预焙槽阳极电流分布和极距的关系

从理论分析和试验测量两方面研究了在降极距过程中预焙槽阳极电流分布的变化规律。     

铝电解槽关键极节能技术研究

在分析铝电解槽传统节能技术不足的基础上,提出了关键极节能新技术.对关键极节能技术的实施步骤及其应用情况进行了全面分析,开发了一套在低极距生产条件下新操作工艺制度.从应用情况看,得到以下结论:应用关键极节能技术实施后,可达到阳极电流分布和极距分布更加合理、铝液波动更加平稳的节能目的.     

铝电解槽阳极上的电流分布特性

阳极上电流负荷的分布取决于阳极母线——阴极金属之间的总电阻,起决定作用的因素是电解质电阻。安放新阳极时,该阳极上的电流负荷随受热程度的增加而增大,该负荷一般取决于该新阳极与整个阳极的极距差。图1示出了在总极距为6cm时,不同极距的新装阳极上电流强度的关系曲线。可以看     

20 kA新型稀土电解槽电热场耦合数值模拟（英文）

针对传统稀土电解槽具有能耗高、效率低、使用寿命短等缺点,提出一种20 k A新型稀土电解槽。采用ANSYS探究极距和电解质高度对电热场分布的影响。结果表明:随着极距增加,电解槽欧姆压降和温度以相同的趋势增加;同时,随着电解质高度增加,电解槽温度逐渐升高,但电解槽欧姆压降下降;最终,当极距为115 mm、电解质高度为380 mm时,电解槽的欧姆压降为4.61 V,温度为1109.8°C,此时电解槽的热场分布更加合理,槽电压较低,这有利于延长新型稀土电解槽的使用寿命,降低其能耗。     

行波磁场发生器上磁场分布及其熔体充型特征

利用ANSYS软件，计算了行波磁场发生器上方的磁场变化规律，并与试验检测结果进行了对比，两者结果吻合较好。发现了与行波磁场极距相关的临界熔体长度现象，当熔体长度小于临界长度时，行波磁场对熔体的运动不产生影响，该临界长度与极距有关。金属熔体在行波磁场铸造充型过程中受到6个力的作用，这6个力共同作用的结果使熔体充型过程中速度的变化存在加速、匀速、减速的变化规律，解释了与此相对应的铸造缺陷如冷隔、浇不足等形成的原因，并提出了两种改变磁场分布的方法。ANSYS计算结果表明，用这两种方法可以实现递减分布的磁场。     

阳极温度分布对耦合电弧AA-TIG高速焊焊缝成形的影响

针对耦合AA-TIG电弧采用热电偶法测量了阳极温度分布.在垂直于主钨极和辅助钨极连线方向上,随着距连线的距离增大,耦合AA-TIG电弧的阳极温度逐渐降低,在主钨极位置处的温度最高,辅助钨极位置处次之,钨极中心点位置处最低.在主钨极和辅助钨极连线方向上,随着钨极间距增大,耦合AA-TIG电弧中心区域温度逐渐降低,外围区域温度逐渐增高,由单峰分布向双峰分布过渡.当钨极间距较大时,耦合AA-TIG电弧热源在主钨极和辅助钨极连线方向上被拉长,有利于消除高速焊时的咬边和驼峰焊道等缺陷.     

低能耗下铝电解槽阳极结构的优化

为了进一步降低铝电解工业能耗,以仿真软件ANSYS及ANSYS-FLUENT为平台,应用阳极穿孔方式对铝电解用阳极进行结构优化,并进行工业试验,以研究其工业应用并验证仿真结果。计算结果表明:新型阳极下气泡层厚度为1.28 cm,比普通阳极气泡层厚度减少0.72 cm,对应极距电压差约240 mV;阳极表面温度最低为704.3℃,阳极电压降为379 mV,电场分布与普通阳极保持一致;阳极碳块热应力最大值为17.4 MPa,远低于碳块的许用应力。新型阳极在3台槽上进行试验,长期运行的平均槽电压比传统电解槽的降低了229 mV,穿孔阳极结构电解槽电流效率从91.15%提高到91.85%,生产每吨铝直流电耗降低了683 kW.h。仿真结果与实验结果相符,说明此结构阳极能够快速排出气泡进而减小极距。     

关于铝电解槽控制极距调整策略存在的问题及解决方案

论述了电解槽极距控制存在的问题,通过对当前电解槽控制极距调整策略的分析及问题确认,实施了新的控制调整策略。通过对槽控机关于极距控制基础分析、影响因素、调整方案三个方面的分析描述,提出解决办法,确保极距控制效果。     

石墨质和石墨化阴极铝电解槽工艺参数统计与综合分析

通过某厂500kA电解系列的技术条件和指标数据,并结合该厂的电解质成分分析,对该厂两种槽型的电解槽(高石墨质阴极和石墨化阴极)极距变化进行了对比分析。结果表明:石墨化阴极电解槽的炉底压降保持稳定,相同电压下,极距和电流效率明显高于石墨质阴极电解槽。保持合理的极距既可稳定保持电流效率,又可降低直流电单耗,各企业应将极距的合理保持作为生产管理的重点,同时降低炉底压降和提高电解质的电导率是提高极距的最有效措施。     

电解槽异常电压跟踪与极距保护装置研究

极距是电解铝过程控制中一个重要参数,现代铝电解生产中极距按生产工艺的需要进行调整。极距的大小与电解槽安全性密切相关,因此对极距的保护是进行出铝、换极、抬母线等日常操作的前提。本文在对现有保护机制分析的基础上,提出了槽压跟踪与极距保护联动的控制方法,解决了槽压跟踪与极距保护过程中保护电压大于危险电压、槽压状态容易误判等问题,并开发出了新一代槽压跟踪与保护装置,测试结果表明该套装置具备判断精度高、稳定性好、可扩展等特点。     

基于非线性浅水模型的铝电解磁流体动力学计算

基于铝电解槽内流体体系及电磁场分布特点,建立了非线性磁流体动力学浅水模型,并应用此模型对某300 kA电解槽的熔体流场及铝液-电解质界面波动进行瞬态数值研究.在此基础上,通过动力学计算分析极距及铝液区垂直磁场对磁流体稳定性的影响.结果表明:随着极距的减小,界面波动由稳定趋向于不稳定;减小铝液区的垂直磁感应强度能大幅提高磁流体的稳定性.     

铝液波浪与电流效率(△IACP-CE％曲线)

预焙槽电流效率与极距、阳极电流分布有关,他们之间的关系可以用关系曲线来描述.二者之所以与电流效率有关,最本质的因素是极距,电流分布的变化会引起槽膛内熔体(电解质、铝液)流速与波动的变化.熔体垂直波动的波幅大小决定于熔体水平流动的流速和不均匀性.铝电解槽熔体垂直波动波幅与对应的单组阳极导杆电流波动的幅值成正比,由此,我们提出△IACP-CE％关系曲线.通过测量熔体垂直波动的波幅去评估电流效率.     

低极距时的电流效率

采用pearson和Waddington公式时,用气体分析方法确定的电流效率可被看作为极距的函数。在实验室电解槽中,当极距降到2cm之前,电流效率与极距无关,若继续缩短极距,则由于逸出的阳极气体扰动电解质-铝液界面,电流效率显著降低。在低极距时,用一叶片搅拌器以恒速搅拌电解质,随着极距的缩短,由于极距间对流加强,电流效率降低程度增加。叶片的垂直运动力在电解质-铝液界面所产生的波动也引起电流效率稍微下降。在140kA工业槽中,当阳极降到2.5cm极距之前,实际上电流效率仍保持恒定,然后才急剧跌降。在此情况下,跌降与电解质-铝液界面的扰动也有关,并且证明跌降是增加的,而且波幅不规则。     

钨极几何特征对电弧与熔池热力行为的影响

电弧热力行为是影响液态金属流动,调控焊接质量的关键要素.利用高速摄像与数值模拟相结合的研究方法,系统分析了空心钨极与实心两种电极特征对电弧热力分布特征的影响.结果表明,焊接电流为350 A时,实心钨极焊缝呈现出深而窄的焊缝成形特征,空心钨极焊缝呈现出浅而宽的焊缝成形特征;距试板表面1 mm,实心钨极与空心钨极电弧沿水平方向的温度场和压力场均呈典型高斯分布特征,中心位置处空心钨极电弧的温度值和压力值分别为实心钨极的61.9%和23.5%;中轴线上实心钨极电弧压力分布呈U形特征,空心钨极电弧压力分布呈N形特征;构建的电弧与熔池强耦合分析模型与实际情况之间具有较好的一致性,可实现对电弧和熔池热力行为的分析与预测.     

镁电解槽冷模流场的PIV测试研究

设计了与工业镁电解槽几何结构相似的冷态模型电解槽。在该模型电解槽中通过电解浓度为1mol/L的硫酸锌水溶液,产生的氧气与硫酸锌溶液组成两相流体系,以此来模拟研究工业镁电解槽中氯气-电解质-液态镁(简化为气-液两相流)的运动规律。利用激光粒子测速仪PIV测试了模型电解槽内的流场分布,考查了模型电解槽的结构因素包括阴阳极间的距离、隔墙与电极的距离和阳极浸没深度对模型电解槽流场分布的影响。研究结果表明:极距、隔墙与电极的距离对流场的影响较大,阳极浸没深度对流场的影响较小。实验中最佳的槽型结构为极距2 cm,隔墙与电极的距离0.7 cm,阳极浸没深度11.5 cm。     

铝电解槽磁场和熔体流动速度的研究

文献中对铝电解槽工作空间内的质量交换过程的规律性进行了一系列试验研究。已知的计算电流效率的公式中考虑了电流密度、极距、电解槽几何尺寸和电解质温度诸因素。但是,由于没有关于工业电解槽中熔体     

铝电解槽阳极信息特征提取

随着铝电解槽的快速发展,对铝电解槽极距等重要参数的测量显得至关重要。传统的测量方法体现不出极距的非均一性和实时变化的特性。针对传统方法的缺点,本文建立了软测量模型,并用极距在线监测系统采集了单槽阳极电流信号数据。通过对不同槽况下电流信号进行时域和频域分析,得到正常槽况和效应槽况下的阳极信号波动特征。     

铝电解槽阳极极距构成模型及工艺能耗

计算了普通电解槽生产中通常的阳极极距,提出了阳极极距三层构成模型及极限阳极极距概念,用此理论对目前研究中的低槽电压生产仍能获得较好生产指标进行了解释,并展望了铝电解工艺能耗能达到的可能范围:在阳极电流密度为0.8A/cm2左右时,电解直流电耗可达到9500kWh/t-Al左右。     

从铜镉渣浸出液中电加强置换提取镉

采用电加强置换提镉新工艺从铜镉渣浸出液中直接提取海绵镉,以锌板为阳极、钛板为阴极,通过正交试验和单因素试验相结合的方法,考察温度、溶液pH、异极距、电流密度、阴阳极板面积比等因素对镉提取率的影响以及海绵镉的品位。结果表明:在温度为40℃、pH为1、异极距为5 cm、电流密度为200 A/m2、阴阳极板面积比为1:3的试验条件下,料液中镉提取率大于97%,所得海绵镉中镉品位大于85%,可直接用于压团制精镉。     

大型预焙槽阳极极距分析

自大型预焙阳极电解槽生产技术问世以来,单组阳极的极距问题逐渐被人们重视起来,它直接挑战着大型预焙槽的设计理念、电解操作、电流效率、节能降耗和稳定生产通过对极距问题的不断研究,发现极距的均一、合理直接影响着电解生产的技术经济指标。