186KA直角摇篮式铝电解槽船形化改造工艺技术

前言preface从我国电解铝工业的发展来看,电解槽寿命的长短直接影响企业的生产成本和经济效益。铝电解槽槽壳是阴极结构的重要组成部分,它与电解槽寿命、操作技术条件及生产成本有着密切的联系。槽壳的设计原则是在使用温度范围内、在内衬最大应力作用下,保证其变形始终处在弹性范围内。除了考虑温度和应力外,还应考虑槽壳长时间在应力作用下的蠕变。近年来,槽壳的发展趋势是,通过优化设计、增大钢板强度和加强支护等手段,增槽壳强度,保证阴极内衬始终处于压应力状态,以满足铝电解使用要求。     

英语小词典

水平连接自焙槽horizontalstudSoderberg（HSS）立式连接自焙槽verticalstudSoderberg（VSS）中心工作预焙槽centralworkingprebakedCell（CWPC）多环芳烃碳氢化合物polycyclicaromatichydrocarbon磁场分布magneticfielddistribution阳极电流强度anodecurrentintensity阳极电流密度anodecurrentdensity阳极梁提升装置anodebeamjackingdevice阴极母线电流密度cathodebusbarcurrentdensity给料和打壳装置feedingandcrustbreakingdevice电解槽罩cellhooding阴极外壳结构cathodeshellstructure阳极块anodeblock槽壳变形cellshelldeformati…     

500kA铝电解槽阴极破损分析及对策

某电解铝厂500 kA铝电解槽由于电磁场、热平衡设计不合理，工艺运行参数不匹配，电解槽早期破损严重，给电解槽长寿命、高效率运行带来巨大的风险。本文通过对电解槽进行解剖，深入分析电解槽阴极炭块破损机理，可知电解槽早期破损主要分为槽壳变形、阴极炭块破损、侧部破损等几大类。为了解决阴极破损问题，在不改变阴极母线结构的前提下对电解槽内衬、工艺技术参数等方面进行深度优化，最终有效解决了电解槽早期破损的问题，实现了延长电解槽寿命的目的。     

300kA铝电解槽壳变形与反变形研究

前言Foreword我国大型铝电解槽槽壳普遍采用单或双围带摇篮架式槽壳结构,能够承担和克服内衬材料在高温下产生的热应力和化学反应膨胀产生的力,实践证明在生产过程中变形小,能够满足要求是成功的。但由于开发时间短,使用一个周期后,在电解槽大修时出现了新的结构变形,即在电解槽断电冷却过程中产生的热变形,且变形严重难以校正,给电解槽的大修和槽壳的再次利用带来困难。所以,克服或减少大修槽壳变形是大型铝电解槽生产企业刻不客缓的事情。铝电解槽槽壳变形原因的分析Causative analysis of deformation of aluminum electrolytic cell sh…     

铝电解槽槽壳变形的原因分析与校正

铝电解槽在长期运行过程中出现槽壳长侧板鼓肚、摇篮架开焊断裂以及电解槽出铝和烟道两端上翘等变形现象,严重破坏电解槽炉膛内型,给电解槽指标带来不利影响,并且这种状况在电解槽运行中很难修复,一直持续到停槽大修。本文全面分析了电解槽在每个运行阶段的变形原因,以及应采取的预防措施,保障电解槽规整稳定的炉膛内型,获得良好的运行指标。同时在槽大修方面给出了槽壳校正评判标准及槽壳校正方法,可以为电解槽槽壳校正提供借鉴和参考。     

论铝电解槽阴极结构的改进

本文从铝电解槽的槽壳、保温材料、耐火材料及炭素内衬四部分分析了其对阴极使用寿命的影响。论述了铝电解槽阴极内衬保温结构的合理配置,采用干法砌筑耐火砖、混凝土浇注过程中砌入硅澡土保温砖以及采用冷捣糊扎固侧部四角的新工艺。解决了炉底上抬、电解质及铝液的下渗、侧部四角难以施工等难题。从而达到减轻槽壳的变形、稳定铝电解生产、降低生产成本及消耗、延长阴极使用寿命之目的。     

300kA大型铝电解槽槽壳反变形装置的应用与实践

通过对300 kA大型预焙阳极铝电解槽槽壳变形原因分析,对槽壳在大修冷却过程中变形的防治方法进行了探索,并结合云南铝业300 kA电解槽大修反变形措施应用与实践,着重介绍槽壳反变形装置的研制、应用及效果。     

降低水平电流减少铝液动态波动铝电解节能技术研究

通过计算机模拟仿真研究复合稳流综合节能技术对铝电解过程中阴极铝液内水平电流的影响。结果表明,以高导电方钢为核心的复合稳流综合节能技术可明显降低阴极铝液内水平电流大小,降低电解质-铝液界面变形,提高电解槽内磁流体的稳定性,以此来降低槽电压和提高电流效率,达到节能降耗的作用。为验证仿真模拟结果,在某企业300 kA系列电解槽进行复合稳流综合节能技术工业化试验,采用以高导电钢棒为核心的复合稳流综合节能技术,电解槽内水平电流降低明显,获得了非常小的铝液界面变形量,电解槽生产运行稳定性明显提高,吨铝直流电耗较系列传统槽、201技术槽、双钢棒技术槽都低。     

新型阴极结构电解槽铝电解试验

针对传统铝电解槽极距已经达到低限,槽电压不能大幅度降低的关键技术难题,提出一种新型阴极结构铝电解槽.介绍了这种新型阴极结构电解槽的特点和工艺技术特征,以及在重庆天泰铝业公司168 kA电解槽上进行工业电解槽试验的结果.统计期内3台试验电解槽平均槽电压为3.803 V,平均直流电耗比同系列其他127台传统电解槽低1 250 kW · h/t Al,达到1 2101 kW · h/t Al.     

铝电解槽阴极侧部可压缩结构研究

分析了铝电解槽内衬热应力和钠膨胀应力的特点及对大型铝电解槽寿命的影响,为了减少应力对电解槽阴极内衬的不良作用,在其应力集中的侧下部设计了可压缩结构,使集中的应力在此得以有效释放.通过在两台320 kA电解槽上的试验,与对比槽相比,减缓了阴极隆起的速度,减小了隆起量,可在一定程度上提高电解槽寿命.     

Impact of aluminium pad and operation parameters on graphitised and graphitic cathodes expansion and bath penetration

Cathode sodium expansion and bath penetration are important properties to consider in the Hall–Héroult process. Rapoport test is the standard method for sodium expansion determination. However, there is no standard methodology for bath diffusion measurement. In this work, expansion measurements are achieved on laboratory scale alumina reduction cells for graphitic and graphitised cathode block grades. Cathode carrots were then extracted to measure bath penetration. Results revealed that the presence of an aluminium pad at the beginning of the experiment has reduced the sodium expansion and bath penetration by about 50%. Sodium concentration in the bath has increased the expansion rate and bath penetration depth, but not the expansion level, which is driven by the current density. This demonstrates that the startup conditions are crucial to the lifespan of the electrolysis cell.     

包晶相变对连铸坯初生坯壳凝固收缩的影响

基于Ｆｅ－Ｃ合金的微观组织结构,建立了碳钢线性热膨胀系数计算模型,计算出不同碳含量的钢各在不同温度下的瞬时线性热膨胀系数,并将计算相应用于铸坯热－弹－塑性应力模型,研究了包晶相变对连铸坯初生坯壳凝固收缩的影响,模拟结果表明：浇铸碳含量在０．１％附近的包晶钢时,初生坯壳在靠近弯月面区域和角部区域的收缩很不规划,容易诱发表面缺陷。     

大型铝电解槽强化电流条件下槽帮形成规律的研究

以350kA铝电解槽为研究对象,现场测定了运行中槽帮的厚度及温度分布,并在考虑化学反应热效应的情况下,运用有限元方法对温度场、强化前后炉膛形状分别进行模拟,分析了阴极材质对电解质凝固等温线和槽帮厚度以及操作参数对石墨化阴极强化电流后炉膛形状的影响规律。结果表明,模型估计值与现场测量值相当吻合,所用模型方法有助于强化槽电流、实现运行参数的优化。     

铝电解槽阴阳极热力分析仿真研究

铝电解是高能耗行业,节能降耗一直是铝电解行业致力研究的课题。借助大型通用有限元分析软件ANSYS,建立铝电解槽阴阳极热结构模型,对铝电解槽阴阳极的热场、应力场进行了数值仿真研究,为降低阴阳极接触电压提供数据支持。仿真结果表明：铝电解槽阴阳极的高温部分集中在阳极炭块底部和阴极中部。而应力集中在阴极底部接触部分,应力最小的地方在阳极炭碗部分。     

40 kA制钠电解槽流场的模拟研究

电解质在阳极气泡和阴极钠液浮力的作用下在制钠电解槽内循环流动,是典型的气—液—液三相流动。使用FLUENT软件建立40kA制钠电解槽三维流场的数学模型,通过计算得到了电解槽内气泡、钠液的浓度和速度分布情况,以及熔盐的流场分布图。     

宝钢300t转炉新炉型炉壳有限元法强度分析研究

对宝钢 30 0t转炉新炉型炉壳进行了有限元强度分析 ,计算结果表明 ,该炉壳在机械荷载 (炉体自重和钢水重力 )、温度荷载及热膨胀压力等联合作用下所产生的综合应力 ,在转炉炉壳的许用应力允许值之内 ;其所产生的变形 ,也在新炉型炉壳的刚度设计范围内。     

转炉炉壳焊缝开裂的原因分析及对策

介绍了安钢第二炼钢厂转炉改造后炉壳焊缝开裂的情况,指出炉衬镁碳砖热膨胀力及炉壳热应力是造成炉壳焊缝开裂的主要原因。通过合理设置镁碳砖膨胀缝、减少热量传导和制定合理的焊接工艺可大幅度降低炉壳焊缝开裂次数。