铝电解槽换极过程界面变形和阳极电流分布变化规律研究

换极操作是预焙铝电解槽生产中非常重要的一项操作。新极最开始不能导电这一特点,使得电解槽的稳定性在换极过程中受到了很大的冲击。本文建立了电磁场与流场的计算机仿真模型,利用该模型模拟了换极前后铝液中水平电流和铝液界面变形情况,结果显示,相比换极前,换极后的最大水平电流能够达到不换极时的2倍～3倍,铝液电解质界面变形幅度增加4～10 mm,界面变形超过10 mm和20 mm的面积占比增加了1.5倍和2.3倍。在电解槽上安装了阳极电流监测系统,以大量的阳极电流测量数据为依据,对换极前后的阳极电流大小、波动程度和电流恢复速度的变化情况进行了比较分析,结合仿真模型的结果解释了阳极电流大小和波动发生变化的原因,并提出了加快电流恢复的建议。     

新型阳极自动测高系统在多功能天车上的应用

新极定位精度是换极的一个质量控制点,提高定位精度对电解槽的平稳运行和阳极的电流分布有积极影响,本文将从新型阳极自动测高系统控制原理、结构以及与传统人工定位的对比,来客观评价阳极自动测高系统的应用效果。     

铝电解阳极电流分布在线无线监控系统的开发应用

铝电解槽生产中掌握各个阳极电流的分布情况,可以及时了解电解槽的变化趋势,防止偏流的发生,减少电解槽的铝液波动,提高电流效率,保证电解槽的稳定运行。阳极电流分布的在线无线监测,布线短,测量精确,周期短,大幅减少工人巡视测量的劳动强度,为电解槽运行状态提供参考数据,提高了电解槽的管理水平。     

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。     

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.     

大型预焙铝电解槽阳极电热场的计算分析

铝电解槽运行期间,在阳极炭块上不断发生电化学作用,炭块不断消耗,阳极高度不断减小。在这一变化过程中,阳极组(包括:碳块、钢爪、铝导杆)压降、阳极上通过的电流、阳极上部散热量等参数不断变化,这种变化对电解槽的电流分布产生影响,从而影响电解槽的稳定性。这些不断变化的参数也直接影响着电解过程的电能消耗。有研究表明,铝电解槽热耗电压每增加0.1V,每吨铝能耗相应增加338.8kW·h,而阳极上部(包括钢爪和导杆)的热耗量通常占总热耗量的六至七成。因此,研究阳极压降、阳极上部散热量随着炭块消耗如何变化对于科学确定电解过程阳极更换次序,提高电解槽的稳定性,研究如何降低能耗,提高经济效益具有重要的指导作用。     

大型预焙槽阳极电流分布的特点

本文通过实例测量数据，总结了大型预焙槽阳极电流分布的特点，阳极电分布均匀与否，对工业电解槽的生产影响极大，阳极电流分布与炉膛内型的关系是辨证的关系，这种关系，对于电解槽的稳定性生产和提高电流效率影响很在。     

“四低一高区位换极法”在铝电解生产管理中的应用

针对阳极交换作业及阳极交换质量对铝电解槽的影响,以优化换极作业流程提高换极质量为主,稳定电解槽热量平衡和物料平衡为目标,通过对180kA电解槽母线、阳极配置及磁场进行分析,结合生产管理实践,总结创新"四低一高区位换极法",该换极新方法在铝电解槽生产管理中,取得了良好而显著的效果。     

自焙阳极电解槽焙烧期间的阴阳极电流分布与测试

对系列自焙阳极电解槽焙烧期间的阴阳极电流分布进行了研究,提出“均流系数”的概念。首次采用便携式直流电流测量仪对焙烧电解槽进行在线电流检测,定量地科学指导焙烧过程两极电流分布的调整与“均流”工作。现场测试中多次发现“负电流”现象,并对此负电流的产生原因与危害作了初步探讨。     

铝电解槽阳极导杆电流波动最频值的实用化测量方法

铝电解槽内阳极电流波动的最频值反映了铝液波动的情况。但由于阳极电流的多变性,较难一次性获得最频值。大量实测结果表明,阳极电流波形可分为三类,一类是波动周期比较明显的波形,另一类是没有波动周期的随机波形,第三类是前两类波形的混合波形。周期明显的波形可以方便的获得最频值,而另两类波形能反映一些局部阳极问题。本文通过采用一种LH-80型手持式电流表,方便的获得了这三种类型的曲线信号。并通过采用离散傅里叶变换(DFT)得到的信号最频值,分析了这三种波形信号在判断电解槽稳定性方面的作用。     

油温对海底输油管线阴极保护的影响

目的研究油温对海底输油管道阴极保护的影响。方法通过模拟海水实验,参照GB/T17848—1999实验方法,分析铁电极、铝电极和偶合电极在不同油温下的腐蚀电位和偶合电流的变化规律,测试25℃和75℃海水中牺牲阳极的工作电位,并计算阳极的电流效率,观察阳极的腐蚀形貌。结果在25~75℃范围内,铝电极随着温度升高自腐蚀电位负正移,铁电极随着温度升高自腐蚀电位负移。偶合电位正移,偶合电流显著增大。结论与25℃相比,牺牲阳极在75℃海水中,保护电位下降,阴极保护效果降低。     

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。     

电偶电流评价牺牲阳极性能

依据牺牲阳极与A3钢偶合后的电极动力学,电偶电流Ig的时间积分电量值为牺牲阳极实际发出电流量,电偶电流Ig的时间积分电量值与铜库仑计效率存在一定的关系,通过测试铸造铝合金牺牲阳极和A3钢在3%NaCl溶液中偶合后的电偶电流Ig,表明用电偶电流快速评价铸态铝合金牺牲阳极性能可行,可以用来筛选牺牲阳极配方.     

埋地钢质管道强制电流阴极联合保护研究

目的验证阴极保护系统在保护目标管道的同时对临近管道造成的杂散电流腐蚀,对比柔性阳极与阳极地床在保护管道的过程中产生的杂散电流污染情况,确定同沟铺设的不同管道联合保护方案。方法通过同一排流设备对相同区域的不同管线进行统一保护,阴极保护系统中的接地装置作为唯一的阳极,多条埋地管线作为电化学电池的阴极实现保护。结果阳极地床产生的杂散电流干扰明显强于柔性阳极材料;排流保护中,两条20 m埋地金属管道达到排流保护的范围时,柔性阳极的排流电压为1.2~1.52 V,远小于碳钢阳极地床的3.5~15 V,能够有效减少防护过程中电能的使用。结论同一阴极系统同时对多条金属管道或金属构筑物进行排流保护的措施可行。     

300kA、400kA铝电解槽铝液液面波动的实时监测与分析

采用等距压降法在工况条件下分别对300kA和400 kA系列电流阴极炭块普通组合、高低组合以及端头槽和非端头槽等两种不同进电方式的四台电解槽的阳极导杆电流进行了工业测试。根据测试曲线的波动周期、波幅和相位差详细地分析了槽内铝液的波动传递及铝液水平方向上形成的漩涡状态,列举了阳极效应发生时阳极导杆等距压降曲线的典型特征,通过计算研究了阳极电流分布的均匀性,并提出了改善阳极电流分布均匀性的建议。     

工艺参数对耦合AA-TIG焊电弧阳极电流密度的影响

针对耦合电弧AA-TIG焊,采用基于不锈钢阳极的钨探针法研究了主要工艺参数对电弧阳极电流密度分布的影响规律.与常规TIG焊电弧相比,在相同条件下耦合AA-TIG焊电弧的阳极电流密度明显降低,并随着电弧电流和辅助电弧中氧气流量的减小以及钨极间距和弧长的增大而减小.当主钨极和辅助钨极的间距较小时,耦合AA-TIG焊电弧的阳极电流密度符合高斯分布;当钨极间距较大时,阳极电流密度向双峰分布过渡,电弧边缘部位符合二次高斯分布,而中心部位偏离二次高斯分布.     

铝电解换极添加料块模具的设计与应用

在分析电解槽换极作业添加料块工艺技术现状的基础上,结合多年铝电解生产工作实践,设计出铝电解槽换极添加料块模具。该模具的制作应用,优化了换极作业工序,提高了换极作业速度和操作质量,有效减少了换极温损、降低了噪声。     

土壤介质中阴极保护用混合金属氧化物涂层钛阳极的研究

采用热分解方法制备了混合金属氧化物(MMO)涂层钛阳极。研究了钛阳极在土壤介质中的电化学行为,用SEM观察了涂层形貌,并研究了阳极寿命与涂层厚度和电流密度之间的关系。结果表明,所研制的涂层钛阳极具有良好的电化学性能和较长的使用寿命,是土壤介质外加电流阴极保护中比较理想的辅助阳极。     

Improvement of deposition uniformity in alloy electroforming for revolving parts

The ability to control the nonuniformity of electrodeposition is a key to successful application of electroforming technology. In this paper, an experimental system is developed to electroform the thin-walled revolving parts. Some measures are employed to improve the uniformity of deposition distribution, such as conformal anode, cathode shield and high-frequency pulse current. The profile of the conformal anode is precisely designed by using the function of electric field analysis of ANSYS software, so as to reduce the experimental works and increase the application effect of conformal anode. The deposition thickness, alloy composition and microhardness of the electroforms are measured to reveal the actual deposition distribution. The results show that the electroforms have a satisfactory deposition distribution, the patterns of which are similar to the current density distribution on cathode.