連續(xù)式石墨化電爐電場(chǎng)數(shù)值模擬及研究.pdf

1、由于石墨具有良好的導(dǎo)電性、抗熱震性、化學(xué)穩(wěn)定型、潤(rùn)滑性和抗磨性，因此石墨得到了廣泛的應(yīng)用。但是就目前的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)看，很難滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，因此急需一種新的技術(shù)的發(fā)展。本課題組開(kāi)發(fā)的新型連續(xù)式石墨化電爐就是在此背景下產(chǎn)生的。該石墨化爐實(shí)現(xiàn)了石墨化技術(shù)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗的要求。
　　目前，國(guó)內(nèi)外的石墨主要依靠艾奇遜石墨化爐和內(nèi)熱式串接石墨化爐來(lái)生產(chǎn)的，這兩種爐型首先不能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，其次也是最重要的一點(diǎn)，兩種爐型的單耗非

2、常大，一般在4000～5000KWh/t。而本課題組研制的新型連續(xù)式石墨化電爐，克服了以往爐型的兩大弊端，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，而且能耗大大降低，單耗在2500KWh/t左右。
　　本文主要針對(duì)新型連續(xù)式石墨化電爐生產(chǎn)過(guò)程中電場(chǎng)的分布，采用ANSYS軟件進(jìn)行模擬，以求得到該爐型準(zhǔn)確的電場(chǎng)分布，包括電勢(shì)的分布情況、電流密度的分布情況以及電場(chǎng)強(qiáng)度的分布情況。通過(guò)觀察爐體的電場(chǎng)分布可以了解爐內(nèi)的石墨化發(fā)生的區(qū)域以及溫度的變化和分布情況。接著

3、本論文又選擇了13種變工況對(duì)該新?tīng)t型進(jìn)行模擬，以求對(duì)該爐體進(jìn)行優(yōu)化。13種變工況主要包括8種改變電極圓分布直徑和5種改變電極插入深度。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電極分布圓直徑越小時(shí)，加熱速率越高，但是加熱的物料量減少以及溫度分布也會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)電極插入深度越深時(shí)，加熱物料量會(huì)增多，即石墨化區(qū)域的體積增大，但是改變電極插入深度，也會(huì)影響爐內(nèi)溫度的分布。通過(guò)分析，該新?tīng)t型可以適當(dāng)減小電極分布圓直徑和增大電極插入深度，這樣就可實(shí)現(xiàn)在加熱相同的物料的基礎(chǔ)