鋁電解槽電流強(qiáng)化與電熱場(chǎng)仿真研究及應(yīng)用.pdf

1、電流強(qiáng)化是提高鋁電解槽產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的有效手段.我國(guó)現(xiàn)有的大部分鋁電解槽陽(yáng)極電流密度較低,有較大的電流強(qiáng)化潛力,因此研究電流強(qiáng)化方法及相應(yīng)的配套技術(shù)措施對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段鋁電解企業(yè)的增產(chǎn)、增效是有很重要的現(xiàn)實(shí)意義.鋁電解過(guò)程是一個(gè)多場(chǎng)耦合的復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程,研究電流強(qiáng)化必須研究電流強(qiáng)化對(duì)三場(chǎng)的影響.本文采用工程測(cè)試手段和計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算手段重點(diǎn)研究了電解槽電流強(qiáng)化后的熱場(chǎng)變化情況及電流強(qiáng)化配套技術(shù)措施.本文以龍祥鋁業(yè)公司電解槽為電流強(qiáng)化研究對(duì)

2、象,應(yīng)用我院開(kāi)發(fā)完善的鋁電解槽熱場(chǎng)仿真專(zhuān)用軟件研究了陽(yáng)極尺寸加大和加大陽(yáng)極電流密度兩種電流強(qiáng)化方案的優(yōu)劣及工藝參數(shù)調(diào)整、槽結(jié)構(gòu)材料改變對(duì)電流強(qiáng)化的影響.此外還研究了陽(yáng)極電流分配不均勻性對(duì)槽膛內(nèi)形的影響,并對(duì)陽(yáng)極電流分配不均勻的原因進(jìn)行了深入的分析,提出了改善陽(yáng)極電流分配均勻性的技術(shù)途徑.本文通過(guò)仿真計(jì)算和測(cè)試驗(yàn)證得出了如下結(jié)論:1、現(xiàn)有的技術(shù)條件下,通過(guò)采用適當(dāng)?shù)呐涮准夹g(shù)措施,龍祥鋁業(yè)公司154kA電解槽系列電流強(qiáng)化到160kA是完全可

3、行的,且增加陽(yáng)極電流密度的強(qiáng)化方案比加大陽(yáng)極的電流強(qiáng)化方案更經(jīng)濟(jì).2、槽底部使用防滲料代替耐火磚,有利于槽底部保溫和延長(zhǎng)電解槽的壽命.3、槽側(cè)部使用碳化硅磚代替普通碳磚,加強(qiáng)了側(cè)部散熱和抵抗電解質(zhì)侵蝕的能力,有利于規(guī)整槽幫的形成、電解槽的電流強(qiáng)化和電解槽壽命的延長(zhǎng).4、電解質(zhì)的過(guò)熱度影響著電解槽槽膛內(nèi)形的形成.研究得出:在龍祥鋁業(yè)公司現(xiàn)有技術(shù)條件下,電解質(zhì)的過(guò)熱度控制在12~15℃最為合適.5、降低分子比,能有效地提高電解槽的電流效率,

4、但同時(shí)帶來(lái)了槽幫厚度的減薄和初晶溫度線下移的不利影響.適當(dāng)降低電解質(zhì)過(guò)熱度,能彌補(bǔ)降低分子比帶來(lái)的不利影響.6、陽(yáng)極電流分配的均勻性對(duì)電解槽槽膛內(nèi)形有決定性的影響,陽(yáng)極電流分配的不均勻性增大對(duì)電流效率的提高和直流電耗的降低是不利的.本文研究認(rèn)為極距的不同、各陽(yáng)極碳?jí)K消耗的程度不同是影響陽(yáng)極電流分配均勻性的主要因素.預(yù)熱新更換的陽(yáng)極碳?jí)K、在檢測(cè)電流的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)極距、加強(qiáng)磷生鐵澆注質(zhì)量檢驗(yàn),能有效地提高陽(yáng)極電流分配的均勻性.7、提出了與電流