

В задачу конструктивного расчета входит определение основных размеров электролизера.

1.2.1 Анодное устройство электролизера

Площадь сечения анода Sа определяется по формуле:

 , (15)

где  I – сила тока, А;

da- анодная плотность тока, А/см2

см2

Ширина анода Ва, см, для электролизёра С8БМ, принимаем 285 см. Тогда длина анода La, см имеющего прямоугольное сечение составит:

       (16)

=905,161 см

Расчёт штырей, с помощью которых ток подводится к телу анода, осуществляется по силе тока и плотности тока в стальной части штыря принимаю  равной dш = 0,19 А/мм2.

Применяемые штыри имеют следующие размеры, мм:

- общая длина – 2700

- длина стальной части -1950

- длина алюминиевой штанги – 1040

- максимальный диаметр – 138

- минимальный диаметр – 100

Площадь сечения всех штырей SО., мм2 определяются:

       (17)

мм2

Штыри имеют форму усеченного конуса, поэтому расчёт ведём по среднему диаметру.

     (18)

мм

Площадь сечения одного штыря Sш, мм2 имеющего круглое сечение составит:

     (19)

мм2

где DШ – средний диаметр штыря, мм

Зная площадь сечения всех штырей и площадь сечения одного штыря можно определить их количество, К:

     (20)

,275

Штыри на анодной раме располагаются в 4 ряда, количество их кратно 4, поэтому принимаю 84 штук.

1.2.2 Расчёт катодного устройства

Катодное устройство электролизёра предназначено для создания необходимых условий для протекания процесса электролиза в криолитоглиноземном расплаве. Катодное устройство состоит из стального сварного кожуха, теплоизоляционного слоя и углеродистой футеровки, образующей шахту электролизёра.

Размеры шахты электролизёра

Внутренние размеры шахты электролизера рассчитывают исходя из длины анода (формула 16) и принятых расстояний от анода до стенок боковой футеровки (Рисунок 1). Для данного типа электролизёра установлено, что расстояние

- от продольной стороны анода до футеровки, в = 63,5 см

- от торца анода до футеровки, а = 50 см.

Рисунок 1 Схема анода и шахты электролизёра

Тогда длина Lш, см и ширина Вш, см шахты определяются:

Lш =Lа + 2*в;      (21)

Lш = 905,161 + 2 * 50 = 1005 см

Вш = Ва + 2*а      (22)

Вш = 285 + 2 * 63,5 = 412 см

Глубина шахты электролизёра С-8БМ равна 56,5 см. Катодное устройство электролизёра имеет сборно-блочную подину, смонтированную из коротких и длинных прошивных блоков вперевязку. Отечественная промышленность выпускает катодные блоки высотой hб = 50 см , шириной bб = 63,5 см, и длиной l б от 110 до 400 см. При ширине шахты 412 см применяют катодные блоки:

- короткие l кб = 160 см

- длинные l дб = 220 см

Число секций в подине, Nс определяют исходя из длины шахты:

     (23)

где bб – ширина подового блока;

с – ширина шва между блоками, 4 см.

В шахту можно монтировать только 17 секций (рядов) подовых блоков

Рисунок 2   Схема подины электролизёра

Число катодных блоков Nб, равно:

Nб = Nс * 2       (24)

Nб = 17* 2 =34

Подина данного электролизера монтируется из 34 катодных блоков, уложенных по 17 штук в два ряда с перевязкой центрального шва. Межблочные швы при монтаже подины набиваются подовой массой. Для отвода тока от подины, в подовые блоки вставлены стальные катодные стержни (блюмсы):

- для блока 160 см длина блюмса 219 см;

- для блока 220 см длина блюмса 279 см.

Ширина периферийных швов от подовых блоков до футеровки будет равна:

- в торцах подины, bт,

bт =     (25)

bт =  = 3см

- по продольным сторонам, bп:

см

1.2.3 Размеры катодного кожуха

Внутренние размеры катодного кожуха определяются из рассчитанных ранее размеров шахты электролизёра (формулы 21, 22) и толщины слоя теплоизоляционных материалов.

Длина катодного кожуха Lк, см:

Lк = Lш + 2 (Пу + 3,5),     (27)

Где  Lш - длина шахты, см;

Пу – толщина угольной плиты,;

3,5 – толщина теплоизоляционной засыпки в торцах электролизёра, см.

Lк = 1005 + 2 (20 + 3,5) = 1052

Ширина катодного кожуха Вк, см:

Вк = Вш + 2 (Пу + 5),     (28)

где:  Вщ - ширина шахты, см;

5 – толщина теплоизоляционной засыпки в продольных сторонах электролизёра, см.

Вк = 412 + 2 (20+5) = 462

Футеровка днища катодного кожуха выполняется следующим образом (снизу - вверх):

- теплоизоляционная засыпка 3 см;

- два ряда легковесного шамота или красного кирпича 2 6,5 см;

- три ряда шамотного кирпича 3 6,5 см;

- угольная подушка 3 см;

- подовый блок 40 см.

Тогда высота катодного кожуха Нк, см будет:

Нк = 3 + 5* 6,5 + 3 + Нш + hб     (29)

где: Нш - глубина шахты, см;

hб – высота подового блока, см.

Нк = 3 + 5 * 6,5 + 3 + 56,5 +40 = 135см

Принимаем катодный кожух контрфорсного типа с днищем. Число контрфорсов равно 20, по 10 с каждой продольной стороны. Стенки катодного кожуха изготавливаются из листовой стали толщиной 10 мм, днище – 12мм.

Кожух снаружи укреплен поясами жесткости из двутавровых балок или швеллеров.

1.3 Электрический баланс электролизёра

Электрический расчёт электролизера заключается в определении всех составляющих падения напряжения на электролизёре, включая напряжение разложения глинозёма и долю падения напряжения при анодных эффектах.

Среднее напряжение UСР.,В на электролизёре определяет общий расход электроэнергии на производство алюминия и равно(В):

Uср = Ер + Uа + Uп + ∆Uаэ + Uэл + Uо + Uоо,  (30)

где ЕР - напряжение разложении глинозема (или ЭДС поляризации) 1,5 В;

UА - падение напряжения в анодном устройстве,

UП - падение напряжения в подине,

∆UАЭ – доля увеличения напряжения при анодных эффектах,

UЭЛ - падение напряжения в электролите,

UО - падение напряжения в ошиновке электролизёра,

UОО - падение напряжения в общесерийной ошиновке.

1.3.1 Падение напряжения в анодном устройстве

Падение напряжения в анодном устройстве состоит из суммы падений напряжения в ошиновке, контактах и теле анода. Для определения падения напряжения в теле анода с верхним токоподводом пользуются уравнением, предложенным М.А. Коробовым.

,  (31)

где   Sa - площадь анода, см2, (15);

К - количество токоподводящих штырей, шт;

Lср - среднее расстояние от подошвы анода до концов токоподводящих штырей, принимаем 30 см.

da - анодная плотность тока, 0,71 А/см2;

ρа - удельное электросопротивление анода в интервале температур 750 -950 °С равно 8*10-3 Ом *см.

=

=0,477 В

1.3.2 Падение напряжения в подине

Падение напряжения в подине, смонтированной из прошивных блоков, определяется по уравнению М.А. Коробова и А.М. Цыплакова:

  (32)

где lпр - приведенная длина пути тока- 28,4 см;

ρбл - удельное сопротивление прошивных блоков принимаем 3,72 * 10-3 Ом *см.;

Вш - половина ширины шахты ванны 206, см;

Вбл - ширина катодного блока с учетом набивного шва -54, см;

a - ширина настыли, равна расстоянию от продольной стороны анода до боковой футеровки, 65 см;

S – площадь сечения блюмса -377см2;

da - анодная плотность тока-0,71 А/см2.

Приведенную длину пути тока по блоку lпр, см определяем по уравнению:

 (33)

где hбл - высота катодного блока;

hст - высота катодного стержня, 14,5 см;

Вст - ширина катодного стержня, 26 см

см

Ширина катодного блока с учетом набивного шва Вбл,см равна:

Вбл = bб + с,     (34)

где bб – ширина подового блока;

с – ширина набивного шва между блоками.

Вбл = 55 + 4 = 59

Площадь сечения катодного стержня с учетом заделки равна:

Sст = hст * Вст      (35)

Sст = 14,5 * 26 = 377см2

Тогда падение напряжения в подине UП, В составит (формула 32):

=0,333 В

1.3.3 Доля падения напряжения от анодных эффектов

Величину падения напряжения от анодных эффектов ∆UАЭ, В определяем по формуле:

      (36)

где UАЭ – напряжение в момент анодного эффекта, принимаем 30 В;

n - длительность анодного эффекта, принимаем 1,5 мин;

 k - частота анодного эффекта в сутки, принимаем 1;

1440 - число минут в сутках.

=0,03 В

Падение напряжения в электролите, Uэл, В определяется по формуле Форсблома и Машовца:

    (37)

где I - сила тока, А;

р - удельное электросопротивление электролита, равно 0,53 Ом * см;

     l - междуполюсное расстояние, по практическим данным принимаем 5,5 см;

Sа - площадь анода, см2;

2 (La + Вa) - периметр анода, см.

=1,939 В

1.3.4 Падение напряжения в ошиновке электролизёра

Падение напряжения в ошиновке электролизёра принимаем на основании замеров на промышленных электролизерах: ∆UО = 0,3 В

Падение напряжения в общесерийной ошиновке принимаем на основании практических данных: ∆UОО = 0,016 В

Таблица 2 - Электрический баланс электролизера на силу тока 175 кА

Размеры в Вольтах

Наименование участков

Ucp

Up

Uгр

Ер

1,5

1,5

1,5

UА

0,477

0,477

0,477

UП

0,333

0,333

0,333

UЭЛ

1,939

1,939

1,939

UАЭ

0,03

--

0,03

UО

0,3

0,3

0,3

UОО

0,016

--

--

Итого:

4,596

4,550

4,580

1.4 Тепловой баланс электролизёра

Нормальная работа электролизёра возможна только при соблюдении теплового равновесия, когда приход и расход тепла в единицу времени при установившемся режиме электролиза становятся равными, т.е. Qпр = Qрасх

Приход тепла в электролизёр осуществляется от прохождения постоянного электрического тока и от сгорания анодной массы

Тепловой баланс составляют применительно к определённой температуре: окружающей среды или температуре протекания процесса. Обычно составляют баланс при температуре 25˚С.

В этом случае уравнение теплового баланса можно представить в виде:

Qэл + Qан = QГ + Q Al + Qгаз + Qп,    (38)

где Qэл - приход тепла от электроэнергии;

 Qан - приход тепла от сгорания анода;

 QГ - расход тепла на разложение глинозёма;

 Q Al - тепло, уносимое с вылитым металлом;

Qгаз - тепло, уносимое отходящими газами;

 Qп - потери тепла в окружающее пространство.

1.4.1 Расчет приход тепла

Приход тепла от прохождения электрического тока Qэл, кДж определяется по уравнению:

Q эл = 3600 * I * Uгр * τ      (39)

где 3600 – тепловой эквивалент 1 кВт*ч, кДж;

I – сила тока, кА;

Uгр – греющее напряжение, В (из таблицы 2);

τ – время, часы.

Q эл = 3600 * 178 * 4,580 * 1 = 2934699 кДж

Приход тепла от сгорания угольного анода Qан, кДж определяется:

Qан  = Р1СО2 *HTCO2 + Р1СО * HTCO     (40)

где  Р1СО2 и Р1СО – число киломолей оксидов углерода; определяется по материальному балансу исходя из формул (10 и 11);

  ∆НТСО2 и ∆НТСО – тепловые эффекты реакций образования СО2 и СО из углерода и кислорода при 25 ˚С (298 К):

H298СО2 = 394 070 кДж/кмоль

H298СО = 110 616 кДж/кмоль

     (41)

=1,09 кмоль

    (42)

=0,73

Qан  = 1,09* 394070 + 0,73* 110616=514260,555 кДж

1.4.2 Расход тепла

На разложение глинозема расходуется тепла QГ, кДж:

QГ = R1Г *HTГ      (43)

HTГ - тепловой эффект образования оксида алюминия при 25 ˚С (298 К), равный 1676000 кДж/кмоль. 

   (44)

=0,99 кмоль

кДж

Потери тепла с выливаемым из ванны алюминием рассчитываются, исходя из условия, что количество вылитого алюминия соответствует количеству наработанного за то же время.

При температуре выливаемого алюминия 960 °С энтальпия алюминия ∆HT1Al составляет 43982 кДж/кмоль, а при 25 °С энтальпия алюминия ∆HT2Al равна 6716 кДж/кмоль. Отсюда потери тепла QAl, кДж с выливаемым алюминием составят:

QAl = Р1Al * (∆HT1Al - ∆HT2Al)     (45)

где Р1Al - количество наработанного алюминия, кмоль определяемое по формуле:

     (46)

кмоль

кДж

Унос тепла с газами при колокольной системе газоотсоса рассчитываем, принимая, что разбавление газов за счет подсоса воздуха в систему отсутствует. В этом случае ведем расчет на основные компоненты анодных газов – оксид и диоксид углерода. Тогда унос тепла с газами Qгаз, кДж будет равен:

Qгаз = Р1СО * ( HT1CO - HT2CO) + Р1СО2 * (HT1CO2 - HT2CO2),   (47)

где Р1СО и Р1СО2  количество CO и CO2, кмоль

HT1CO – энтальпия СО при температуре 550 °С, равна 24860 кДж/кмоль

HT2CO – энтальпия СО при температуре 25 °С, равна 8816 кДж/кмоль

HT1CO2 – энтальпия СО2 при температуре 550 °С, равна 40488 кДж/кмоль

HT2CO2 – энтальпия СО2 при температуре 25°С соответственно, 16446 кДж/кмоль

Qгаз =  кДж

Потери тепла в окружающую среду определяются на основании законов теплоотдачи конвекцией, излучением и теплопроводностью. Так как электролизер представляет собой сложную систему, изготовленную из различных материалов, для упрощения расчетов, потери тепла ко нструктивными элементами электролизёра QП, кДж определяются по разности между приходом тепла и расходом по рассчитанным статьям: 

Qп = (Q эл + Qан) - (QГ + QAl + Qгаз)     (48)

кДж

Таблица 3 - Тепловой баланс электролизера на силу тока 175кА

Приход тепла

кДж

%

Расход тепла

кДж

%

От прохождения электроэнергии

2934966,528

85,09

На разложение глинозёма

1668290,4

48,4

С вылитым металлом

73022,727

2,1

От сгорания угольного анода

514260,555

14,91

С отходящими газами

38186,413

1,1

Конструктивными элементами и с поверхности электролизёра

1669727,543

48,4

ИТОГО

3449227,083

100

ИТОГО

3449227,083

100

1.5 Расчёт цеха

В расчёт цеха входит определение числа рабочих электролизёров в серии, число резервных электролизёров, общее число устанавливаемых электролизёров, годовой выпуск алюминия-сырца одной серией и тремя сериями и удельный расход электроэнергии.

Расчёт числа рабочих электролизёров определяется величиной среднего напряжения на электролизёре и напряжением выпрямительных агрегатов, питающих серию электролизёра.

КПП обеспечивает серию электролизёров, напряжением 850 В. Учитывается резерв напряжения 1% на колебание во внешности сети, потери напряжения в шинопроводах и т.д.

Для подстанции на 850 В рабочее напряжение серии U, В составит:

U = 850 - (U1 + U2 + U3)      (49)

U = В

Число рабочих электролизеров N в серии составит:

,       (50)

где  U - напряжение серии U, В

   UСР - среднее напряжение на электролизере, В (из таблицы 2);

 UАЭ- доля увеличения напряжения от анодных эффектов, В (по формуле 36)

Для максимального использования возможностей преобразовательной подстанции и обеспечения постоянства производительности серии, число установленных в ней электролизеров NУ должно быть больше, чем работающих, на число резервных электролизеров.

Количество резервных ванн NР рассчитывается исходя из необходимости капитального ремонта электролизеров по формуле:

,      (51)

где N – число рабочих электролизёров в серии;

t – длительность простоя ванн в ремонте, по практическим данным 6 дней;

Т – срок службы электролизёра, 4 года;

365 – дней в году.

     

Принимаем 1 резервный электролизёр на серию, тогда в серии будет установлено  электролизеров Nу шт.:

Nу =  N + NР,     (52)

где   N - число установленных электролизеров;

NР - число резервных электролизеров

Nу = 175 +1 = 176

Так как в серии количество электролизеров должно быть кратно 4, резерва напряжения в 803 В достаточно только для 176 электролизеров, из которых 1 резервный.

В2 сериях будет 6 корпусов, в них установленных электролизёров, Nуст:

NУСТ = NУ * n     (53)

NУСТ = 176 * 2 = 352

Годовая производительность серии Pс, т рассчитывается по формуле:

Pс = 0,335 * I * η * 8760 * N * 10-3                                           (54)

где 0,335 - электрохимический эквивалент, кг/(кА*ч);

I - сила тока, кА;

η - выход по току, д. е.;

8760 - часов в год;

N - число работающих ванн в серии.

РС = 0,335 * 178000* 0,885 * 8760 * 175*10-3 = 80900,319т

Годовая производительность цеха Рц, т будет:

Рц = Рс * n       (55)

Рц = 80900,319* 2 = 161800,638 т

Удельный расход электроэнергии W, кВт*ч/т рассчитывается по формуле:

      (56)

кВт*ч/т

Выход по энергии г/кВт*ч

     (57)

г/(кВт*ч)


2 Описательная часть

Описательная часть представляет собой раскрытие следующих вопросов: состав и свойство электролита. Растворимость AL2О3 в электролите. Назначение Санитарно-примышленной лаборатории (СПЛ)  состав ее работ. Охрана труда в химической лаборатории. 

2.1 Состав и свойства электролита

2.1.1 Состав электролита

Алюминий в ряду напряжений находится среди весьма электроотрицательных металлов. Поэтому при электрическом получении алюминия приходится в качестве электролита использовать не водные растворы его соединений, а расплав, состоящий в основном из криолита и растворенного в нем глинозема.

Криолит как среда (растворитель) для электролиза глинозема имеет следующие ценные свойства:

1) не содержит более электроположительных металлов, чем алюминий;

2) в расплавленном состоянии хорошо растворяет глинозем;

3) обладает сравнительно хорошей электропроводностью;

4) не взаимодействует химически с угольным анодом и футеровкой ванны;

5) при температуре электролиза химически не разлагается, достаточно жидкотекуч и слабо улетучивается.

Так как плотность криолито-глиноземного расплава меньше, чем расплавленного алюминия, для его получения можно применять электролизеры сравнительно простой конструкции.

Совокупность всех этих свойств у криолито-глиноземных расплавов оказалась наиболее благоприятной для применения в качестве электролита (чем в других 'предлагавшихся '.расплавах), поэтому их и применяют при промышленном производстве алюминия.

Основными компонентами являются криолит и глинозем. Кроме них всегда присутствуют :

  •  избыток ALF-для уменьшения криолитового отношения(КО)
  •  Добавки CAF2 MgF2 NaCL LiF-для улучшения физико-химических свойств. Сумма добавок не превышает 8-10% от массы.

Криолитовое отношение (КО)-это молярное отношение NaF к ALF3 в данной смеси. Это характеристика состава технического криолита.

Электролиты КО:

  •  КО=3,нейтральные
  •  КО<3,кислые
  •  КО>3,щелочными

           

Рисунок 1. Диаграмма плавкости системы NaF - AlF3 .

Рисунок 2  Диаграмма плавкости системы Na3AlF6CaF2.

2.1.2 Свойства электролита

1.Темпертура плавления

Все превращения с расплавом происходят при изменении его температуры и состава.

Температура плавления определяет границу между жидким и твердым состоянием вещества. В диаграммах состояния можно выбрать нужные количества компонентов в электролите.

Согласно диаграмме NaF-ALF3 видно, что:

Избыток ALF3(уменьшение КО) и избыток NaF (увеличение КО) понижают температуру плавления криолита. Каждые 3% ALF3 понижают температуру расплава примерно на 100C

По диаграмме NA3ALF6-AL2O3 видно, что:

Расплав содержит 15 % AL2O3 плавится при t=9350C,т.е. добавка 1% AL2O3 снижает температуру плавления криолита примерно на 50C

Для реального снижения температуры плавления криолита вводят добавки MgF2 и CaF2 в общей сложности до 10% по массе CaF2 также образуются в расплаве из-за присутствия CaO в виде примесей в AL2O3 и фторсолей и  зале анодов взаимодействия избытком AL2F3.

CaO+AL2F3AL2O3+CaF2

Электролит постоянно содержит до 5% CaF2 MgO в большей степени снижает температуру плавления.

2. Растворимость глинозема AL2O3 в электролите.

Максимальное растворимость в криолите 15%

Растворимость веществ в друг друге зависит от трех факторов:

1. Объема растворителя.

2. Состава его.

3. Температуры процессора.

Присутствие в электролите избыток ALF3 , добавок CAF2 MgF2 снижает растворимость AL2O3 до 8-10% тогда избыток глинозема оседает на подине.

3.Летучесть.

Наибольшей летучестью (упругостью паров) из всех компонентов электролита обладают ALF3. Это приводит к его потерям и изменению состава электролита(повышение КО)

4.Плотность.

Наибольшая плотность у чистого криолита, добавки NaF и ALF3уменьшают её, а добавки CaF2 и MgF2 увеличивают плотность.

Рисунок 3

В твердом состоянии плотность составят

  •  Al- 2,7 г/см3
  •  Na3ALF6- 2,95 г/см3
  •  Al2O3- 3,9 г/см3

С увеличением температуры плотность этих веществ уменьшается, но не одинаково, в различной степени. При температуре электролиза плотность:

  •  AL- 2,3 г/см3
  •  Na3ALF6- 2,1 г/см3

5.Вязкость.

Большое влияние на процесс электролитического получения алюминия оказывает вязкость электролита. Это влияние довольно сложное. Вязкость это свойство обратное жидкотякучести.

Максимум вязкости у чистого криолита и она снижается под действием NaF и ALF3

При высокой температуры вязкости расплава уменьшается,так же снижают NaCL и  BaCL2

AL2O3 очень повышает вязкость расплава. При 10% AL2O3 в электролите вязкость увеличивается на 23%,что обясняется наличием в расплаве громоских комплексных ионов ALO2,которое повышают внутреннее трение, следовательно и вязкость.

                                    Рис.4

Вязкость расплава влияет на :

1 Скорость диффузии.

2 Полноту отделения метала

3 Удаление газов

4 Выравнивание температуры и д.р.

С уменьшением вязкости ускоряется диффузия внутри электролита и циркуляция самого электролита, что приводит к более быстрому выравниванию концентрации и температур в электролите. Пониженная вязкость облегчает удаление анодных газов из ванны, а также более полное отделение металла от электролита. Поэтому желательно, чтобы электролит алюминиевой ванны имел пониженную вязкость. Но, с другой стороны, с понижением вязкости электролита и увеличением скорости диффузии и циркуляции электролита усиливается перенос растворенного металла от катода к аноду, что приводит к лишним потерям алюминия. В связи с этим вязкость не должна быть слишком низкой. Вязкость криолита при 1000°С была найдена равной 2,75 спз.

6.Поверхностное натяжение.

Это избыток сободной энергии в вернем слое жидкости на границе раздела фаз, отнесенной к ед.поверхности.

Поверхностное натяжение характеризуется на границе с твердой поверхностью краевым углом смачивания Тета (θ)

                                  

                             Рис. 5.а)вода; б)масло; в)ртуть;

Чем меньше поверхностное натяжение вещества тем лучше оно смачивает поверхность и тем ниже угол смачивания θ.

1) Поверхностное натяжение AL.

При температуре электролиза высокое (454 дн/см), и зависит от чистоты металла. Все примеси AL уменьшают его поверхностное натяжение ,что способствует проникновению металла в поры и трещины угольной футеровки . Может образоваться в результате этого взаимодействия карбит (AL4C3)

Чистый AL имеет выпуклый мениск.

2) На границе углерод и электролит., электролит хорошо смачивает футеровки и даже проникает под расплавленный AL.

У чистого NaF поверхностное натяжение небольшое, но при увел. содержании ALF3 оно увеличивается, достигает максимума для криолита, но при дальнейшем повышении ALF3 не изменяется, т.к. NaF смачивает угольную футеровку, он сильнее всего и впитывается в него, что вызывает разрушение подовых (катодных) блоков.

Добавки CaF2 MgF2 повышают поверхностное натяжение электролита.

3) На границе электролит-газовая фаза.

Наибольшее поверхностное натяжение  у NaF около 200 дн/см при 1000 0С. С повышением содержания ALF3 оно снижает до 145,5 дн/см, и при 50% ALF3-86,3 дн/см.

7.Электропроводность.

От электропроводности зависит общий расход электроэнергии и ее повышении снижает расход электроэнергии. Все тепло в электролизере приходит из двух источников: от сгорания анода и от количество джоулева тепла вырабатывающегося в слое электролита.

Наибольшая электропроводность у NaF и с увеличением содержания ALF3 электропроводность падает линейно.

                        Рис. 6.

Электропроводность зависит от сдержания компонентов в электролите:

1) Al2O3  снижает электропроводность

2) CaF2 и MgF2 (в большей степени) снижают электропроводность.

3) NaCL,а так же  LiF повышают электропроводность.

4) Электропроводность повышается с чистотой Me.

5) С повышением температуры электропроводность линейно возрастает.

2.2 Назначение Санитарно-промышленной лаборатории (СПЛ) и состав ее работ

2.2.1 Задачи

Мониторинг атмосферного воздуха, почв, сточных вод в районе расположения объектов ОАО «КрАЗ» и прилегающих жилых массивов.

Контроль состояния воздушной среды и физических факторов на рабочих местах ОАО «КрАЗ».

Контроль эффективности работы пылегазоочистных, вентиляционных, аспирационных установок.

Контроль выброса вредных веществ в атмосферу организованными источниками.

Пуско-наладка, испытание и паспортизация аспирационных и вентиляционных установок.

Контроль состояния укрытия и герметизации корпусов электролиза.

2.2.2 Структура

Структуру СПЛ утверждает директор по экологии и качеству, в соответствии со структурой управления, принятой на предприятии с учетом необходимого объёма всех видов контроля, работы и особенности производства, штатное расписание утверждает директор по персоналу.

В структуру санитарно-промышленной лаборатории входят подразделения согласно утвержденной схеме управления лабораторией:

-группа контроля газоочистного, аспирационного, вентиляционного оборудования. Осуществляет оперативное руководство работниками группы, распределяет плановые задания, проверяет и анализирует их выполнение-специалист.

-группа контроля газа, пыли, почв, сточных и подземных вод. Осуществляет оперативное руководство работниками группы, распределяет плановые задания, проверяет и анализирует их выполнение-специалист.

-группа контроля вредных производственных факторов, атмосферного воздуха, герметизации корпусов электролиза. Осуществляет оперативное руководство работниками группы, распределяет плановые задания, проверяет и анализирует их выполнение-специалист.

2.2.3 Функции

-Контроль состояния воздушной среды на рабочих местах, в районах расположения объектов ОАО «КрАЗ» и прилегающих жилых массивов.

-Контроль параметров микроклимата, состояние освещённости, уровня шума, вибрации на рабочих местах ОАО «КрАЗ».

-Контроль состояния укрытия электролизеров и герметизации корпусов электролиза.

-Контроль качества сточных вод и фекальных стоков.

-Контроль качества почв и подземных вод в местах постоянного и временного размещения отходов производства ОАО «КрАЗ».

-Проведение пусконаладочных работ аспирационных, вентиляционных установок и их паспортизация.

-Разработка и актуализация реестра газоочистных, аспирационных и вентиляционных установок ОАО «КрАЗ».

-Контроль параметров газов, отходящих от корпусов электролиза.

-Контроль технического состояния и эффективности работы вентиляционных установок.

-Контроль эффективности работы пылегазоочистных и аспирационных установок. Расчет коэффициента полезного использования ГОУ и учет их простоев.

-Контроль подразделений завода за соблюдением норм ПДВ/ВСВ на источниках выбросов ОАО «КрАЗ».

-Выдача предписаний в подразделения ОАО «КрАЗ» по результатам контрольных проверок.

-Проведение, обработка, систематизация результатов измерений лабораторных исследований, химических анализов и направление их в подразделения ОАО «КрАЗ» в виде протоколов, отчетов, карт, предписаний и т.д.

-Осуществление контроля за внедрением новых технологий и оборудования в плане охраны окружающей среды и пром. санитарии. Разработка совместно с другими структурными подразделениями ОАО «КрАЗ» мероприятий, направленных на сокращение выбросов вредных веществ в окружающую среду.

-Своевременное составление и представление руководству ОАО «КрАЗ» отчетов, справок, информации по всем видам деятельности СПЛ.

-Обеспечение соблюдения требований в области качества, путем соблюдения методик выполнения измерений, внутри лабораторной системой качества.

-Создание безопасных условий труда, обеспечение (и требование) соблюдения правил и инструкций по охране труда, правил пожарной безопасности, производственной санитарии при всех видах работ, выполняемых в СПЛ, производственной и технологической дисциплины.

-Обеспечение работников лаборатории спецодеждой, спецобувью, средствами индивидуальной защиты (СИЗ) и необходимыми бытовыми условиями на рабочих местах, согласно действующих норм.

-Внедрение прогрессивных норм выработки, обслуживания.

-Учёт, анализ производственно-хозяйственной деятельности СПЛ, выявление и использование резервов производства с целью снижения трудоёмкости и улучшения качества работ , роста производительности труда.

-Своевременное составление заявок на приобретение оборудования и товароматериальных ценностей (ТМЦ), согласование их в установленном порядке, оформление прогрессивных норм расхода материалов.

-Своевременное и правильное проведение инвентаризаций и организация точного учета по всем операциям, связанным с приходом, движением и расходом ТМЦ.

-Своевременное и правильное оформление актов выполненных работ.

-Обеспечение эффективности использования, эксплуатации и сохранности приборов, инструмента, оборудования, технологической оснастки, ТМЦ, выделенных СПЛ.

-Ведение оперативного и статистического учёта, обеспечивающего своевременность, достоверность и сопоставимость показателей деятельности СПЛ, использование нормативного метода учёта затрат на производство.

-Участие в разработке, внедрении и пересмотре норм трудовых затрат.

-Участие в разработке и осуществлении планов по совершенствованию организации труда и производства , рационализации и аттестации рабочих мест по условиями трудами.

-Представление заявок на подготовку, обучение и повышение квалификации, расстановка кадров в соответствии со специальностью и квалификацией.

-Подготовка предложений по совершенствованию структуры СПЛ по изменению штатных расписаний, положений об оплате и премировании работников лаборатории.

-Ведение ежедневного (первичного) табельного учета использования рабочего времени и контроль соблюдения правил внутреннего трудового распорядка, трудовой дисциплины работниками лаборатории.

-Расходование фонда заработной платы в соответствии с действующими положениями ОАО «КрАЗ» и утверждёнными планами.

-Распределение функций между отдельными работниками в соответствии со штатными расписанием СПЛ.

-Представление предложений по приёму, перемещению и увольнению работников СПЛ.

2.2.4 Права

Санитарно-промышленная лаборатория в лице начальника имеет право:

-Издавать распоряжения по лаборатории и требовать их выполнения.

-Получать требуемую информацию о состоянии технологического оборудования, газопылеочистных, вентиляционных установок касающиеся деятельности  проверяемого подразделения или процесса.

-Получать необходимую нормативную документацию.

-Организовывать и проводить необходимые совещания с руководителями подразделений ОАО «КрАЗ».

-Согласовывать и устанавливать сроки выполнения мероприятий по проведенным проверкам, требовать их выполнения от руководителей подразделений.

-Вносить предложения о привлечении к ответственности должностных лиц и рабочих, винновых в несоблюдении санитарных норм на рабочих местах, правил эксплуатации пылегазоочистных, вентиляционных установок, в нарушении установленных норм содержания вредных веществ в промышленных стоках, выбросах.

-Использовать материальные и финансовые средства, выделенные лаборатории в пределах утвержденных смет, норм и лимитов по назначению.

-Разрабатывать и выпускать инструкции и другую нормативную документацию по вопросам организации деятельности подразделений и работников СПЛ.

-Требовать выполнения предписаний, выданных в подразделения предприятия и вносить руководству ОАО №КрАЗ» предложения о приостановке работ в подразделениях, в случае неисправности или неэффективной работы газопылеочистных установок.

-Вносить предложения руководству ОАО «КрАЗ» по заключению договоров на приобретение необходимых методик выполнения измерений (МВИ) приборов, оборудование или их разработку.

-Производить отбор и анализ проб по заявкам сторонних организаций с оформлением соответствующих документов.

-Требовать от руководства ОАО «КрАЗА» своевременного обеспечения СПЛ необходимыми материалами, инструментами, приспособлениями, методиками выполнения измерений, приборами, оборудованием, технической документацией, спецодеждой и спецобувью.

-Приостанавливать выполнение работ в случае возникновения опасности для жизни и здоровья работников СПЛ, с извещением об этом вышестоящего руководства.

-Принимать участие в решении всех вопросов, относящихся к деятельности СПЛ.

-Права руководителя СПЛ и всех специалистов отражены в должностных инструкциях.

2.2.5 Взаимоотношения с другими подразделениями

Входе осуществления производственно-хозяйственной деятельности СПЛ связана с другими подразделениями и службами ОАО «КрАЗ» плановыми заданиями, заявками на проведение всех видов контроля. Отчет выполнения плановых видов контроля осуществляется посредством подписания актов выполненных работ, с обменом и представлением друг другу документации установленной формы.

В СПЛ делают более 200 анализов. Они подразделяются на почву, воздух и воду.

Цель этих анализов: Экологический мониторинг окружающей среды. Воздействие завода на окружающую среду

2.3 Охрана труда в химический лаборатории

2.3.1 Общие требования охраны труда

    1. Настоящая инструкция содержит основные требования по охране труда для лаборантов химического анализа

    2Общие требования но охране труда изложены в Общей инструкции №1 2004 для работающих в подразделениях ОАО «КрАЗ».

    3 К работе по профессии лаборанта химического анализа допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование обученные по профессии и безопасным методам груда, прошедшие проверку знаний инструкций по охране труда в цеховой аттестационной комиссии на допуск к самостоятельной работе, имеющие 1 группу допуска по электробезопасности.

    4. Лаборант обязан соблюдать «Правила внутреннего трудовою распорядка для работников ОАО КрАЗ» и установленный режим труда и отдыха. Продолжительность еженедельной работы, время начала и окончания ежедневной работы и перерывы для отдыха и приема пищи, определяются графиком сменности, утвержденным администрацией по согласованию с профсоюзным органом. 1.5 Опасные и вредные производственные факторы

  •  Химические: токсические (аммиак, бензол);

раздражающие ( хлор, аммиак, туманы соляной, азотной, серной , уксусной кислот, калий едкий, натрий едкий) ; канцерогенные (кокс, пек).

  •  Физические:
  •  подвижные части производственного оборудования;
  •  повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека

    5 Средства индивидуальной защиты выдаются в соответствии с «Внутризаводскими нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работников ОАО «КрАЗ», а именно

Наименование СИЗ

Срок носки в месяцах

Нормативная документация

1

Халат х/б или

6

ГОСТ 12.4.131-93

2

Костюм х/б

12

ГОСТ 27574-87

3

Перчатки резиновые или

1

ТУ 38-106140-81

4

Перчатки латексные химически стойкие

1

5

Перчатки х/б

3

ГОСТ 12.4.010-75

6

Фартук прорезиненный с нагрудником

Дежурный (6)

ГОСТ 12.4.029-76

7

Очки защитные

До износа (12)

ГОСТ 12.4.013-86

8

Респиратор Лепесток

1 на смену

ГОСТ 12.4.191-99

9

Куртка х/б на утепляющей прокладке

Дежурная (24)

ГОСТ 29335-92

10

Каска, подшлемник

36

ТУ 17-8-149-81

    6.СИЗ должны быть исправными, чистыми. Спец.одежду лаборант обязан регулярно сдавать в стирку, ремонт. Стирка должна производиться не реже 1 раза в 10 дней.

    7.Лаборант обязан соблюдать правила личной гигиены и принимать пищу в специально отведенном месте.

    8.Для профилактики профзаболеваний и нейтрализации вредных соединений лаборантам выдается молоко, которое необходимо принимать перед началом или во время работы.

    9.Работать па исправном оборудовании, пользоваться исправным инструментом, приспособлениями в соответствии с их назначением.

    10.Знать и выполнять требования инструкций по эксплуатации используемого оборудования, вентиляции и пожарной безопасности. При возникновении пожара следует немедленно сообщить в пожарную часть ОАО «КрАЗ» по телефонам 01 ;31 11; 40 00 и принять меры к сушению пожара имеющимися средствами пожаротушения.

    11.О каждом несчастном случае на производстве пострадавший или очевидец происшествия должен немедленно:

сообщить непосредственному руководителю;

оказать первую (доврачебную) помощь пострадавшему (Требования безопасности по оказанию доврачебной помощи и способы оказания до врачебной помощи изложены в «Общей инструкции №1-04 по охране труда для работающих в подразделении ОАО «КрАЗ»),

вызвать скорую помощь и организовать доставку в его здравпункт; сохранить до начала работы комиссии по расследованию несчастного случая обстановку на рабочем месте и состояние оборудования такими, какими они были момент происшествия (если это не угрожает жизни и здоровью окружающих и не приведет к аварии).

    12.При движении по территории завода, разрешается ходить только по пешеходным дорожкам или проходам, предусмотренным схемой движения и руководствоваться знаками безопасности световой и звуковой сигнализацией.

    13.Лица, виновные в нарушении требований настоящей инструкции привлекаются к ответственности в соответствии с действующим законодательства РФ.

2.3.2 Требования охраны труда перед началом работы

    1.Надеть средства индивидуальной защиты, предусмотренные нормами. Халат, застегнуть на все пуговицы, обуть сменную обувь.

    2.Получить задание на выполнение анализов у бригадира или мастера.

    3.Проверить наличие необходимых химических реактивов, химической посуды.

    4.Визуально проверить исправность оборудования, целостность химической посуды, стеклоткани на электроплитах, наличие защитного заземления, изоляции электропроводов, исправность вытяжной вентиляции, местного освещения.

    5.Проверить герметичность баллонов с газами на утечку (шипение или образование пузырей мыльного раствора).

    6.Включить вытяжную вентиляцию.

    7.О всех неисправностях сообщить мастеру, бригадиру. К работе приступить только после устранения неисправности и получения разрешения от бригадира или мастера.

    8.При получении новой работы требовать от мастера дополнительного инструктажа.

2.3.3.Требования охраны труда во время работы

    1.Выполнение анализов проводить в соответствии с нормативной документацией на методы анализа (ГОСТ, СТП), работать на электрооборудовании, механическом оборудовании в соответствии с Руководствами по эксплуатации.

    2.Включать и выключать переключатели на электрооборудовании, вентиляционных установках сухими руками.

    3.Помещать и вынимать платиновые тигли или чашки в муфельную печь следует при помощи щипцов в перчатках х/б во избежании термического ожога.

    4.вставляя в резиновые пробки стеклянные трубки необходимо смазать их снаружи вазелином, защитив руки полотенцем во избежании пореза.

5.Переносить банки с химическими растворами или колбы с юрячими растворами вместимостью более I дм^ следует двумя руками, придерживая за дно

6. Крышки и иробки на банках с химическими реактивами должны быть надёжно ыкрыты. Кслн притёртые пробки не открываются, го следует осторожно постучать по ним деревяиным предметом.

7. Работы с кислотами и щелочами (нагревание, растворение, выпаривание) проводить в вытяжном шкафу, следить, чтобы органы дыхания находились вне шкафа во избежании отравления парами химических веществ.

8. На рабочем месте химические реактивы должны находиться в количестве, необходимом для выполнения сменного задания.

9. При работе с концентрированными кислотами и щелочами, приготовлении разбавленных растворов следует работать в вытяжном шкафу в защитных очках, резиновых перчатках, прорезиненном фартуке.

10. При работе с плавиковой кислотой следует работать в полиэтиленовой химической посуде в резиновых перчатках.

11. При работе с органическими растворителями и с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) во время анализа масла трансформаторного следует выполнять следующее :

  •  работать стоя и не оставлять без присмотра рабочее место.
  •  хранить банки с ЛВЖ в специальных металлических шкафах.
  •  сливать отработанные растворы ЛВЖ в специальные ёмкости для слива.
  •  в случае пролива ЛВЖ следует выключить всё электронагревательное оборудование, горелки, посыпать песком разлившуюся ЛВЖ, собрать песок и утилизировать, проветрить помещение.

12. При работе с ртутными термометрами соблюдать осторожность во избежании раскола и разлива ртути. В случае разлива ртути:

  •  тщательно собрать ртуть при помощи медной пластины.
  •  -залить место, где была разлита ртуть, 0,2%-ным раствором хлорного железа.
  •  проветрить помещение, промыть пол, поверхности столов, оборудования слабым раствором перманганата калия.

13. При работе руководствоваться «Инструкцией по охране труда для работников КрАЗ, осуществляющих хранение, использование, транспортировку сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) № 64».

14. При работе с баллонами с кислородом, аргоном, ацитиленом руководствоваться « Инструкцией по охране труда для персонала, эксплуатирующего баллоны с растворёнными, сжатыми и сжиженными газами» № 8 .

15. Стеклянную и полиэтиленовую химическую посуды следует мыть моющими средствами под струёй воды, затем ополоснуть дистиллированной водой. Химическую посуду с трещинами и сколами определить в мусор во избежании порезов.

2.3.4 Требования охраны труда в аварийных ситуациях

1. В случае возникновения аварийной ситуации в работе технологического оборудования, разрушения конструкций зданий немедленно прекратить работы, покинуть опасную зону, сообщить об аварии мастеру или диспетчеру завода тел.31 63, 31 64. До окончания ликвидации последствий аварии входить в ремонтную зону запрещается.

2. При обнаружении возгорания необходимо прекратить работы, отключить электроэнергию, сообщить о пожаре мастеру, в пожарную часть тел. 01, 31 11, 40 00 диспетчеру завода гел. 31 63. 31 64. Приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения.

3. В случае травмирования на производстве, пострадавший или очевидец должны сообщить о случившемся непосредственному руководителю, сохранить до начала работы комиссии по расследованию обстановку па рабочем месте и состояние оборудования таким, каким они были на момент происшествия (если это не угрожает жизни и здоровью окружающих работников и не приведет к аварии), оказать первую доврачебную помощь пострадавшему и организовать его доставку в здравпункт или другое лечебное учреждение

2.3.5 Требования охраны труда по окончанию работы

1. Отключить электрооборудование.

2. Отключить вытяжную вентиляцию спустя 10 минут по окончании работ.

3. Утилизировать отработанные растворы проб, отработанные ЛВЖ, порошки отработанных проб в соответствии с «Инструкцией по утилизации отработанных растворов проб в лаборатории химических методов анализа», утв. 12.01.2004 г.

4. Выдать результаты анализов бригадиру.

5. Сообщить мастеру о недостатках, влияющих на безопасность труда, обнаруженных во время работы.

6. Убрать рабочее место.

7. Снять спец.одежду, провести уход за используемыми СИЗ.


3. Организационно – экономическая часть

3.1 Организационная структура проектируемого цеха

Данный курсовой проект предусматривает расчёт оборудования электролизного цеха, состоящего из двух серий. В результате расчета были получены следующие данные. Для реализации проекта понадобится 352 электролизера с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом. Тогда в каждой серии разместится по 176 электролизёров. Рабочих электролизеров в этом цехе 351, число ванн, подлежащих капитальному ремонту  4.

При силе тока 178кА и выходе по току 88,5% выход алюминия- сырца на одну ванну в сутки составляет 1,266 тонн.

В двух сериях за год выпуск алюминия- сырца составляет 323463 тонн. Среднее напряжение на один электролизёр с верхним токоподводом составляет 4,591 В. Удельный расход электроэнергии составляет 15487  кВт*ч /т.

В рассчитываемом  электролизере наблюдается некоторые отличия от электролизера С8БМ.Увеличилось количество штырей прикрепленных к анодной раме с 72 до 84.Увеличилось количество подовых блоков с 15 до 17.


 

3.2 Расчет производственной программы цеха из 2 серий

На основании расчётных данных производственная часть приведена в таблице 4.

Таблица 4 - План производства алюминия цеха на силу тока 178кА

Показатели

Формула

Цифровое значение

Число установленных электролизёров, шт.

NУ 

352

Число ванн подлежащих капитальному ремонту, шт.

88

Длительность простоя одной ванны в капитальном ремонте, дней

t

5

Длительность планового ремонта, дней

T

365

Число электролизёров в ремонте, шт.

2

Число рабочих электролизёров, шт.

N = NУ - Nр

351

Сила тока, А

I

178000

Выход по току, %

η

88.5

Выход на ванну, т/сутки

m

1,266

Среднее напряжение, В

Uср

4,591

Удельный расход электроэнергии, кВт*ч/т

W

15487,309

Количество алюминия 2 серий, т/год

M = N*m*T

161731,5


Список использованных источников

1. Троицкий И.А. Железнов В.А. 2-е издание, дополненное и переработанное Металлургия алюминия. М.: Металлургия – 1984 .

2. Минцис М.Я., Поляков П.В. Электрометаллургия алюминия. – Новосибирск: Наука, 2001

3. Сушков А.И., Троицкий И. А. Металлургия алюминия. – М.: Металлургия – 1965.

4. Янко Э.А. Производство алюминия в  элекролизерах  с верхним токоподводом. – М.: Металлургия – 1976.

5. Деев П.З. техника безопасности в производстве алюминия. – М.: - Металлургия – 1978.

6. Инструкция по охране труда для работающих в подразделениях ОАО «КрАЗ», ИОТ №1-04, ОАО «КрАЗ», 2004.

7. Инструкция о мерах пожарной безопасности СПЛ.

8. Технико-экономический вестник “Русского алюминия”, №12, сентябрь 1998

9. Сборник нормативных документов по ОТ и ТБ ОАО КрАЗ

10. Инструкции по технике безопасности химика-лаборанта в СПЛ

11 Сборник нормативных документов по ОТ и ТБ ОАО КрАЗ

12.  Борисоглебский Ю.В., Металлургия алюминия. – Новосибирск: Наука, 1999. – 437 с.

13.  Беляев А.И., Электрометаллургия алюминия. – М., Металлургиздат, 1963.

14.  Харченко В.Г., О влиянии конструктивных и технологических факторов на работу катодного устройства алюминиевого электролизера. Цв. Металлы . – 1985. - №4.

15. Терентьев В.Г., Производство алюминия. – Новокузнецк: ОАО СибВАМИ, 2000.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26305. Хронологические границы новой истории. Периодизация курса. Ключевые проблемы курса 15.12 KB
  Хронологические границы новой истории. Хронологические границы новой истории: НОВАЯ ИСТОРИЯ общепринятая в исторической науке название третьего периода всемирной истории которому предшествуют древний и средневековый. Это деление всемирной истории на древнюю средневековую и новую уже с XVII в. были приняты советской исторической наукой которая положила в основу периодизации всемирной истории марксистский тезис об изменениях общественноэкономической формации и революционного перехода от одной формации к другой.
26306. Политическая карта Европы в начале нового времени 32.49 KB
  Политическая карта Европы в начале нового времени. политическая карта Европы сложилась в следующем виде. Всю среднюю полосу Европы занимали территориально сильно раздробленные Священная Римская империя и Италия между которыми располагался Швейцарский Союз. На Севере Европы политическую карту определяли Дания с Норвегией и Исландией и Швеция с Финляндией.
26307. Экономика стран Западной Европы в период новой истории. Переход к капиталистическому хозяйству 25.36 KB
  XVI в. вторая треть XVIII в. На экономическое развитие западноевропейских стран периода разложения феодализма и зарождения капитализма решающее влияние оказали: великие географические открытия XV XVI вв. В XVI в.
26308. Причины великих географических открытий 16.73 KB
  Причины великих географических открытий Особое место в процессе зарождения рыночных отношений занимали Великие географические открытия конец XVXVII век благодаря которым удалось установить новые торговые пути вовлечь в мировой хозяйственный оборот огромные ресурсы других стран и континентов. главными из которых были открытие Америки и морского пути в Индию вокруг Африки. В XIIIXV веках все кратчайшие торговые пути туда были перекрыты: турки захватили Балканы и Ближний Восток арабы Северную Африку Русь находилась под гнетом монгол...
26309. Важнейшие открытия XV – середины XVII в 19.21 KB
  В 14821486 годах Диогу Кан Cao пересек экватор открыл устье реки Конго и прошел вдоль побережья Африки до мыса Кросс. В 14871488 годах Бартоломеу Диаш совершил новое беспримерное плавание на юг. В 15921504 годах он совершил четыре плавания через Атлантический океан открыл Большие Антильские и часть Малых Антильских островов побережье Южной и Центральной Америки. В 14971498 годах Васко да Гама на четырех судах обогнул Африку и с помощью арабских кормчих достиг настоящей Индии.
26310. Последствия Великих географических открытий 17.9 KB
  Важнейшим следствием открытия и колонизации новых земель явилась революция цен которая дала мощный импульс первоначальному накоплениюкапитала в Европе и ускорила формирование капиталистического уклада в хозяйстве. цен на сельскохозяйственные и промышленные товары. цены были в основном стабильными то за 70 лет – с 30х годов XVI в. Такое движение цен современники связывали либо с большим притоком драгоценных металлов в Европу либо с их утечкой.
26311. Колониальные захваты Испании и Португалии в XVI – XVII в 26.59 KB
  Плантационное рабство получило наибольшее развитие в Бразилии где выращивались сахарный тростник рис кукуруза и табак а также в ВестИндии Венесуэле и Новой Гранаде. С совершенно иными условиями встретились португальцы в Индии. Но португальцы сумели воспользоваться одним важным преимуществом: они обладали более сильным флотом чем мелкие феодальные владетели в Индии Индонезии ИндоКитае. Пиратскими методами захватывая грабя истребляя экипажи кораблей мусульманских купцов державших в своих руках морскую торговлю Индии до прихода...
26312. Реформация в Германии. М.Лютер 42.72 KB
  Религиозное настроение Германии проявлялось в переводах Библии и в развитии церковной песни еще до Лютера; своим знаменитым переводом и своей богослужебной лирикой он только затмил более ранние проблески стремления читать Священное Писание и молиться на родном языке. Годы непосредственно предшествовавшие выступлению Лютера и избранию на престол Карла V были временем большого возбуждения выразившегося в развитии литературы памфлетов и летучих листков. когда Лютер выступил со своими тезисами против индульгенций. после того как и Лютер и...
26313. Крестьянская война в Германии. Т.Мюнцер 40.51 KB
  Крестьянская война в Германии: Обострение классовой борьбы народных масс в деятельность союза Башмак С наступлением феодальной реакции нарастала борьба крестьян. характерно значительно более тесное сближение крестьянской массы с городскими низами чем в предшествовавший период. Усиление же крестьянскоплебейского лагеря не могло не оказать влияния на радикальные элементы в бюргерстве и на известный подъём бюргерской оппозиции вообще. Такое крестьянское общество было раскрыто в 1502 г.