Производство алюминия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломный проект

по специальности 1102 “Металлургия цветных металлов”

г. Братск 200 г

Содержание

1. Введение

2. Конструктивный расчет электролизера с самообжигающимся анодом с верхним токоподводом на силу тока 105 кА

2.1 Расчет внутренних размеров шахты ванны

2.2 Конструкция подины

2.3 Размеры катодного кожуха

3. Материальный расчет электролизера с самообжигающимся анодом, верхним токоподводом, I =105кА,n_т = 0,90%

3.1 Приход материалов

3.2 Расход материалов

3.3 Механические потери углерода

4. Баланс по фтору

5. Электрический расчет электролизера

5.1 Баланс напряжения

6. Энергетический расчет электролизера

6.1 Приход тепла

6.2 Расход тепла

7. Специальная часть

8. Механизация и автоматизация производственных процессов

9. Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды

9.1 Анализ опасных и вредных факторов в процессе производства алюминия

9.2 Производственная санитария

9.2.1 Вентиляция

9.2.2 Газоочистка

9.2.3 Освещение

9.2.4 Бытовые помещения

9.2.5 Мероприятия по борьбе с опасностями технологического процесса

9.3 Техника безопасности

9.4 Чрезвычайные ситуации

10. Экономическая часть

10.1 Определение годовой производительности серии (2 корпуса)

10.2 Анализ выполнения производственной программы

10.3 Организация труда и отдыха

10.3.1 Исходные данные для расчета

10.3.2 Расчет численности бригады на корпус

10.4 Расчет трудоемкости продукции

10.5 Организация оплаты труда

10.5.1 Расчет годового фонда заработной платы основных рабочих

10.5.2 Расчет годового фонда зарплаты основных рабочих 1 корпуса

10.5.3 Расчет годового фонда заработной платы вспомогательных рабочих

10.5.4 Расчет годового фонда зарплаты специалистов

10.6 Расчет себестоимости алюминия сырца

10.6.1 Расчеты капитальных затрат

10.6.2 Капитальное вложение и сумма амортизационных отчислений

Выводы

Список литературы

1. Введение

Алюминий химический элемент 3 группы периодической системы Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА.

Порядковый номер 13, атомная масса 26,97.

Атом алюминия имеет электронную конфигурацию 1s 2s 2p 3s 3p, на внешнем уровне находится 3 электрона : два на 3s подуровне, и один на 3р подуровне. Энергия ионизации первого 3р электрона составляет 574,5 кДж / моль. В обычных условиях металл трехвалентен, а при больших температурах устойчивы и одновалентные его соединения. Алюминий - серебристо - белый металл, в чистом виде с синеватым оттенком. Природных изотопов не имеет. Искусственно получены радиоактивные изотопы AL и AL.

Важнейшие физические свойства алюминия:

Температура плавления 660,24 С,

Температура кипения 2497 С,

Плотность при 20 С, г/см, 2,6996 при 1000 С, г/см 2,289. Удельная теплоемкость при 20 С Дж/моль К 24,35.

Теплота плавления, Дж/г 386, теплота испарения Дж/г 10900.

Коэффициент теплопроводности в температурном интервале 0 - 100 С,Вт/см град 2,35 - 2,40.

Коэффициент линейного термического расширения 23.10.Твердость по Бринеллю, Кг/мм 15.

Пластичные свойства алюминия зависят от его частоты: чем меньше примесей включает металл, тем легче подвергается он ковке, штамповке, прокатки и резанию. Введение в алюминий меди,цинка,магния и других металлов в сочетании с термической обработкой дает получение высококачественных сплавов в которых отношение прочности к плотности выше чем у легированных сталей.

Отражательная способность алюминия всего на 15 - 20 % меньше чем у серебра, однако зеркало из алюминия составляет 65% от электропроводности меди, однако алюминий в 3,3 раза легче меди, а следовательно, провода одинаковой проводимости из алюминия в 2,16 раза легче меди.

В электрохимическом аспекте алюминий электроотрицательный элемент, его стандартный электродный потенциал равен - 1,67 В. На воздухе алюминий покрывается тонкой и плотной пленкой оксида алюминия, тем тоньше и прочнее пленка оксида, и выше коррозионная стойкость металла.

Алюминий обладает значительным химическим средством к кислороду - теплота образования AL O составляет 1670 кДж/моль. Это свойство алюминия широко используется в процессах алюминотермического восстановления металлов.

Из кислот наиболее сильно действует на алюминий соляная, слабее серная. Концентрированная азотная кислота действует на алюминий весьма незначительно вследствие образования на поверхности металла тонкой оксидной пленки, не растворимой в азотной кислоте. С органическими кислотами алюминий не взаимодействует. С азотом алюминий образует при температуре 800 С нитрид ALN. Нагревание алюминия в присутствии углерода дает карбид AL C. Реакция начинается с 1200 С, но если в месте контакта металла с углеродом присутствует растворитель, реакция протекает при более низких температурах.

Малая плотность, высокая электропроводность, низкая коррозионная стойкость, достаточно высокая механическая прочность, пластичность обеспечили широкое применение, как чистого металла, так и сплавов на его основе. К тому же алюминий, как известно, относится к числу наиболее распространенных элементов. Содержание его в земной коре достигает 7,45% и по распространенности он занимает третье место после кислорода и кремния.

2. Конструктивный расчет электролизера с самообжигающимся анодом с верхним токоподводом на силу тока 105 кА

Служит для определения основных размеров (габаритов) электролизера и начинается с расчета размеров анода.

Определение размеров анода

Исходя из заданной силы тока и выбранной плотности тока определяем площадь анода:

Площадь Sa определяем по выражению:

где:

I - Сила тока; А

Ia - Анодная плотность тока; А/см²

Ширину анода принимаем на основании практических данных.

Ширина анода В_а = 260см.

Тогда длинна анода (L_a), с учетом заданной его ширины (В_а), определяется по формуле.

где:

Ba - ширина анода; см

S_a - площадь анода; см²

Исходя из длинны (L_a) и ширины (В_а) анода, уточняем значения площади анода и анодной плотности тока:

S_a = L_a * B_a = 5800 * 2600 = 150800см²

i_a = I / L_a * B_a = 105000 / 580 * 260 = 0,696 А/см².

Высота анода (Ha ) складывается из суммы высоты конуса спекания и высоты КПК (коксо - пековая композиция).

Ha = hк + hкпк ;

где:

hк = 120см.

hкпк = 35см.

Ha = 120см + 35см = 155см.

Итак размеры анода составляют:

Sa = 15м; La = 580см; Вa = 260см.

2.1 Расчет внутренних размеров шахты ванны

После определения размеров анода, находим ширину шахты (Вш) и длину шахты (L_ш) предварительно выбрав расстояние (с) от анода продольной стороны, (d) - расстояние до торца. По практическим данным:

c = 550 - 650мм. с = 600мм.

d = 500 - 600мм. d = 500мм.

Вш = Ва + 2с = 260 + 2 * 60 = 380cм.

Lш = Lа + 2d =580 + 2 * 50 = 680см.

Глубина шахты ванны (Hш) определяется высотой слоя алюминия (hал), слоя электролита (hэл), и толщиной корки застывшего электролита с глиноземом находящимся в шахте (hг).

Hш = hал + hэл + hг = 270мм + 180мм + 50мм = 500мм ~ 50cм.

Внутренние размеры шахты ванны:

Вш = 370см; Lш = 680см; Hш = 50см;

2.2 Конструкция подины

Основные размеры подины определяются не только вышеприведенными расчетами, но и габаритными размерами подовых блоков.

Применяются подовые блоки:

hб = 40cм; bб = 55см; l_б = 60 - 220см.

Число блоков определяем исходя из данных шахты:

Таким образом, принимаем nб= 22шт.

Принимаем 22 блоков по11 на сторону.

Блоки укладываем разной длины, чтобы не было единого центрального шва. ( Подина набирается с перевязкой центрального шва, что достигается шахматным расположением длинных и коротких секций в ванне).

Швом в подине называют зазор между блоками заполненный плотно утрамбованной угольной подовой массой.

Периферийные швы - швы между блоками подины и стенами шахты ванны, они более широкие до 300мм.

Расстояние между катодными блоками и боковой футеровкой шахты определяем по выражению:

Ширина шва между катодными блоками и торцевой футеровкой:

(40 * (nб - 1) + Bб * nб)

Таким образом подина монтируется из 22 подовых секций с перевязкой центрального шва, по 11 секций в ряду. Шов между блоками составляет 40мм, периферийные швы 180мм; 175мм.

2.3 Размеры катодного кожуха

Из известных конструкций катодного кожуха выбираем кожух с металлическим днищем контрфорсного типа, основным преимуществом которого является возможность создать достаточно прочную конструкцию катодной части даже при большой длине электролизера.

Внутренние размеры катодного кожуха.

Определяются геометрическими размерами шахты ванны и толщиной теплоизоляционного материала. Боковая футеровка электролизера выполняется из угольных блоков толщиной 200мм и теплоизоляционного слоя из шамотной крупки толщиной b_теп. Принимаем толщину теплоизоляционного слоя равной 65мм. При этом длинна катодного кожуха составит:

Lкож L_ш+ 2(200 + b_теп) = 6800 + 2(200 + 65) = 7330мм.

Вкож = Вш + 2(200 + bеп) = 3800 + 2(200 + 65) = 4330мм.

Внутренние размеры кожуха определяются в зависимости от геометрических размеров шахты и толщины слоя футеровочных и теплоизоляционных материалов.

Рис. 2.1: Футеровка падины.

Подину формируем:

Асбестовый лист = 20мм;

Засыпка из шамотной крупки толщиной = 30мм;

Три слоя диатомитового кирпича = 195мм(толщина кирпича равна 65мм);

Два слоя шамотного кирпича = 130мм.

Между подовыми блоками и слоем шамотного кирпича есть углеродистая подушка из подовой массы, толщиной = 30мм.

Высота кожуха:

Нкож. = 500 + 400 + 30 + 130 + 195 + 30 + 20 = 1305мм.

Наружные размеры катодного кожуха.

Катодный кожух с днищем изготавливают из листовой стали толщиной 10мм. Торцевые стенки кожуха для придания ему большей жесткости усиливают двутавровыми балками. Под днищем приваривают опорные двутавровые балки, передающие весовую нагрузку электролизера на железобетонную опорную конструкцию. Боковые стороны кожуха усиливают швеллерными балками и сжимают стальными контрфорсами. Контрфорсы устанавливаются из расчета, что между ними находятся два блюмса. Исходя из расчитаного числа катодных блоков, определяем число контрфорсов - 14, по 7 контрфорсов с каждой стороны ванны.

Таким образом, учитывая толщину стенок, наружные размеры катодного кожуха (без учета поясов жесткости):

Lкож. = 7330 + 20 = 7350мм.

Вкож. = 4330 + 20 = 4350мм.

Hкож. = 1305 + 10 = 1315мм.

3. Материальный расчет электролизера самообжигающимся анодом, верхним токоподводом, I =105кА,n_т = 0,90%

Непрерывность процесса электролиза обеспечивает периодической загрузкой электролизной ванны, глиноземом, фтористыми солями, анодной массы.

Основными продуктами электролиза являются расплавленный алюминий и анодные газы.

Кроме того в результате испарения электролита и пылеуноса вентиляционными газами процесса постоянно выбывают некоторые количество фтористых солей и глинозема так же часть анодной массы в виде летучих соединений и частиц углерода входящих в состав пены снимаемой с поверхности электролита.

Задачи расчета материального баланса является определение производительности электролизера и удельного расхода сырья.

3.1 Приход материалов

Приход материалов в электролизер рассчитывается по расходу сырья на 1 кг AL, по часовой производительности электролизера.

Производительность электролизера - это количество алюминия, которое выделяется на катоде в единицу времени (кг/час) можно определить с помощью уравнения:

Р_al = 0,335 * I * n_т * 10^-3

P_al = 0,335 * 105000 * 0,90 * 10^-3 = 31,6575кг/час.

На основании опыта эксплуатации электролизеров принимаем следующие расходы сырья на 1кг получаемого AL.

Расходы сырья на 1кг AL:

глинозем………………………………….1,925кг (Q_глин)

анодная масса…………………………….0,525кг(Q_анод)

фтористые соли (Q_ф): (0,079кг)

криолит свежий…………………………..0,002кг

криолит флот. ……………………………0,043кг

фтористый алюминий……………………0,034кг

Р_гл = Р_al * Q_гл = 31,66 * 1,925 = 60,95кг/час

Р_ан = Р_al * Q_ан = 31,66 * 0,525 = 16,62кг/час

Р_ф.сол = Р_al * Q_ф.сол = 31,66 * 0,079 = 2,5кг/ча

3.2 Расход материалов

Выход продуктов электролиза состоит из следующих статей: 1. Алюминий; 2. Анодные газы; 3. Механические потери углерода; 4. Потери глинозема; 5. Потери фтористых солей.

Алюминий - количество алюминия выделяющегося в результате электролиза определяется производительностью электролизера, Р_Al, кг/час.

P_Al = 31,66 кг/час.

Анодные газы - состав анодных газов зависит от конструкции анодного узла, типа токоподвода, выхода по току.

Состав: Для электролизеров с верхним токоподводом на основании практических данных можно принять состав анодных газов СО₂ 60% и СО 40%. Количество анодных газов рассчитываем на основе их состава принимая во внимание суммарную реакцию восстановления Аl из глинозема с углеродом.

Al₂O₃ + xc = 2Al + (2x - 3) CO + (3 - x) CO₂

Согласно реакции количество СО и СО₂ (М_СО и М_СО2) можно определить с помощью уравнения:

М_СО = N_СО / 2 - N_СО * Р_Al / 18;

М_СО2 = N_СО2 / 1 + N_СО2 * Р_Al / 18

N_СО и N_CO2 - мольные доли анодных газов.

N_CO = 0,4; N_CO2 = 0,6

М_СО = 0,4 / 2 - 0,4 * 31,66 / 18 = 0,4397 к моль/час.

М_СО2 = 0,6 / 1 + 0,6 * 31,66 / 18 = 0,6596 к моль/час.

Весовые количества анодных газов выделяющихся в течении 1 часа работы электролизера определяем по формулам:

Р_СО = М_СО * 28 = 0,4397 * 28 = 12, 31 кг/час.

Р_СО2 = М_СО2 * 44 = 0,6596 * 44 = 29, 02 кг/час.

28, 44 - молекулярный вес СО и СО₂.

3.3 Механические потери углерода

Определяем как разность между приходом анодной массы (Р_а) и количество израсходованного с газами углерода (Р_с):

?Р_С = Р_ан - Р_с

Количество углерода рассчитываем, зная количество Cl и Cl₂ по управлению:

Р_с = (М_со + М_со2) * 12;

Р_с =(0,4397 + 0,6596) * 12 = 13,19 кг/час

Р_с = 16,62 - 13,19 = 3,43 кг/час.

Потери глинозема за счет пылеуноса и механические потери определяем как разность между приходом глинозема в электролизер и теоретическим расходом глинозема на образование алюминия.

?Р_г = Р_г - Р_г(т)

Теоретический расход глинозема определяется согласно реакции разложения оксида АL:

Р_г(т) = 1,89 * Р_АL = 1,89 * 31,66 = 59,84 кг/час.

?Р_г = 60,95 - 59,84 = 1,11 кг/час.

Потери фтористых солей:

В виде возгонок и газов; 2. На пропитывание подины; 3. С угольной пеной принимаются равными приход фтор. солей. Р_ф.с = 2,5 кг/час.

По данным материального расчета составляем материальный баланс электролизера на силу тока 105 кА.

Приход	Кг/час	%	Расход	Кг/час	%
Глинозем Фтор. соли Ан. масса	60,95 2,5 16,62	76,12 3,12 20,76	Алюминий Ан. газы: СО СО2 Потери: глинозем ф. соли ан. масса	31,66 12,31 29,02 1,11 2,5 3,43	39,54 15,38 36,24 1,39 3,12 4,28
Итого:	80,07	100	Итого:	80,03	99,95

Неувязка баланса составляет 0,05%, что вызвано округлениями при расчете.

4. Баланс по фтору

Наибольшей токсичностью выбросов в атмосферу обладают соединения F, и поэтому рассмотрим баланс фтора, используемого в процессе.

Для определения выброса фтора в окружающую среду исходим из принципа: сколько содержится фтора в сырье, столько же его расходуется на производстве.

Исходные данные:

габариты шахты L_ш * В_ш = 380 * 680 = 25,84 м²

срок службы: 4 года.

суточная производительность: Р_{al сут} = Р_{al час} * 24 = 31,66 * 24 = 759,8кг/сут.

Частота анодных эффектов: 1шт/сут.

Длительность анодных эффектов: 2мин.

Удельная пропитка подины: 230 кг F/м²

КПД газосборного колокола: 87%.

Захват электролита при выливке: 0,65 кг/т.

Механические потери фтористых солей в пересчете на фтор: 5%.

Содержание фтора в угольной пене: 32%.

Приход фтора.

с криолитом (свежий + флотационный)

45 кг/т - расходный кофициэнт по криолиту

54% - содержание фтора в Na₃AlF₆

45 * 0,54 = 24,30 кг/т.

AlF₃

34 * 0.61 = 20,74 кг/т.

Приход фтора в ванну: 24,3 + 20,74 = 45,04 кг/т

на пропитку

F = q_F * S_под / T * 365 * P = 230 * 25,84 / 4 * 365 * 0,769 = 5,29 кг/т

Итого приход фтора:

45,04 + 5,215 = 50,33 кг/т.

Расход фтора.

Расход фтора на пропитку падины: 5,215 кг/т

Механические потери - 5%: 50,255 * 0,05 = 2,513 кг/т

С угольной пеной: 35 * 0,32 = 11,20 кг/т

С выливкой: 0,65 кг/т

С углефторидами при А7: 0,2 * 2 * 1 / 0,76 = 0,526 кг/т

На испарение пылеуноса:

50,33 - 2,52 - 11,2 - 0,65 - 0,52 - 5,29 = 30,15 кг/т

На основании расчетов составляем баланс по фтору:

Приход	Кг/т	%	Расход	Кг/т	%
Криолит - Фтористый Al - На пропитку	24,3 20,74 5,29	48,28 41,21 10,51	На пропитку Механические потери С угольной пеной С выливкой С углефторидами На испарение и пылеунос	5,29 2,52 11,2 0,65 0,526 30,15	10,51 5 22,25 1,3 1,03 59,91
Итого	50,33	100	итого	50,33	100

5. Электрический расчет электролизера

Электрический расчет состоит в определении сечении и длинны токоподводящих проводников электролизера и составление электрического баланса напряжения.

Расчет токоподводящих проводников.

Сечение шинопровода, подводящего ток к электродам, определяют из величины силы тока и плотности тока в шинах. Для выбора расчетной плотности тока в шинопроводах предложена следующая зависимость экономической плотности тока (d_эк А/мм²):

где А - стоимость шин, руб/т;

d - плотность шин, г/см³;

b - срок амортизации шинопровода, годы;

b_н - нормативный срок окупаемости капитальных вложений, годы;

с - удельное сопротивление шинопровода, Ом * мм²/м;

а_э - стоимость 1 кВт * ч электроэнергии, руб;

Для упрощения дальнейших расчетов принимаем одностороннюю схему ошиновки, состоящую из алюминиевых шин, собранных в пакеты одинакового сечения по всей длине. Плотность тока в стояках, анодных и катодных пакетах принимаем равной 0,3 А/мм².

При этих условиях сечение ошиновки для рассматриваемого электролизера будет равно:



Для обеспечения заданной плотности тока при условии применения шин сечением 430 * 60 мм = 25800 мм² число их составит:

350000 / 430 * 60 = 13,56 шт.

Принимаем 14 шин, которые собираются в пакеты по 7 шин, располагаемые с двух сторон электролизера.

Ток к аноду подводится четырьмя рядами вертикально расположенных сталеалюминевых штырей. Из конструктивных размеров анода принимаем длинустальной части штыря 1400 мм и алюминиевой 1000 мм.

Число штырей и площадь их сечения определяем из условия оптимальной средней токовой нагрузки на штырь около 2000 А и плотности тока для стали d_ст = 0,2 А/мм².

Число штырей:

К = 105000 / 2000 = 52,5 шт. ~ 52 шт.

Для удобства размещения штырей в аноде принимаем К = 52 шт. При этом площадь сечения стальной части штыря будет равна:

S_шт. = I / Kd_ст = 105000 / 52 * 0,2 = 10096 мм².

При этом средний диаметр стальной части штыря составит 115 мм. Принимаем штырь с максимальным диаметром рабочей части 130 мм, минимальным диаметром рабочей части 100 мм, высотой конусной части 900 мм.

Конструктивным расчетом число катодных стержней определено равным 22 при поперечном сечении S_к.с = 115 * 230 мм. Плотность тока в них составит:

d_к.с = I / 22 * S_к.с = 105000 / 22 * 115 * 230 = 0,18 А/мм².

Стальные катодные стержни соединяются с алюминиевыми шинами при помощи гибких пакетов из алюминиевых лент, приваренных к катодным стержням и шинам. Среднюю длину соединительных пакетов принимаем из конструктивных соображений равной 800 мм. Сечение пакета из алюминиевых лент при допустимой плотности тока в них 0,7 А/мм² составит:

S_п = 105000 / 0,7 * 22 = 6818 мм².

Принимаем стандартные алюминиевые ленты сечением 1,5 * 200 мм². Тогда число лент в пакете составит:

n_л = 6818 / 1,5 * 200 = 22,7 шт.

Принимаем 23 ленты в пакете. Исходя из размеров анодного и катодного устройств общую длину катодных пакетов принимаем равной 8100 мм, анодной ошиновке 7600 мм, стояков 3000 мм.

5.1 Баланс напряжения

Составление баланса напряжения электролизера заключается в определении составляющих падения напряжения (U_ср), В:

U_ср = ?U_а.у + ?U_э + ?U_к.у + ?U_а.э + ?U_н.р + ?U_о.о ;

где: ?U_а.у - падение напряжения в анодном устройстве, В;

?U_э - падение напряжения в электролите, В;

?U_к.у - падение напряжения в катодном устройстве, В;

?U_а.э - доля падения напряжения от анодных эффектов, В;

?U_н.р - напряжения разложения, В;

?U_о.о - падения напряжения в общесерийной ошиновке, В;

Падения напряжения в анодном устройстве состоит из суммы падений напряжения в ошиновке, контактах и аноде.

Падение напряжения в анодной ошиновке (?U_а.о), состоящей из стояков длинной l_ст = 3,0 м и анодных пакетов длинной l_п = 7,6 м одинакового сечения S = 14 * 430 * 60 = 361200 мм², по которым протекает ток силой I = 105000 А, определяется как:

?U_а.о = I * r_а.о ;

Для определения сопротивления анодной ошиновки r_а.о необходимо найти удельное электросопротивление алюминия (р_t) при средней температуре работы анодной ошиновке равной t₁ = 50⁰ С. Принимаем удельное электросопротивление алюминия при t = 20⁰ C, р_о = 0,029 Ом * мм²/м, б = 0,004. Тогда:

р_t = р_о [1 + б(t₁ - t)] = 0,029 [1 + 0,004(50 - 20)] = 0,035 Ом * мм²/м.

Отсюда сопротивление в анодной ошиновке будет:

r_а.о = р_t * l / S = 0,035 * (3,0 + 7,6) / 309600 = 1,11 * 10^-6,

а падения напряжения в ней составит:

ДU_а.о = I * r_а.о = 105000 * 1,11 * 10^-6 = 0,1155 В.

Падение напряжение в различных контактах принимается на основании практических данных. В сварных контактах анодные шины - стояк, стояк - гибкий пакет шин, гибкий пакет шин - катодные шины перепад напряжения соответственно составляет 0,004 + 0,003 + 0,003 = 0,01 В.

В прижимном контакте анодная шина - алюминиевая штанга штыря и в сварном алюминиевая штанга - стальная часть штыря перепад напряжения составляет 0,015 + 0,015 = 0,03 В.

Таким образом падение напряжения в контактах анодного узла ДU_а.к = 0,01 + 0,03 = 0,04 В.

Определения падения напряжения в аноде - наиболее сложная задача при составлении баланса напряжения электролизера, так как падение напряжения в аноде зависит от многих переменных факторов.

При ориентировочных расчетах для определения падения напряжения в аноде с верхним токоподводом можно пользоваться уравнением предложенным А.М Коробовым:

Подставляя в это уравнение принятые ранее значения составляющих, определяем падение напряжения в аноде (площадь сечения анода S_a = 580 * 260 = 150800 см²; число токоподводящих штырей K = 52; среднее расстояние от «подошвы анода» до токоподводящих штырей l_ср = 45 см.

L_ср = l_min + Ѕ H

где: H = 40 см - шаг перестановки штырей,

l_min = 25 cм - минимальное расстояние от штырей до «подошвы» анода.

Плотность тока в аноде D = I / S_a =105000 / 150800 = 0,696 А/см². Удельное сопротивление анода принимаем равным р_а = 9 * 10^-3 Ом * см.

Тогда:

U_a = [26000 - (16000 - 10,9 * 150800 / 52 - 805 * 45 - 45 * 150800 / 6,85 * 52) * 0,696] * 9 * 10^-3 = 507 мВ, или 0,507 В.

Суммируя составляющие, находим падение напряжения в анодном устройстве:

ДU_a.y = ДU_a.o + ДU_a.k + ДU_a = 0,1155 + 0,04 + 0,507 = 0,6625 В.

Падение напряжения в электролите с криолитовым отношением 2,7, в составе которого 5% (по массе) Al₂O₃ и 4 - 6% (по массе) CaF₂, определяем по уравнению, предложенному Г.В Форсбломом и В.П. Машовцом:

где: I - сила тока, 105000 А;

р - удельное сопротивление электролита (0,488 Ом * см для принятого состава);

l - междуполюсное расстояние (4,7 см по практическим данным);

S_a - площадь сечения анода (150800 см²);

2(А+В) - периметр анода, см ;

Падение напряжения в катодном устройстве складывается из падения напряжения в подине, в частях катодных стержней, не заделанных в подине, в соединительных алюминиевых пакетах, катодной ошиновке и в контактах катодные стержни - соединительные пакеты и соединительные пакеты - катодная ошиновка.

Для определения падения напряжения в подине (U_п, мВ), смонтированной из прошивных угольных блоков шириной 550 мм, пользуются уравнением М.А. коробова, А.М. Цыплакова, и Б.И. Тимченко:

U_п = [l_прр_бл10³ + (3,83 * 10^-2 *В_ш + 2,87а ³vа)b_бл / S_ст]D_a ;

В этом случае приведенную длину пути тока по катодному блоку l_пр, см, вычисляют по уравнению:

l_пр = 2,5 + 0,92Н - 1,1h + 132/b,

где: Н - высота катодного блока (40см);

h и b - соответственно высота и ширина катодного стержня с учетом чугунной заливки, см (в рассчитываемом случае h = 13 см, b = 26 cм), Тогда:

l_пр = 2.5 + 0,92 * 40 - 1,1 * 13 + 132 / 26 = 30,1

Удельное сопротивление прошивных блоков, рассчитанное на основании измерения соответствующих параметров по данным ВАМИ, принимаем равным р_бл = 3,72 * 10^-3 Ом * см.

Половина ширины шахты ванны (В_ш) в нашем случае согласно конструктивному расчету составляет 190 см.

Ширина бортовой настыли в шахте ванны (а) при условии оптимальной ее формы, при которой настыль ограничивается проекцией анода на подину шахты, составляет 60см.

Ширина катодного блока (b_бл) с учетом набивного шва 55 + 4 = 59 см.

Площадь сечения катодного стержня с учетом чугунной заливки S_ст = 13 * 26 = 338 см.

Анодная плотность тока D_a = 0,696 А/см².

Подставляя в уравнение принятые и вычисленные значения, находим перепад напряжения в подине:

U_п = [30,1 * 3,72 * 10^-3 * 10³ + (3,83 * 10^-2 * 190 + 2,87 * 60 ³v60)* 59 /338]* 0,696 = 337 мВ, или 0,337 В.

Падение напряжения на участках катодных стержней, не заделанных в подину, определяем исходя из следующих данных: общее сечение катодных стержней S_к = 115 * 230 * 20 = 529000 мм²; длинна выступающей части катодного стержня (из конструктивных расчетов) l = 0,3 м; средняя температура его нагрева 250⁰С. При этой температуре удельное сопротивление стали составляет р = 0,22 Ом * мм²/м.

При этих условиях сопротивление составит:

r = 0,22 * 0,3 / 529000 = 0,12 * 10^-6 Ом.

Падение напряжения на выступающих из подины участках катодных стержней будет равно:

ДU_ст = 105000 * 0,12 * 10^-6 = 0,0126 В.

Аналогично рассчитываем падение напряжения в алюминиевых соединительных лентах (ДU_л).

Из конструктивного расчета длинна алюминиевых соединительных лент l = 0,8 м при площади их поперечного сечения S_л = 1,5 * 200 * 24 * 20 = 144000 мм²; удельное сопротивление алюминия при средней температуре лент 80⁰С: р = 0,036 Ом * мм²/м.

Находим общее сопротивление в соединительных лентах:

r = 0,036 * 0,8 / 144000 = 0,2 * 10^-6 Ом.

Падение напряжения в них составит:

ДU_л = 105000 * 0,2 * 10^-6 = 0,021 В.

Падение напряжения в катодной ошиновке электролизера при ее длине l_к.о = 8,1 м, площади поперечного сечения S_к.о = 430 * 60 * 12 = 309600 мм² и удельном сопротивлении р = 0,032 Ом * мм²/м (средняя температура ошиновки 50⁰С) составит:

ДU_к.o = I * pl_к.о / S_к.о = 105000 * 0,032 * 8,1 / 309600 = 0,084 В.

Падение напряжение в сварных контактах ДU_к пакет алюминиевых лент - катодный стержень и пакет алюминиевых лент - катодная ошиновка принимаем по данным практики эксплуатации соответственно равным 0,006 и 0,004 В.

Тогда суммарное падение напряжения в катодном устройстве составит:

ДU_к.у = ДU_п + ДU_ст + ДU_к.о + ДU_л + ДU_к =

= 0,337 + 0,0126 + 0,084 + 0,021 + 0,01 = 0,4646 В.

Доля падения напряжения от анодных эффектов в среднем напряжении определялась ранее при расчете числа электролизеров в серии и составляла ДU_а.э = 0,036 В.

Напряжения разложения принимают ДU_н.р =1,6 В.

Падение напряжения в общесерийной ошиновке по данным практики эксплуатации электролизных серий принимаем ДU_о.о = 0,05 В.

Суммируя все составляющие, находим среднее напряжение:

U_ср = 0,6625 + 1,48 + 0,4646 + 0,036 + 1,6 + 0,05 = 4,293 В.

Полученные в результате проведенного электрического расчета составляющие падения напряжения в конструктивных различных узлах электролизера подразделяются на греющее и негреющее. Такое подразделение составляющих среднего напряжения электролизера необходимо для определения прихода тепла от электрической энергии при составлении теплового баланса (энергетические расчеты). Для удобства использования полученных данных при дальнейших расчетах объединим их в таблицу.

Баланс напряжения электролизера на 105000 А.

Составляющие среднего напряжения	Падение напряжения
	греющее, В	негреющее, В	Всего
			В	%
Анодная ошиновка…………………… Контакты анодного узла……………... Анод…………………………………… Итого в анодном устройстве………...	- - 0,507 0,507	0,1155 0,04 - 0,1555	0,1155 0,04 0,507 0,657	2,6 0,9 11,8 15,3
Подина ванны………………………… Катодные стержни (выступающая из подины часть)………………………… Алюминиевые соединительные ленты Катодная ошиновка…………………... Контакты катодного узла……………. Итого в катодном устройстве………	0,337 - - - - 0,337	- 0,0126 0,021 0,084 0,01 0,1276	0,337 0,126 0,21 0,084 0,01 0,4646	7,9 0,3 0,5 1,8 0,2 10,7
Электролит………….…………………. Напряжение разложения…………….. Итого рабочее напряжение…………...	1,48 1,6 3,924	- - 0,2831	1,48 1,6 4,201	34,7 37,3 98,0
От анодных эффектов………………... Общесерийная ошиновка…………….	0,036 -	- 0,05	0,036 0,05	0,8 1,2
Итого среднее напряжение…………...	3,96	0,3331	4,2876	100

Рабочее напряжение электролизера меньше среднего на величину падения напряжения в общесерийной ошиновке и долю падения напряжения от анодных эффектов:

U_раб = U_ср - ДU_о.о - ДU_а.э.

6. Энергетический расчет электролизера

Нормальную работу алюминиевого электролизера можно обеспечить только при условии теплового равновесия, когда расход тепла в единицу времени равняется его приходу. Энергетический расчет заключается в определении составляющих прихода и расхода энергии в процессе электролиза и в составлении теплового баланса электролизера на основании этих составляющих.

Тепловой баланс составляют применительно к заранее принятой температуре. Обычно - это температура окружающей среды или температура, при которой протекает процесс. В последнем случае в расчеты необходимо вводить данные о тепловых эффектах при температуре процесса, однако это делает расчеты менее точными из - за отсутствия надежных сведений. Так как энергообмен, несвязанный с массопередачей, не зависит от температуры, при которой составляется тепловой баланс, то поэтому более простым и точным представляется расчет теплового баланса при температуре окружающей среды.

В этом случае электролизную ванну можно представить как систему, которая снабжается теплом за счет прохождения электрического тока и сгорания угольного анода. Расходуется тепло на разложение глинозема и теряется этой системой через теплоотдающие поверхности электролизера, а также с удаляемыми продуктами (жидким алюминием и газами). Суммарная величина расхода тепла от протекания побочных реакций, испарения электролита и других факторов, незначительна и при составлении теплового баланса не учитывается.

На основании вышеизложенного уравнение теплового баланса можно представить в следующем виде:

Q_эл + Q_ан = Q_разл + Q_мет + Q_газ + Q_п,

где: Q_эл - приход тепла от электрической энергии, ккал/ч;

Q_ан - приход тепла от сгорания угольного анода, ккал/час;

Q_разл - тепло, необходимое на разложение глинозема;

Q_мет - тепло, уносимое вылитым металлом, ккал/час;

Q_газ - тепло, уносимое отходящими газами, ккал/час;

Q_п - потери тепла в окружающее пространство конструктивными элементами электролизера, ккал/час.

6.1 Приход тепла

От прохождения электрического тока приход тепла определяется по уравнению:

Q_эл = 0,86IU_гр,

где: 0,86 - тепловой эквивалент ватт - часа, ккал/Вт*ч.

Подставляя уравнение значения силы тока I = 105000 А и греющего напряжения из электрического баланса U_гр = 3,96 В, находим:

Q_эл = 0,086 * 105000 * 3,96 = 357588 ккал/ч.

От сгорания угольного анода приход тепла определяется следующей зависимостью:

Q_ан = Р_СО2 ?Н^СО2_Т1 + Р_СО ?Н^СО2_Т1,

где: Р_СО2 и Р_СО - соответственно число киломолей в час СО₂ и СО;

?Н^СО2_Т1 и ?Н^СО_Т1 - соответственно тепловые эффекты реакций образования СО₂ и СО из углерода и кислорода, ккал/кмоль;

Т₁ - температура окружающей среды, К.

Число киломоллей Р_СО2 и Р_СО в час определяется соответственно из выражений:



При силе тока I = 105000 А, выходе по току n_т = 0,90 (90%) и объемной доле СО₂ в анодных газах m = 0,6 (60%)

Тепловые эффекты реакций образования двуокиси и окиси углерода при 25⁰ С (298 К) находим в справочнике: ?Н^СО2₂₉₈ = 94050 ккал/кмоль; ?Н^СО₂₉₈ = 26400 ккал/кмоль.

Подставляя найденные значения; уравнение, определяем приход тепла от сгорания угольного анода:

Q_ан = 0,6591 * 94050 + 0,4394 * 26400 = 73588 ккал/ч.

Всего приход тепла составляет:

Q_пр = Q_эл + Q_ан = 357588 + 73588 = 431176 ккал/час.

6.2 Расход тепла

На разложение глинозема расходуется:

Q_разл = Р_Al2O3 ?H^AL2O3_Т,

где: Р_Al2O3 - расход глинозема на электролитическое разложение;

где: ?Н^Al2O3_T - тепловой эффект реакции образования окиси алюминия при25⁰С (298 К) равняется 400000 ккал/кмоль;

F - число Фарадея, равное 26,8 А*ч.

Подставляя эти значения составляющих в уравнение, находим расход тепла на разложение глинозема:

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

При температуре выливаемого алюминия 960⁰С энтальпия алюминия составляет 10497 ккал/кмоль, а при температуре 25⁰С - соответственно 1603 ккал/кмоль. Отсюда потери тепла с выливаемым алюминием:

Q_мет = 1,0759 * (10497 - 1603) = 9569 ккал/ч.

Унос тепла с газами при колокольной системе газоотсоса рассчитываем, принимая, что разбавление газов за счет подсоса воздуха в систему отсутствует. В этом случае расчет ведем на основные компоненты анодных газов - окись и двуокись углерода.

Температуру отходящих газов принимаем по данным практики равной 550⁰С. Энтальпию составляющих отходящего газа находим в справочнике и определяем потери тепла с газами:

Q_газ = 0,6591(9663 - 3925) + 0,4394(5933 - 2104) = 5464 ккал/ч,

где: 0,6591 и 0,4394 - соответственно числа киломоллей двуокиси и окиси углерода, выделяющихся в течение года;

9663 и 3925 - энтальпия двуокиси углерода соответственно при температурах 550 и 25⁰С, ккал/кмоль;

5933 и 2104 - то же, для окиси углерода, ккал/кмоль.

Тепловые потери с поверхности электролизера определяют на основании законов теплопередачи конвекцией и излучением.

Для определения теплоотдачи конвекцией применяем зависимость:

Q_к = б_кS(t_п - t_в),

где: Q_к - отдача тепла конвекцией, ккал/ч;

б_к - коэффициент конвективной теплоотдачи, ккал/(м² * ч * ⁰С);

S - площадь теплоотдающей поверхности, м²;

t_п - температура поверхности, ⁰С;

t_в - температура окружающей среды (воздуха), ⁰С.

Теплоотдача излучением выражается зависимостью:

Q_изл = С₀е_nц_с[(Т_п/100)⁴ - (Т_в/100)⁴],

где: Q_изл - отдача тепла излучением, ккал/ч;

С_о - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, равный 4,9 ккал/(м² * ч * ⁰С);

е_n - приведенная степень черноты, безразмерная величина;

ц_с - угловой коэффициент или коэффициент облученности окружающего пространства;

Т_п и Т_в - соответственно температуры теплоотдающей поверхности и окружающей среды, К.

При расчетах обычно находят потери тепла штырями, анодной массой, боковыми поверхностями анодного и катодного кожуха, газосборным колоколом, коркой электролита и днищем кожуха.

Расхождение между приходной и расходной частями теплового баланса при правильном подборе величин, участвующих в расчете, не должно превышать 1,5 - 2,0%. Исходя из этого для упрощения расчета тепловые потери с поверхностей электролизера определяем по разности:

Q_п = (Q_эл + Q_ан) - (Q_разл + Q_мет + Q_газ) =

= (357588 + 73588) - (235074 + 9569 + 5464) = 181069 ккал/ч.

Таблица: Тепловой баланс электролизера на силу тока 105000 А.

Приход тепла	Ккал/ч	%	Расход тепла	Ккал/ч	%
От прохождения электр. тока………. От сгорания уголь. анода………………	357588 73588	82,93 17,07	На разложение глинозема………… С вылитым алюминием………. С отходящими газ. С поверхности эле- ктролизера……….	235074 9569 5464 181069	54,52 2,22 1,27 41,99
Итого………………	431176	100	Итого……………..	431176	100

Новая конструкция электролизера обязательно проходит стадию испытаний на группе опытных электролизеров. Во время этих испытаний уточняют конструктивные параметры электролизера и отрабатывают технологический режим. На основании полученных в результате опытной проверки данных уточняют расчеты алюминиевого электролизера по всем частям и составляют рекомендации по дальнейшему его использованию.

7. Специальная часть

Выливка металла.

Выливку металла из электролизёров производят 5-ти тонными вакуум-ковшами ежесуточно, согласно предварительно измеренному его уровню старшим мастером корпуса. Корпуса электролиза производят выливку по графику, утверждённому начальником цеха.

До начала выливки мастеру смены следует ознакомиться с заданием на выливку и очерёдности выливки электролизёров, затем передать его электролизнику, производящему выливку.

Выливку, как правило, осуществляют два электролизника, имеющие разряд не ниже 4-го, и машинист крана. Один электролизник готовит летки, работает на пульте управления и герметизирует электролизеры. Второй - производит выливку. Выливщик обязан работать в спецодежде согласно, отраслевых норм и в каске.

Электролизнику следует подготовить летку, снять глинозём с корки электролита в установленом для выливки месте (летки), пробить в корке электролита отверстие, вытащить на борт корку электролита, снять пену, очистить в этом месте от осадка подину.

Для подготовки летки используются: лопата, лом, шумовка и, при необходимости, скребок. Осадок подтягивают к борту, полностью очищая подину в летке. Не допускается сталкивание осадка под анод. При большом скоплении осадка надо вытащить его на борт.

Крановщик, по команде выливщика, подвозит вакуум-ковш к электролизеру (транспортировка вакуум-ковша производится с закрытой стопорной вилкой).

Выливщик должен произвести прогрев вакуум-ковша. Нужно установить вакуум-ковш у электролизёра так, чтобы конец носка находился над лёткой (3 - 5 см над поверхностью электролита). Затем нужно подключить вакуум-ковш с помощью шланга к вакуум-линии и закрыть смотровое отверстие специальной рамкой. Прогрев производится путем всасывания горячего воздуха в вакуум-ковш через носок, прогрев надо делать перед набором первого вакуум-ковша и после замены носка. Степень прогрева определяется касанием ладонью шарового соединения носок-ковш. Ладонь не должна ощущать холод, и перестаёт терпеть нагрев (температура не менее +37 - +40С). Для ускорения прогрева можно сжигать огарки гасильного шеста на корке электролита под носком.

После прогрева следует отключить вакуум-ковш от вакуум-линии, снять шланг и рамку.

Перед выливкой каждого электролизёра выливщик проверяет шумовкой чистоту летки (на подине в лётке не должно быть осадка).

Машинист крана по команде выливщика опускает носок вакуум-ковша в летку не более чем на 20-25 см в слой металла. Подключает вакуум-ковш к вакуум-линии через шланг, плотно закрывает смотровое отверстие рамкой и производит набор металла в вакуум-ковш. При наборе металла в вакуум-ковш вакуум-носок не должен упираться в подину и не должен касаться секции газосборника. При наборе первого ковша необходимо соблюдать повышенную осторожность. Набор первого ковша производится в присутствии мастера смены. В случае возникновении анодного эффекта на электролизёре, выливка прекращается до полной его ликвидации. Запрещается производить выливку, если конец трубы вакуум-носка выгорел с одной из сторон более чем на 70 мм.

С помощью электронных крановых весов выливщик контролирует вес выливаемого металла. Набор металла осуществляется в соответствии с заданием, составленным старшим мастером корпуса. В один 5-тонный вакуум-ковш набирается металл из нескольких электролизёров. Вес, до которого необходимо наполнить вакуум-ковш, рассчитывается выливщиком перед выливкой каждого электролизёра.

Формула расчёта:

Т + Н = Б, где

Т - вес вакуум-ковша до выливки электролизёра (кг);

Н - вес выливаемого металла (задание на выливку) (кг);

Б - вес вакуум-ковша с вылитым металлом (кг).

Во время выливки металла электролизник опускает анод соответственно

Снижению высоты металла. Рабочее напряжение во время выливки не должно повышаться более чем на 0,2 в. от своего значения до начала выливки. При автоматическом опускании анода в корпусах, оснащенных ШУЭ БМ, используется режим «Выливка».По окончании выливки режим «Выливка» отключается. Точность набора металла +20 кг.

Набирать металл в вакуум-ковш следует до уровня ниже сливной летки не менее чем на 200 мм.

После выливки каждого электролизёра необходимо отключить вакуум-ковш от вакуум-линии, снять рамку, извлечь носок из расплава, установить заглушку на шланг.

Электролизнику надо загрузить глинозём на корку электролита в лётке, загерметизировать глинозёмом места провалов корки по всему периметру электролизера, поджечь горелки. Перед загрузкой глинозёма на корку электролита следует отдать порцию смешанного криолита в количестве 10-15 кг (2 лопаты), для поддерживания корки электролита в летке в мягком виде. Тачку со смешанным криолитом электролизник, готовящий лётки, перемещает по проходу вслед за продвижением выливки.

Следует установить вакуум-ковш на тележку, открыть зажимы прижимающие крышку к вакуум - ковшу и снять краном крышку с вакуум-ковша.

Затем снять с поверхности металла шлак и корочку электролита в специальную шлаковницу при этом работая прогретой шумовкой.

Выливщик должен установить на пустой вакуум-ковш крышку, закрыть зажимы прижимающие крышку. После этого перевозит краном вакуум-ковш к очередному электролизёр для его выливки.

Тракторист, цепляя тележку с ковшом наполненным металлом, транспортирует её в литейное отделение.

После окончания выливки, снятый с ковшей шлак электролизник перегружает из шлаковницы в тачку и развозит на указанные мастером электролизёры.

8. Механизация и автоматизация производственных процессов

В проекте предусматривается автоматическая обработка электролизеров (пробивка электролитной корки, загрузка глинозема) с помощью системы АПГ (автоматизированного питания глиноземом). Для чего каждый электролизер оборудован установками АПГ точечного типа на сжатом воздухе, управляемыми системой АСУТП. Загрузка глинозема (свежего и фторированного после ''сухой'' газоочистки) в бункера установок АПГ выполняется системой ЦРГ (централизованная раздача глинозема), управляемой АСУТП.

Для периодической обработки длинных и торцевых сторон электролизеров (пробивка корки и загрузка глинозема в электролизеры) используется малая самоходная техника с навесными устройствами и машины напольно-рельсовые типа МНР

Для пробивки корки электролита используются самоходные машины типа МПК - 5.

Для перестановки обожженных анодов, периодической загрузки глинозема в бункера установок АПГ при ремонте системы ЦРГ в каждом корпусе устанавливаются четыре комплексных анодных технологических крана. Комплексные анодные краны выполняют следующие технологические и транспортные операции по обслуживанию электролизеров в корпусе:

- перестановка анодов;

- пробивка электролитной корки и загрузка глинозема по продольным и торцевым сторонам электролизеров;

- засыпка глинозема на поверхности анодов;

- засыпка глинозема в бункера установок автоматизированного питания глиноземом электролизеров при ремонте системы ЦРГ;

- транспортировка вакуум - ковшей при выливке металла из электролизера;

- перетяжка анодной рамы;

- прочие вспомогательные подъемно-транспортные работы.

Периодическая обработка длинных сторон электролизера с ОА (один раз в сутки) необходима для поддержания теплового равновесия, т.к. установки АПГ пробивают и загружают глинозем в центре электролизера.

Кроме того, в корпусе для периодической обработки электролизеров предусматриваются напольные машины для загрузки глинозема МРГ - 4.

Загрузка свежих фторсолей в электролизеры осуществляется при помощи установок АПГ, в бункера АПГ фторсоли загружаются с помощью напольных машин типа МРС.

Устранение анодных эффектов достигается перемещением анодного массива в автоматическом режиме.

Обожженные аноды в электролизере устанавливаются по высоте в шахматном порядке. Такая расстановка анодов необходима для распределения равномерной токовой нагрузки в электролизере и обеспечения более равномерной температуры электролита в различных его участках.

По мере сгорания анода высота угольной его части уменьшается. При достижении определенной наименьшей высоты, которая на основании практики СаАЗа, ТадАЗа приняты в проекте 140-160 мм., отработанный анод -- огарок заменяется на новый. Перед извлечением огарок очищается от глинозема, затем с помощью комплексного анодного крана извлекается из электролизера. После очистки от криолито-глиноземной корки огарки устанавливаются на поддоны и спецмашиной транспортируются в анодно-монтажное отделение цеха обожженных анодов, откуда после дробления, измельчения возвращаются в цех обожженных анодов. Электролит в месте удаленного огарка расчищается от кусков электролитной корки, после чего с помощью анодного крана устанавливается новый анод. После установки анод засыпается слоем глинозема. Операция по перетяжке анодной рамы выполняется с помощью спецустройства, переносимого анодным краном.

Выливка металла производится с помощью вакуум-ковша емкостью 5т., перемещаемого анодным краном. Наполненный вакуум-ковш переносится краном к соединительному коридору, где с него снимается крышка с вакуум-носком и устанавливается на специальной тележке. Тележка с ковшом, наполненным металлом, транспортируется колесным дизельным трактором в литейное отделение. Такая конструкция вакуум-ковша позволит исключить перелив металла в литейные ковши, повысить сортность металла, механизировать ручные операции по чистке ковшей.

Капитальный ремонт электролизеров -- централизированный. Для транспортировки отработанных катодных устройств (металлический кожух с футеровкой) в ремонтный торец в корпусе устанавливается один мостовой кран грузоподъемностью 160 т. В ремонтном торце корпуса проложен железнодорожный путь, проходящий через торцы всех корпусов и ведущий в цех капитального ремонта электролизеров ЦКРЭ. При необходимости вывоза отработанного катода в корпус направляется спецтележка. Мостовым краном этот катод устанавливается на тележку и тележкой транспортируется в цех ЦКРЭ. Этой же тележкой в корпус завозится новый футерованный катодный кожух. Уборка пыли с полов корки выполняется с помощью машины МПУ-2М.

Кроме основного оборудования корпуса электролиза оснащены комплектом технологического инструмента, в который входит: скребки, шумовки, кочерги, ломы, черпаки, изложницы, урны, тачки, тележки, молотки отбойные, стропы. Для ремонта вспомогательного оборудования предусматривается ремонтное отделение, располагаемое в отдельном помещении. Здесь будут осуществляться необходимые операции поузлового ремонта электромостовых кранов напольно-рельсовых машин и другого оборудования. А так же ремонт различного электрооборудования, самоходных машин и механизмов, отбойных молотков, перфораторов.

Предусматривается участок механической обработки деталей, оснащенный различными металлорежущими станками и другим оборудованием, оснащенный необходимыми стендами.

Дежурный персонал ремонтных отделений будет проводить планово-профилактический ремонт оборудования непосредственно в электролизных корпусах и мелкий текущий ремонт по ликвидации возникших поломок оборудования.

Отличительной особенностью ведения технологии в корпусах электролиза лучших иностранных фирм является применение децентрализованной двухуровневой АСУТП с индивидуальными управляющими устройствами и центральной ЭВМ.