铝电解槽槽帮结壳形状的计算机模拟

建立了计算铝电解槽槽帮结壳形状的物理模型和数学模型。通过将铝电解槽传热的二维问题转化为一维问题,对工业铝电解槽进行了模拟计算,研究了设计规整的铝电解槽槽帮结壳形状的基本方案。研究结果表明:影响铝电解槽槽帮结壳形状的主要因素是电解质温度和槽内衬热阻。因此,严格控制铝电解槽中电解质温度和减少槽内衬的热阻,对于获得良好的铝电解槽槽帮结壳至关重要。     

中国铝工业研发与应用的最新技术

简要介绍了目前我国氧化铝生产及电解铝生产研发及应用的最新技术，包括一水硬铝石管道化溶出技术，选矿——拜耳法生产氧化铝新工艺，GP320kA大型铝电解槽，强化烧结法生产氧化铝，铝电解槽智能模糊控制技术。     

浅谈420KA铝电解槽炉帮的形成与控制

铝电解槽炉帮的形成和形成后的稳定性,与该电解槽的分子比及其他技术条件的匹配密切相关,分子比是炉帮形成或形成后炉帮不稳定的一个重要因素,而NB间隔(加料间隔)、槽电压等技术参数,则通过电解槽中的氧化铝浓度和电解槽热收支等途径也对炉帮造成影响。为保证炉帮规整形成和炉帮形成后保持稳定,则需要通过分子比、槽电压、加工间隔等各项技术参数的匹配以及操作方面的相互配合来完成。     

500kA铝电解槽生产Al99.90高品质铝的工艺技术

本文介绍了在某公司500k A铝电解槽上生产Al99.90及以上高品质铝的生产工艺技术,采用优质的氧化铝、炭阳极、氟化铝等原材料,使用磁性除铁器清除破碎料中的金属铁和尽量多比例地使用氧化铝封阳极与壳面以减少阳极及壳面覆盖料带入的杂质量,运用炉帮厚度数学模型稳定控制电解槽炉膛以防偏析出来的铁、硅杂质返溶于电解质并防止电解质水平升高,采用不会造成对破碎料污染的氧化铝质阳极钢爪保护环,使用专用的吸铝和熔铸系统生产高品质铝锭产品,产生一定的经济效益和社会效益。     

300;400kA大型铝电解槽铝液的波动状态

采用铁棒溶蚀法在工况条件下分别对300 kA和400 kA系列电流阴极炭块普通组合、高低组合以及端头槽和非端头的6台电解槽的铝液流场进行了工业测试.根据铁棒出现的正常溶蚀、"细腰"特征、溶蚀面扭转、溶蚀坑较多等现象详细地分析了槽内铝液的水平运动状态及垂直方向上的局部运动特征,并对不同结构电解槽的流速场进行了比较,沿槽大面方向,400 kA阴极炭块普通组合槽呈现大—小—小—大4个漩涡,阴极炭块高低组合槽呈现大小均匀的2个漩涡,而300 kA电解槽则呈现大小均匀的5个漩涡.     

遗传优化BP神经网络在槽况预测中的应用

针对目前国内对铝电解槽槽况诊断存在的的难度大、效率低等问题,设计了一种以槽电压信号为特征向量的诊断样本和BP神经网络模型.利用BP神经网络的自学习能力,对铝电解槽的槽况进行分析预测.同时本文利用遗传算法的最优搜索能力对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化.通过MATLAB对状态预测算法进行编程.结果显示,对铝电解槽槽况的判断基本正确.     

320kA系列预焙铝电解槽槽电压波动的频谱解析

通过大量收集320 kA系列预焙铝电解槽典型槽况下的槽电压波动数据,利用快速傅里叶变换(FFT)以及功率谱(PSD)估计技术提取槽电压波动的特征谱峰.采用参数估计法进行PSD估计,并将槽电压波动的小波包分析结果和频谱分析结果进行比较.研究结果表明:不同的参数估计法得到趋于一致的频谱分析结果,正常槽只有1个尖锐谱峰,对应于阳极下熔融氧化铝涌动的特征峰,其他故障槽都有2个特征谱峰,即1个主峰和1个次峰,碳渣槽的主峰仍然对应着阳极下熔融氧化铝涌动特征峰,次峰对应悬浮碳渣的涌动特征峰;铝液波动槽主峰对应铝液波动特征峰,次峰对应着熔融氧化铝涌动的特征峰;频谱分析相对于小波包分析具有算法简单、耗时少、物理意义明确等特点,在槽况在线诊断系统的大规模推广中具有优势.     

铝电解中铝液的凸起与循环

本文从理论上阐明了铝电解中铝液的运动规律及原因。研究表明,对双端供电的铝电解槽来说,电解槽的铝液中存在着两种力场:一个是F_(xy)类似向心力场;另一个是F_x平行力场。前者使槽中铝液凸起;后者使槽中铝液循环。在电解槽铝液中有这些运动现象存在,会大幅度降低电流效率与电能效率。为解决这些问题,提出了若干可行的措施。     

浅谈如何延长200kA预焙电解槽槽寿命

我们通过对一期200kA预焙槽停槽的实际情况分析,发现致使200kA电解槽破损到停槽的原因和影响电解槽槽寿命的因素,本文对如何延长电解槽槽寿命提出了几点建议,尽供参考,因为电解槽的槽寿命直接关系到企业的经济效益,关系到企业今后的发展道路,关系到企业的生死存亡。因此,提高电解槽的寿命是当前铝行业至关重要的课题。     

预焙铝电解槽三维槽帮形状的模拟计算

应用APDL语言设计一种新型的三维槽帮形状计算算法,通过循环调用前处理、求解和后处理模块,自动调整三维槽帮表面节点坐标,实现铝电解槽三维槽帮形状的计算.选择成熟的180 kA铝电解槽作为研究算例,在有限元软件ANSYS的平台上建立四分之一槽电热模型,并引入热接触来描述熔体与槽帮、阳极和阴极等之间的对流传热,进行三维槽帮的数值仿真研究.采用这种三维计算方法可以更加真实的考虑铝电解槽的结构和工艺参数情况,电热耦合计算又将电场对热场的影响考虑在内,更加符合实际情况.研究结果表明:该算法得到的槽帮形状与实测结果基本一致,同时验证铝电解槽槽帮在小面厚度大于大面厚度,而在角部处槽帮最厚的规律.该方法可为新型铝电解槽设计提供技术支撑.     

对电解铝液净化作用的探讨

对比分析了采用长流程、短流程工艺熔铸铝舍金过程中，氢和氧化铝夹杂的形成过程以及铝电解工艺对电解铝液的自净化作用．冰晶石熔体作为电解铝的工作介质，对氧化铝有良好的溶解性能．通过溶解电解液一铝液界面上的氧化铝达到脱氢除杂的效果．电解铝液中存在的微量稀土具有固氢排杂的作用．在大型铝电解槽中，电流强度达到350kA，存在于铝液中的不导电、不被铝液润湿的氧化铝杂质，在强烈电磁场的耦合作用下聚集沉降在电解槽的边部、角部或铝液漩涡的交界处．     

铝电解槽故障机理解析及信号处理

针对最常见的铝电解槽不稳定槽况现象进行故障诊断,对正常和异常槽电阻信号进行频谱分析,可以辅助管理者了解电解槽的运行状态,有助于提高铝厂的自动化水平。     

160KA铝电解槽电、热解析及仿真试验

本文提出了一个铝电解槽阴极分区电、热解析模型及其仿真程序,并通过现场实测对该程序进行了初步验证.利用此程序对160kA中间下料、预焙槽的阴极部分进行了仿真试验.找出了能改善槽膛内形并能降低能耗的改良槽衬结构方案.此种仿真试验法能有效地提高铝电解槽设计的技术水平.     

铝电解槽电、热解析数学模型及数值仿真试验

本文提出了一个经过初步验证的铝电解槽电、热解析数学模型和数字仿真程序。利用此程序对大型电解槽槽衬结构的优化进行了一系列仿真试验,得出了能改善槽内形并能降低能耗的改良结构方案。本程序为改进铝电解槽结构和提高设计水平提供了有效的途径。     

实验室用悬浮式阴极铝电解槽及其电场的有限元分析

提出了一种实验室用悬浮式阴极铝电解槽的结构形式,并用200 A和300 A该结构电解槽分别进行了纯铝及铝-钪合金的电解试验,用ANSYS软件对电解槽内的电势及电流密度分布进行了有限元分析.结果表明,电解槽的结构是可行的,电流效率可达80%左右,特别适合在实验室中用于铝电解技术的研究.     

铝电解槽石墨化阴极和槽壳的变形

通过实验室和工业电解槽系统研究了铝电解槽阴极和槽壳的变形,从中获取钠膨胀系数并用于工业阴极和槽壳的应力场的模拟分析,在考虑温度梯度热应力和钠膨胀化学应力共同作用条件下,获得了工业槽焙烧、启动后槽壳的变形位移数值.用机械式位移计对350 kA石墨化阴极工业电解槽变形进行了长达360 d的现场测试和监测,模拟值与实测值吻合.     

铝电解过程中的磁场与力场

随着我国铝工业的迅速发展,铝电解槽的容量也在逐渐加大。现在我国已在试验13.5万安培的大型预焙电解槽,不久即将兴建这种电解槽的生产系列。但是,在采用大容量电解槽进行生产时,必须考虑槽里铝液中的磁场与力场问题,特别是对10万安培以上的大型槽子,如不给予应有的重视和采取必要的措施,就会使槽中铝液产生凸起和强烈的循环,结果是正常生产遭到破坏,铝液在电解质中的溶解速度加快,电解生产中的电流效率与电能效率指标变坏。为在铝工业中消除或减轻这种不良影响,本文对铝电解过程中的磁场与力场问题,作一粗浅讨论。     

浅谈如何延长200kA预焙电锯槽槽寿命

我们通过对一期200kA预焙槽停槽的实际情况分析，发现致使200kA电解檀破损副停擂的原因和影响电解槽槽寿命的因素，本文对如何延长电解槽措寿命提出了几点建议，尽供参考，因为电解槽的槽寿命直接关系到企业的经济效益，关系到企业今后的发展道路，关系到企业的生死存亡。因此，提高电解措的寿命是当前铝行业至关重要的课题。     

计算铝电解槽内磁场分布的方法研究

本文在采用磁描述铝电解槽内铁磁材料磁化行为的基础上，用积分方程法计算铝电解槽内磁场分布，通过实例验证了计算方法及所编程序的可行性，可为大型槽设计，实验及运行中工况分析提供较为可靠的依据。     

浅谈提高电流效率的实践和体会

通过采取以上措施,电流强化过程受控,未出现铝水平快速下降、电解槽槽帮熔化、侧部发红严重、阴极破损等不良趋势,现场电解槽的运行状况的改善取得了明显效果。