鋁電解槽電流強(qiáng)化與電熱場仿真研究及應(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.我國現(xiàn)有的大部分鋁電解槽陽極電流密度較低,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)措施對我國現(xiàn)階段鋁電解企業(yè)的增產(chǎn)、增效是有很重要的現(xiàn)實意義.鋁電解過程是一個多場耦合的復(fù)雜的物理化學(xué)過程,研究電流強(qiáng)化必須研究電流強(qiáng)化對三場的影響.本文采用工程測試手段和計算機(jī)仿真計算手段重點研究了電解槽電流強(qiáng)化后的熱場變化情況及電流強(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

2、象,應(yīng)用我院開發(fā)完善的鋁電解槽熱場仿真專用軟件研究了陽極尺寸加大和加大陽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)材料改變對電流強(qiáng)化的影響.此外還研究了陽極電流分配不均勻性對槽膛內(nèi)形的影響,并對陽極電流分配不均勻的原因進(jìn)行了深入的分析,提出了改善陽極電流分配均勻性的技術(shù)途徑.本文通過仿真計算和測試驗證得出了如下結(jié)論:1、現(xiàn)有的技術(shù)條件下,通過采用適當(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,且增加陽極電流密度的強(qiáng)化方案比加大陽極的電流強(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.4、電解質(zhì)的過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、但同時帶來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)過熱度,能彌補(bǔ)降低分子比帶來的不利影響.6、陽極電流分配的均勻性對電解槽槽膛內(nèi)形有決定性的影響,陽極電流分配的不均勻性增大對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、各陽極碳塊消耗的程度不同是影響陽極電流分配均勻性的主要因素.預(yù)熱新更換的陽極碳塊、在檢測電流的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)極距、加強(qiáng)磷生鐵澆注質(zhì)量檢驗,能有效地提高陽極電流分配的均勻性.7、提出了與電流