计算机仿真技术在铝电解槽中的应用实践_论文

发布于:2021-08-02 10:29:25

石 河子科技  第5 期 2 0 1 6 年1 0月   计 算机仿真技术在铝 电解槽 中的应用实践  ( 新 疆生产 建设 兵 团第八 师天 o 4 4 g _ , l k 有 限公 司 , 石 河子 市 , 8 3 2 0 0 0 )   杨 晓玲  摘要 通过降低 电解槽水*电流可实现铝 电解槽节能降耗 , 利用计算机仿真技术对铝电解槽阴极电流  均 流技 术 的研 究 , 通过 调 整 阴极 钢棒 尺 寸和 电 阻从 而 降低 电解 槽 水* 电流 , 实现 降低 电解 槽 能耗 的技 术 实   践。   关 键词 铝 电解槽 ; 节能 降耗 ; 电流效 率 ; 计 算机 仿真  文献标 识码 : B   虽 然 通 过 电解 槽 下 部 保 温 结 构 改 善 和 上 部 密  闭 性 能 的加强 , 使 电解槽 在 降 低槽 电压后 能够 建 立  中 图分 类 号 : T Q 1   5 1   文章编 号 : 1 0 0 8 — 0 8 9 9 ( 2 0 1 6 ) 1 0 - 0 0 4 7 — 0 3   适宜 的能量*衡 。当前降低槽 电压 的主要途径是  随着 国家对 电解铝行业节能减排要求的不断  提高 , 电解 铝 生 产 成 本 压 力 的 持续 加 剧 , 节 能 降 耗  已成 为 电解铝 企 业发 展 永恒 不 变 的主题 和 需求 , 使  得 各 电解 铝 企业 对通 过 技 术 进 步 来 降 低 电 耗 的 工  作 都 极 为重视 。要 实现 降低 铝 电解 电耗 , 一是 降低  * 均 电压 , 一 是 提 高 电流效 率 。* 年来 国 内铝 电解  降低极距 , 这就不可避免会降低电流效率 。在槽 电   压完成 3 . 9 0 0 v 时, 电流效率大多只有 9 0 . 0 %, 特别是  4 0 0 K A以上 级 电解 槽 , 如 果 进 一 步 降低 槽 电压 , 则  电流效 率 的下 降更 为 明显 。   2 铝 电解槽 阴极 电流 均流全 息仿 真技 术研 究  铝 电解槽 中 , 电流 经 阳极 向下 进 入槽 内 , 通 过  熔 融 电解 质 和 铝 液 , 到达 阴极 炭 块 , 再 经 过 炭 块 和  由 阴极 糊 或 磷 生 铁 连 接 而水 * 嵌 入 阴极 炭 块 内的  汇 流 钢棒 从 电解 槽 两侧 出来 , 通过 阴极母 线进 入 下  一 科技工作者在降低铝电解槽 电压方面作 了大量卓  有成 效 的工作 , 使槽 电压较之前有 较大 幅度 的降  低, 取得了 良好的节能效果 。但是 , 槽电压降低后 ,   电流 效 率 随 之 降 低 的 问题 一 直 未 能 得 到 很 好 地 解  台槽 。在 此结 构 下 , 由于 电流 总是 会流 经 电阻 最  决 。利用计算机仿真技术 , 确定在低极距下电流效  率降低的问题 , 进而实现节能降耗 的目的。   1 铝 电解 技 术现状  当前 电解 槽 结 构 中 阴极 钢 棒 和 阴极 炭 块 处 于  同 向水* 放 置 , 导致 运行 时铝液 中会 产生 非 常大 的  小 的路径 , 使 接 * 钢棒 出电测 的三分 之一 长度 负 载  了大部分 的电流 , 导致铝液层 中产生大量 的水* 电   流, 铝液层和阴极炭块 电流分布不均 , 越靠* 出电   端 电流 密 度 越 高 。正 是 这 些水 * 电 流使 得 电流 效  率降低 、 电耗增加 , 并导致炭块易被腐蚀 、 降低槽寿  命。   水 * 电 流 。该 水 * 电流 与 铝液 中垂 直 磁 场 作 用 产  生 电磁 力 , 会增 加 铝液 与 电解 质 界 面 的不 稳 定 性 ,   增加二次反应 , 降低 电流 效 率 , 增 加 电耗 。 同时 铝  液 中水 * 电流 还 导 致 阴极 炭 块 表 面上 电流 密 度 沿  水* 电流对 电流效 率 的影 响是非 常 直接 的 , 降  低 水 * 电流 的过 程 实 际是 电流重 新分 配 、 均 流 的过  程 。若 能 降低 铝 液 水 * 电流 , 则 可 减 少 铝液 波 动 ,   大 幅提 高 反 应 界 面 的 稳 定性 , 为 电解 槽低 电压 ( 极  阴极 炭块 的长度 方 向分 布 不均 匀 , 这将 加 剧 阴极 炭  块的腐蚀 , 降低 电解槽的寿命 。虽然大型槽的磁场  在 不 断 的优 化 , 但 随着 槽 容 量 的增 大 , 电解 槽 宽 度  距) 下*稳高效运行 提供有效空间 , 能有效解决 因   降低槽 电压所带来的电流效率降低问题。   在电解生产过程中 , 通过控制和减少炉底沉淀  和结壳 降低炉底压降 , 来促进 电流垂直流向阴极 ,   能有效地降低水* 电流 , 实现低电压生产运行 。但  的增加 , 使 阴极导电结构产生 的水* 电流更 大 , 阴   极 电流分 布 更 加不 均匀 , 导致 铝 电解 槽生 产 的稳 定  性、 电流 效 率 很难 达 到理 想 要 求 , 无 法 使 大 型 槽 的  生 产指 标得 到更 大 的提升 。   这些措施 只是降低 了在炉膛侧部产生 的水* 电流 ,   一 4 7 —  石河子科 技  总第 2 2 9 期  而 电流 通 过 阴 极碳 块 及 钢 棒所 产生 的水 * 电流 没  3 . 1   只调 整钢 棒 电阻分 布  有得到根本改善 。因此 , 借助计算机全息仿真开展  对阴极 碳 块 、 阴极 钢 棒 以 及粘接 剂 的 材质 变 化 的研  究、 对 阴极 碳 块 和钢 棒 的 尺 寸 变 化 的 研 究 、 对 钢 棒  可使 水 * 电流得 到降 低 , 此 方法 未改 变 钢棒 尺  寸 和位 置 , 在 电 解槽 大 修

相关推荐