铝电解槽槽膛内形的研究

本文通过对电解槽槽内电流分布的研究,明确提出了影响水平电流的因素,并分析了槽膛内形与电流效率的关系,提出了以槽膛内水平电流最小来寻求电解槽槽膛内形的新观点。     

铝电解槽槽膛内形的连续监测

铝电解槽槽膛内形对铝电解生产的重要经济技术指标影响很大。本文建立了计算铝电解槽槽膛内形的物理模型和数学模型。利用二维热场解析数学模型及若干特征点的槽外壳温度,对具体槽型可按反推法求解出槽膛内形,並可在计算机的彩色屏幕上显示,同时在打印机上绘制出来。通过对贵州铝厂160KA中间下料预焙阳极铝电解槽的现场测试,初步验证了此程序。     

铝电解槽膛内形在线动态仿真理论研究

通过分析熔体特性与槽膛内形的关系以及参数随时间变化的规律，将影响槽膛内形的诸多工艺参数分为静态影响因素和动态影响因素两类；详细分析了动态影响因素的影响作用，并给出了多个动态影响因素对槽膛内形的数值估算方法。在此基础上，提出了能初步应用于现场的槽膛内形在线动态仿真技术方案     

5kA级惰性阳极铝电解槽热平衡仿真

使用有限元软件Ansys仿真计算5 kA级惰性阳极铝电解槽的槽膛内形及热平衡情况.结果表明:过热度和侧部炭块类型对槽膛内形产生显著影响,过热度增加10 ℃,槽帮厚度减少约50%,伸腿宽度减少约30%;侧部炭块散热性越好,槽帮厚度和伸腿宽度越大;半石墨质类型的侧部炭块能够在保证形成满足要求的槽膛内形时降低热量损失,建议采用这类侧部炭块;采取一定措施后,采用半石墨质阴极和石墨化阴极的电解槽均能实现热平衡,石墨化阴极电解槽比普通阴极电解槽所需能量约多9%,但在热平衡时阴极底部等温线分布更合理.     

不同进电方式与槽膛内形的铝电解槽内流场的数值模拟

采用k-ε双方程模型封闭的Navier-stokes方程描述铝电解槽内熔体的湍流流动。对于200kA、160kA与80kA三种不同进电方式的铝电解槽以及具有不同槽膛内形的160kA槽，在磁场、热场解析的基础上，计算出相应工况下动量方程中的源项，即洛仑兹力，并对稳定状态下熔体的三维流场进行了数值计算。计算结果表明，在模拟工况条件下，铝液流动在200kA槽内呈现出四个旋涡，在160kA与80kA槽内呈现出两个旋涡；不同的进电方式与槽膛内形对熔体的运动方式均有显著影响。     

基于ANSYS分析的铝电解槽电流场的优化设计

首先介绍了ANSYS在优化设计中的使用方法,然后对230kA试验槽的槽膛内形进行了优化分析,得到了使水平电流最小时的"伸腿"长度。最后给出了一些有价值的结论。     

电解槽加工面的选择与热损失的关系

用铝电解槽阴极热解析程序,改变加工面宽度,对电解槽进行电热解析,发现加工面的改变引起槽膛内形、槽底电压降、槽体散热量等变化。并且得出合适的加工面尺寸为400～450mm,此时的槽底电压降、槽体散热量均较小。     

铝液波浪与电流效率(△IACP-CE％曲线)

预焙槽电流效率与极距、阳极电流分布有关,他们之间的关系可以用关系曲线来描述.二者之所以与电流效率有关,最本质的因素是极距,电流分布的变化会引起槽膛内熔体(电解质、铝液)流速与波动的变化.熔体垂直波动的波幅大小决定于熔体水平流动的流速和不均匀性.铝电解槽熔体垂直波动波幅与对应的单组阳极导杆电流波动的幅值成正比,由此,我们提出△IACP-CE％关系曲线.通过测量熔体垂直波动的波幅去评估电流效率.     

铝电解槽铝水高度技术路线分析研究

本文基于电解槽热电数学模型,分析了铝水高度对传统型电解槽和节能型电解槽的水平电流和热平衡的影响,计算了电解槽伸腿长度和阴极散热量与铝水高度的变化趋势。结果显示,对于节能型阴极结构电解槽,铝水高度对磁流体稳定性的提升作用要明显小于传统型阴极结构电解槽,而对槽膛形状的影响要显著大于传统型电解槽。铝水高度超过24 cm,伸腿长度迅速增加,槽膛情况恶化,反而破坏了电解槽运行的稳定性。建议节能型阴极结构电解槽,特别是采用石墨化阴极的节能型电解槽,在稳定运行期保持20 cm左右的低铝水平工艺路线。     

预焙铝电解槽智能模糊控制系统

综合运用模糊控制、神经网络和专家系统等智能控制技术,以及铝电解槽“三场”在线仿真技术,开发出了预焙铝电解槽智能模糊控制系统。系统采用两级分布式控制方式,并主要由实时控制（专家模糊控制器）、电解质温度与槽膛内形在线仿真、槽况诊断、以及组织与监视４个子系统构成。运行结果表明,该系统鲁棒性好,控制精度高,具有显著的增产节能效果和广泛的推广应用价值。     

侧插自焙电解槽规整槽膛的时机和方法的探讨

结合本厂的生产实践，介绍和论述了铝电解槽的槽膛形式，规整槽膛的目的时机和方法以及取得的实际效果。     

论优化铝电解工艺技术条件和操作参数对电流效率的影响

本文根据萍乡铝厂60kA和20kA侧插自焙阳极电解槽的运行经验论述了某些工艺技术条件对电解槽电流效率的影响,并在具体情况下,分析了极距、电解质成份、槽膛内形在非传统控制范围内调整的可能性和实际效果。认为改善上述工艺技术条件对提高电解槽的电流效率具有积极的意义。     

铝电解槽阴极的热绝缘

铝电解槽阴极的热绝缘应满足一系列的要求。热绝缘应保证电解槽具有最佳形状的槽膛。对于所有类型的电解槽来说,不管其尺寸大小如何,最佳形状的槽膛侵是一样的:槽膛侧壁上应有防止熔体侵蚀侧壁的结壳,且槽底结壳不应伸入阴极在槽底上的投影区。     

铝电解槽阴极结构的改进

本专利提出了一种改进的铝电解槽阴极结构,能使槽内壁形成并保持理想形状的伸腿。为了提高铝电解槽的生产能力,近年来电解槽逐渐向大型化发展,电流容量也显著增加。随着流过电解槽内外导体的电流增大,相应形     

非均匀阳极电流电解槽内型数值模拟及均化研究

本文以数值模拟和测试相结合的手段在国内首次研究阳极电流分布不均匀性对槽膛内型的影响,并通过现场实测数据分析阳极电流不均匀的原因,在此基础上提出了提高阳极电流分布均匀性的措施。     

铝电解电流效率的研究(铝铜合金阴极)

本文对实验室铝电解槽的电流效率进行了测定。电流效率是电流强度,阴极合金组份和温度的函数。此外,本文还对阴极铝的溶解速度进行了计算,建立了阳极电流密度和阴极电流密度对电流效率综合影响的数学公式,并对工业电解槽,三种不同的槽膛内型对电流效率的影响进行了讨论。     

提高电解槽寿命的途径探讨

铝电解槽的槽寿命受多方面因素的影响,直接影响电解铝企业的技术经济指标。本论文对影响铝电解槽槽寿命的因素进行了分析,对提高铝电解槽槽寿命的措施进行了探讨。在实际生产过程中选择合适的电解槽内衬材料、优化电解槽焙烧启动工艺,加强电解槽运行期间的管理水平,使槽膛形成稳定结壳,保持电解槽的三场稳定,是获得长寿命电解槽的关键。     

铝电解槽中铝液稳定方法

本专利介绍了改善铝电解槽中垂直磁场分布以及减少由于电磁力所造成的铝液表面隆起的方法。迄今为止,电解槽有横向和纵向两种配置方法,槽从两端进电。此种类型的电解槽,由于输送大电流的阴极母线在电解槽的侧部通过,因而,槽中产生强的磁场。此外,在电解槽内,从阳极母线来的电流经过碳阳极进入电解质中,再经过铝液而到碳素槽底,然后,汇集到平行配置的许多阴极棒     

工业铝电解槽的现代生产技术(五) 第五章 铝电解槽的自动控制

电解槽的自动控制建立在槽电压与系列电流测量的基础之上。唯一的额外信息,是由操作人员通过开关和按钮,向自动装置报道手工操作获得的信息,例如,出铝、换阳极等,槽电压是在槽母线上测得的。电流是槽系列的共同信息。二者传送到执行各台槽控制任务的自动装置内。     

近代铝电解槽工艺设计的新概念(上)

本文拟从近年来铝电解工艺新的理论和实践方面说明铝电解槽工艺设计必须从传统的束缚中解脱出来,采用新的概念来设计具有八十年代特点的高效能电解槽。主要内容是尽可能采用与规模相适应的大容量电解槽,低温、低分子比和低氧化铝浓度的电解质工艺条件,频繁的点式下料制度,磁效应和槽膛内形的最佳化设计以及完善的电算机控制系统。这些手段均是保证电解槽取得高效能的基本条件,也是企业取得高经济效益的重要技术措施之一,这是铝工业当今技术进步的主要标志,必须给于应有的重视。