制铝厂阳极组装设备设计计算书

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

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一、,,,,,,,,,

1,电解槽数量,N_cell,设计值,N_cell=电解槽数量,台,720,铝电解厂电解槽总数,设计任务书,500kA电解槽

2,单槽阳极组数,N_anode,设计值,N_anode=单槽阳极组数,组/台,48,每台电解槽阳极组数,工程经验,预焙阳极电解槽

3,换极周期,T_change,设计值,T_change=换极周期,d,29,阳极更换周期,工程经验,通常28～30天

4,年工作时间,t_year,确定值,t_year=300×21,h/a,6300,阳极组装年工作时间,工程经验,300天×21小时

5,组装成品率,Y,选用值,Y=组装成品率,%,98,阳极组装成品率,工程经验,通常97～99%

6,大修槽数量,N_overhaul,设计值,N_overhaul=大修槽数量,台/a,10,年大修电解槽数量,工程经验,按实际情况确定

7,大修用阳极组数,N_over_anode,设计值,N_over_anode=大修用阳极组数,组/台,48,大修每台用阳极组数,工程经验,同正常生产

8,阳极炭块尺寸,size_block,选用值,size_block=1750×740×650,mm×mm×mm,1750×740×650,预焙阳极炭块尺寸,工程经验,长×宽×高

二、,,,,,,,,,

9,正常生产阳极需求量,N_normal,计算值,N_normal=N_cell×N_anode×365/T_change,组/a,34560,正常生产阳极年需求量,需求计算,槽数×组数×365/换极周期

10,大修用阳极需求量,N_over,计算值,N_over=N_overhaul×N_over_anode,组/a,480,大修用阳极年需求量,需求计算,大修槽数×每组用阳极数

11,总阳极需求量,N_total,计算值,N_total=N_normal+N_over,组/a,35040,阳极总年需求量,总需求计算,正常需求+大修需求

12,阳极组装生产能力,P_assembly,计算值,P_assembly=N_total/(t_year×Y/100),组/h,57,阳极组装生产能力,能力计算,总需求量/(工作时间×成品率)

13,设计组装效率,η_design,确定值,η_design=75,组/h,75,设计组装效率,工程设计,考虑余量取75组/h

14,效率裕量,margin_η,计算值,margin_η=(η_design-P_assembly)/P_assembly×100,%,31.6,组装效率裕量,裕量计算,(设计效率-需求效率)/需求效率×100

15,效率验证,η_verify,判断值,η_design≥P_assembly,-,满足,组装效率验证结果,工程经验,设计效率≥需求效率

16,日组装能力,P_daily,计算值,P_daily=η_design×21,组/d,1575,日组装能力,日能力计算,小时效率×21小时

三、,,,,,,,,,

17,阳极截面积,A_block,计算值,A_block=175×74,cm²,12950,阳极炭块截面积,面积计算,长度×宽度

18,钢爪数量,n_claw,选用值,n_claw=4,个/组,4,每组阳极钢爪数量,工程经验,通常3～5个钢爪

19,钢爪载荷,L_claw,计算值,L_claw=A_block/n_claw/10000,m²/爪,0.32,钢爪载荷,载荷计算,截面积/钢爪数量/10000

20,钢爪材质,material_claw,选用值,material_claw=ZG230-450,-,ZG230-450,钢爪材质,规范要求,铸钢材质

21,钢爪直径,d_claw,选用值,d_claw=180,mm,180,钢爪直径,工程经验,根据电流密度确定

22,钢爪长度,L_claw_len,选用值,L_claw_len=280,mm,280,钢爪有效长度,工程经验,根据炭碗深度确定

23,钢爪间距,spacing_claw,计算值,spacing_claw=740/2,mm,370,钢爪间距,间距计算,阳极宽度/2

24,钢爪载荷验证,L_verify,判断值,0.16≤L_claw≤0.3,-,满足,钢爪载荷验证结果,工程经验,0.16～0.3m²/爪范围

四、,,,,,,,,,

25,炭碗直径,d_bowl,选用值,d_bowl=220,mm,220,阳极炭碗直径,工程经验,与钢爪匹配

26,磷铁环内径,d_inner,计算值,d_inner=d_claw+2,mm,182,磷铁环内径,内径计算,钢爪直径+间隙

27,磷铁环外径,d_outer,计算值,d_outer=d_bowl-2,mm,218,磷铁环外径,外径计算,炭碗直径-间隙

28,磷铁环高度,h_ring,选用值,h_ring=60,mm,60,磷铁环高度,工程经验,通常50～70mm

29,磷铁环材质,material_ring,选用值,material_ring=C2.6-3.1%Si2.0-3.0%,-,C2.6-3.1%Si2.0-3.0%,磷铁环材质,规范要求,高磷生铁

30,铁水温度,T_iron,选用值,T_iron=1450,℃,1450,浇注铁水温度,规范要求,>1450℃

31,压脱力,F_press,选用值,F_press=300,t,300,磷铁环压脱力,设备参数,液压缸压脱力

32,磷铁环重量,W_ring,计算值,W_ring=π×(d_outer²-d_inner²)/4×h_ring×7.8/1000,kg,11.2,单块磷铁环重量,重量计算,体积×密度

五、,,,,,,,,,

33,导杆重心误差,error_center,选用值,error_center=3,mm,3,导杆重心允许误差,精度要求,≤3mm

34,导杆垂直度,verticality,选用值,verticality=15,mm/m,15,导杆垂直度允许偏差,精度要求,1米长度上≤15mm

35,涂石墨高度,h_graphite,选用值,h_graphite=120,mm,120,钢爪涂石墨高度,工艺要求,≥120mm

36,钢爪同心度,concentricity,选用值,concentricity=2,mm,2,钢爪与炭碗同心度,精度要求,≤2mm

37,组装间隙,gap_assembly,计算值,gap_assembly=(d_bowl-d_claw)/2,mm,20,组装配合间隙,间隙计算,(炭碗直径-钢爪直径)/2

38,精度验证,precision_verify,判断值,所有精度指标满足要求,-,满足,组装精度验证结果,规范要求,符合技术要求

六、,,,,,,,,,

39,浇铸站数量,N_cast,计算值,N_cast=η_design/40,个,2,浇铸站数量,数量计算,设计效率/单站产能

40,磷铁环压脱机数量,N_press,计算值,N_press=η_design/40,个,2,磷铁环压脱机数量,数量计算,设计效率/单机产能

41,装卸站数量,N_load,计算值,N_load=η_design/45,个,2,装卸站数量,数量计算,设计效率/单站产能

42,悬链速度,v_chain,计算值,v_chain=η_design×120/3600,m/s,2.5,悬链输送速度,速度计算,设计效率×节距/3600

43,设备总功率,P_total,计算值,P_total=(N_cast+N_press+N_load)×75,kW,450,设备总装机功率,功率计算,设备数量×单机功率

七、,,,,,,,,,

44,设计组装效率,η_final,确定值,η_final=75,组/h,75,最终设计组装效率,工程确定,满足所有规范要求

45,主要参数,params_final,确定值,"钢爪4个,磷铁