贵州铝厂160kA大型预焙阳极铝电解槽磁场测量与计算

叙述了在低温条件下测量铝电解槽磁场的方法和步骤以及应用表面磁荷法计算铝电解槽磁场的原理,并应用该技术和编制的计算软件对贵州铝厂１６０ｋＡ大型预焙阳极铝电解槽的磁场进行了测量与计算。实际测量结果表明,低温条件下测量电解槽磁场定位较为准确,方法简单、易于操作,数据的稳定性好。低温条件下测量的磁场数据与实际计算的结果较为一致。与美国的磁场测量和计算方法相比,本文的低温磁场测量技术和根据表面磁荷法开发的铝电解槽磁场专用计算软件是先进的。     

电流分布对160kA预焙阳极铝电解槽磁场影响的数值计算

应用表面磁荷法对贵州铝厂160kA大型预焙阳极铝电解槽的磁场进行了计算,通过对电流分布均匀情况下和考虑了实际电流分布情况下的电解槽磁场的比较,可以看出,阳极和阴极电流分布对铝电解槽磁砀分布具有绝对的影响,只有在考虑了阳极和阴极电流实际分布的情况下,才能准确地计算出铝电解槽的实际磁场分布。     

82KA预焙铝电解槽三维磁场数值计算

应用等效磁偶极子法对预焙铝电解槽的磁场进行了三维数值计算 ,与实测值比较 ,表明计算结果较为准确 ,可以满足铝电解槽母线设计时的磁场仿真计算的要求。应用自编软件对某厂 82kA预焙槽的磁场分布进行了计算分析 ,表明由自焙槽改预焙槽时 ,采用第三点补偿母线的方式是可取的。     

铝电解槽磁场计算的边界元方法评述

对铝电解槽磁场计算的边界元素法进行了评述。可以看出。边界元素法是铝电解槽磁场计算的行这有效的方法。     

铝电解槽工艺条件对磁场的影响

运用磁标量位法对175kA预焙铝电解槽进行三维数值计算,在此基础上通过改变铝液高度、极距、电解质高度、炉帮的形状、横梁母线的移动、换极等铝电解槽工艺条件,探讨了不同工艺条件对铝电解槽磁场的影响,为铝电解实际生产提供理论依据。     

管道漏磁内检测矩形缺陷解析方法的分析

针对现有漏磁场解析时假设磁荷均匀分布的计算结果与工程结果误差较大的问题,对管道缺陷磁化后磁荷的不均匀分布规律进行研究,得到了管道缺陷侧壁和棱线上的磁荷分布特征。基于磁偶极子理论建立了管道缺陷的三维磁偶极子解析模型,对缺陷棱线磁荷和侧壁非均匀面磁荷产生的漏磁场进行解算,并进行了试验研究。结果表明,计算结果与实际管道缺陷漏磁场的分布特征具有很好的一致性,误差小于假设磁荷均匀分布得到的漏磁场,说明所建模型可有效描述管道矩形缺陷漏磁场的分布特征。     

用标量电位法与双标量磁位法计算铝电解槽三维磁场

以商业软件ANSYS为开发平台，采取标量电位法和双标量磁位法相结合的方法开发了铝电解槽电场与磁场计算模块，并应用到154kA铝电解槽磁场计算。磁场计算结果表明：水平磁场基本上形成一个顺时针的漩涡，而垂直磁场呈现较好的反对称关系；|Bx|max、|By|max和|By|max的计算值与测试值误差分别为0．7％、8．8％和6．7％；各个测点的磁感应强度分量Bx、By和Bz计算值与测试值绝对平均误差分别为14．8％、7．8％和14．9％。计算值与测试值比较接近，表明该方法可以满足铝电解槽母线设计时的磁场仿真计算的要求。     

320kA预焙阳极铝电解槽磁场分布研究

对磁场的计算方法、采用的数学模型和计算步骤进行了论述。使用有限元法建立了铝电解槽三维静电磁场计算模型,该模型充分考虑了铁磁物质等因素对磁场解析的影响。以某厂320kA为例,论证了选取上下游5台槽进行计算较为合理,将计算结果与实测值进行比较,数值接近,验证了模型和结果的合理性。     

400kA预焙铝电解槽磁场分布应用研究

随着电解槽向超大型方向发展,磁场分布对电解槽的稳定性尤显重要。本文首先通过理论研究,建立400kA预焙阳极铝电解槽稳态电场和磁场模型,使用有限元法对模型进行数值求解,然后依据电解槽磁流体稳定性条件,得到400kA电解槽磁场分布计算结果。并且,通过现场测试,对400kA电解槽磁场分布进行验证,表明模型计算结果较为准确。     

电解槽磁场计算方法及计算程序

电解槽磁场的理论计算,对于电解槽的设计及生产都具有重要的意义。贵铝八万吨电解铝厂电解槽的磁场,采用电子计算机进行计算。通过对日方提供的简要资料的研究,我们弄清了电解槽磁场的计算原理及计算方法。在此基础上编制了程序,在PDP-11/34计算机上进行试算,结果与日方计算结果完全一致,现将计算原理、计算方法介绍如下。     

ANSYS磁场计算中无限边界的数理分析

电解法生产铝的重要设备是电解槽。该设备运行中加载强大的电流会产生磁场,影响着铝电解的生产。因此在设计铝电解槽时需分析磁场源及其产生的磁场。ANSYS有限元分析软件提供了电磁计算方法。可以解决铝电解槽生产设计中的磁场计算分析。本文详述ANSYS电磁计算中使用无限边界单元的数理分析。为使用该软件的技求人员提供参考。     

An improved finite-element model for electromagnetic analysis in aluminum cells

This article presents the use of an improved finite-element model to calculate the static electromagnetic field for an aluminum reduction cell. Consisting of three solid cells and their surrounding bus bars, the model can evaluate the non-uniformity of the current distribution in the inside conductors and bus bar system and couple the current into the sequential magnetic analysis through a conversion routine. Voltage potential distribution in the molten aluminum was investigated based on one industrial 320 kA aluminum cell with two designed bus bar arrangements. Characteristics of magnetic components’ distributions were also given.     

75kA导流槽磁场及其引起的铝液流场模拟分析

以商用有限元计算软件ANSYS为计算平台,对75kA导流型铝电解槽电磁场和电磁力场分布及其对铝液流动和波动的影响进行了模拟计算。结果表明：阴极斜坡表面电磁场和电磁力场分布基本呈沿电解槽长轴对称分布,且电磁力与重力方向相同,这有利于阴极表面电磁力向聚铝沟排放,而在电磁力作用下,聚铝沟内铝液波动最大幅度为0.021m,仍保持在安全范围之内,不会引起两极短路现象的发生,表明在现有75kA普通预焙槽母线配置方案下,可以维持导流型结构电解槽的正常运行。     

Numerical calculation of thermal field and heat transfer coefficient for 160 kA aluminum reduction cell

1　INTRODUCTIONThetechnologiesofthe 16 0kA prebakedanodealuminumreductioncellofGuizhouAluminumSmelter,China ,wereintroducedfromJapaninthe1970 s .Ithasbeenfoundintherealoperationthatthetargetindexesarenotasgoodasexpected .Forexample ,thecurrentefficiencyislowerthan 88%andtheDCpowerconsumptionforproducingAlishigherthan 14 0 0 0kWh/t .Meanwhile ,becauseofthebiggersidechannel,sideledgecannotbefullyformed .Itisanalyzedthatpoorbusbararrangementsandinnerliningstructureaswellasoperationallha…     

行波磁场连续净化铝合金液实验

采用行波磁场进行了电磁连续净化铝合金液实验,并采用电磁净化金属熔体的轨线模型,对实验中的夹杂物去除率进行了理论预测,结果表明,含夹杂的铝合金液连续液经电磁力作用段时,夹杂物被阻隔,形成电磁过滤效应,而夹杂物聚集区域夹杂物面积分数趋于某一常数,轨线模型预测与实验结果吻合良好。     

Study on traveling magnetic field casting of sheet components

The distribution of a magnetic field over an inductor used for sheet castings has been investigated experimentally. With an increase in height from the surface, the magnetic field density decreases according to the exponential law. In the transverse direction, the magnetic field density is approximately uniform except near the edges. The magnetic field density is direct proportional to the number of turns multiplied by the current in amperes. Ferromagnetic material in the upper mould can enhance the magnetic field density. Under the electromagnetic force, the mould-filling process of sheet casings has been studied by physical simulation method. The difference in filling capability between gravity casting and travelling magnetic field casting has been studied. The electromagnetic force can enhance the filling process, but it also brings a problem. With an increase in the magnetic field density, the surface quality of the aluminum alloy sheet castings becomes poor. The reason is discussed.     

静流式铝电解槽磁场仿真及设计

通过对槽内磁场、电流场的分析和研究,提出一种静流式铝电解槽的概念,采用阴极垂直出电的方式代替目前的水平出电方式,从而大幅度降低铝液层中的水平电流,大幅度削弱电磁力对槽内熔体的影响,进而减小铝液的流动和波动,将电磁影响削弱到最低程度以实现熔体界面高稳定性,并依此原理设计开发新型高效节能型铝电解试验槽。同时对母线配置进行设计,在最优化母线配置下,磁场数值仿真计算结果表明,该电解槽垂直磁场最大值为0.896 3 mT,平均值为0.360 2 mT,远低于同规格普通电解槽的垂直磁场,从而可获得电解槽超稳定运行条件,为大幅度降低极距,实现大幅度节能创造条件。     

铝电解槽燃气焙烧启动过程中的非稳态温度场仿真

本文运用有限元分析软件ANSYS，针对几何形状和边界条件比较复杂的160kA铝电解槽．建立了1／4槽的几何模型和数学模型．对燃气法焙烧启动过程进行了非稳态温度场仿真。仿真结果表明：阴极表面温度分布均匀，温度梯度小，燃气焙烧能够满足铝电解槽预热启动的要求。同时仿真结果也为铝电解槽的燃气焙烧启动方法提供了一定的理论依据。