新式阴极钢棒结构在SY300电解槽上应用

针对某厂300kA大修电解槽进行节能改造,以提高电解槽的磁流体稳定性作为突破口,应用铝电解槽磁流体稳定技术及新式阴极钢棒结构,大幅度减低水平电流;根据新式阴极钢棒结构电解槽的特点,通过电-热仿真模型,优化设计保温型内衬结构。改造后的电解槽与传统槽相比,槽平均电压降低90mV,电流效率提高1.08%,吨铝直流电耗降低420kWh。     

新型阴极钢棒对铝电解槽电热场的影响

采用数值仿真的方法对应用一种可减小铝液中水平电流的新型阴极钢棒的420 kA级铝电解槽进行三维计算,分析这种新型阴极钢棒对铝液中水平电流、槽电压以及电解槽温度分布的影响。结果表明:新型阴极钢棒可有效地减小铝液中X方向的水平电流;新型阴极钢棒中绝缘材料的加入在一定程度上增大了槽电压;当钢棒和钢棒糊接触不是很好时,新型阴极钢棒电解槽比传统阴极钢棒电解槽更容易出现阴极炭块和钢棒连接区域温度过高的情况。该计算结果可为铝电解槽在应用此种新型阴极钢棒后所获得的节能效果以及个别槽在运行过程中出现的问题提供理论依据。     

铝电解槽强化生产的理论与实践

通过某铝厂二、三期６０ｋＡ自焙阳极电解槽强化电流的生产实践,证明目前我国现行的６０ｋＡ自焙阳极电解槽电流适当地强化在技术上是可行的,经济上是合理的。文中对适当强化电流后的电压平衡和电流效率等作了理论上的分析和论证。     

铝电解槽槽壳

本专利提出的电解槽槽壳是由钢底板,侧壁和端壁及其四周的补强构件组成的。经验证明,高温电解槽可产生妨碍电解的电磁力。这种现象常在4～5万安培电流时开始出现。当电流为10～20万安培时,需做成价格很高的结构,否则会遇到很大困难,以至电解工作无法顺利进行。在电流通过电解槽的磁场时所产生的电磁力,对电解质和铝液产生波     

我国现行铝电解槽散热状态及散热能力研究

经过对国内40多个系列、100多台铝电解槽进行了能量平衡测量,基本上掌握了我国现行工业铝电解槽的散热状态,在此基础上进行了进一步的数据处理和挖掘,得到了我国现行工业铝电解槽的两种极限散热状态,经过合理的推导,得到了能使我国现行铝电解槽正常运行的电压-电流可调配区间.在此区间内,只要能够合理的匹配铝电解槽的各项工艺技术参数、合理的调整能量平衡就能达到想要的最佳的电流-电压匹配关系,获得较大的经济效益.     

影响铝电解槽稳态热平衡的因素分析

阐述了铝电解生产中常见因素对电解槽稳态热平衡状态产生的影响及其原因。利用ANSYS软件仿真计算了过热度、炉帮厚度和伸腿长度随这些因素的变化关系。     

铝电解槽阳极电流分布特征及设计上的思考

在铝电解槽阳极换块周期内连续测定阳极组的电流分布值。并采用电阻温度系数去修正测定值。掌握阳极组在换极的不同时段的电流分布特征及规律,采用绝对偏差、偏差比的对比分析方法,评价阳极组在换极的不同时段,换阳极组数发生变化时,阳极组电流分布的不均匀性(波动)。依据上述内容,对铝电解槽阳极组的设计提出需综合考虑的几个因素。     

铝电解槽下料过程对电解质温度场的影响

铝电解槽内保持良好的热平衡可以减少铝电解过程中的能耗,而氧化铝周期性的下料会破坏电解槽热平衡。建立铝电解槽电解质浓度-热场瞬态模型,在精确模拟氧化铝浓度分布的基础上,研究下料期间电解质温度及热平衡的变化趋势。结果表明:氧化铝下料时,电解质极距层局部温度降低5℃左右,上表面附近区域最多降低十几度;下料结束20 s内,逐渐恢复到正常温度;氧化铝下料会打破电解质内的热平衡,其中部分热量(最高达300 k W)用来加热氧化铝颗粒;20 s后,电解质会达到新的热平衡状态。     

浅议200kA铝电解槽生产中电压摆动原因及处理

通过对兰铝200kA铝电解槽电压摆动的一些特征和现象进行分析,说明电压摆动的根本原因是电流分布的紊乱和水平电流的产生,并结合实际生产提出了一些处理和预防措施。     

400kA铝电解槽阴极钢棒倾斜高度对阴极电压降的影响

对某厂家400 kA铝电解槽进行了电场测试后进行分析总结，提出通过阴极钢棒倾斜高度加高来影响阴极电压降，同时减小传统铝电解槽内铝液中存在的水平电流。利用Solid Works三维建模及COMSOL三维仿真模拟软件，对400 kA铝电解槽进行了数值模拟，考察此种改进方案对于阴极电压降的影响和铝液中水平电流的优化作用。     

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。     

铝电解槽短期能量平衡的即时调整

提出一种随氧化铝加料量变化即时调整铝电解槽能量平衡的方法．这种方法是在“等待效应”周期、“欠量加料”周期和人为停止加料时期降低槽电压；在“过量加料”周期提高槽电压。结果使电解槽在所有加料周期能量保持平衡．有利于提高电流效率和氧化铝浓度控制。     

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…     

Cell voltage in aluminum electrolysis: A practical approach

During aluminum electrolysis there must be an optimum cell voltage for a given cell design at constant amperage. This optimum-voltage target depends on the goal, which may change with economic conditions. Although cell voltages have been reduced steadily during the last 50 years, they now seem to have reached a constant level at 4.1 V to 4.2 V, at least for cells larger than 200 kA. Efforts to reduce cell voltage will continue to show incremental improvements; however, it will be difficult to achieve major voltage reductions without a drained cathode combined with inert sidewalls to permit increased thermal insulation. Warren Haupin is retired from Alcoa. For more information, contact H. Kvande, Hydro Aluminium Metal Products, N-0246, Oslo, Norway; telephone 47-22-73-91-55; fax 47-22-73-77-78; e-mail Halvor.Kvande@hydro.com.     

电流再强化对180kA系列铝电解槽物理场的影响

铝电解槽电流强化技术对挖掘现有设备产能、提高企业经济效益具有重要的现实意义。根据中国铝业股份有限公司青海分公司160kA系列双端进电预焙阳极铝电解槽电流再强化试验情况,选择二台试验槽和一台对比槽进行了电压平衡、能量平衡、铝液磁场和流速场综合测试,并对测试结果进行了分析和讨论;对电流再强化后出现的问题进行了讨论,并提出了相应的解决方案,得出了该槽型能够强化到190kA电流下稳定生产的结论。     

铝电解槽能量平衡稳定控制技术研究及其应用

影响电解槽能量平衡的主要因素是槽电压和氟化铝添加量.本文通过对槽电压、氟化铝添加量和氧化铝添加情况对能量平衡的研究,在其它工艺技术条件保持不变的情况下,得出了铝电解槽能量平衡控制模型.并且,在180kA铝电解槽上实现了能量平衡的稳定控制,电解技术指标也有所提高,达到了节能降耗的目的.     

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。     

大型预焙铝电解槽直接生产铝硅钛合金试验研究

我国储量丰富的铝土矿资源其主要特点是高硅、高钛低铁的一水硬铝石型,用于生产氧化铝的条件十分苛刻,工艺流程长,能耗高。在大型预焙铝电解槽上添加硅、钛、氧化铝直接电解生产ＡＩ－Ｓｉ－Ｔｉ合金新工艺,能缩短工艺流程,减少投资,降低能耗和成本。首次在１４０ｋＶ大型预焙铝电解槽直接生产ＡＩ－Ｓｉ－Ｔｉ的工业试验,使得该工艺在原来只在中小型自焙槽上实施的基础上有了重大突破。试验期间其平均电流效率为同比铝电解槽电流效率的９０．２％,为我国铝土矿提供了冶炼优质合金材料的新途径。实现了铝土矿的综合利用,具有明显的经济效益和社会效益。直接电解所得铝硅钛合金作为中间合金,根据需要配制成各种含钛铸造合金,广泛用于汽车、摩托车工业,内燃机活塞、机械制造、电压电器等行业,大量工业试验证明在强度、热稳定性、耐磨损性能方面与传统的熔配法合金比     

预焙铝电解槽阳极底部开排气沟对电解质流场的影响

对预焙铝电解槽阳极底部开排气沟时周围电解质流场进行计算,发现部分阳极气体可以通过排气沟向外排放,减少气泡在阳极底部停留时间和阳极底掌气泡覆盖率,从而有利于降低极间电阻压降和阳极效应系数,减少电解能耗;另一方面气体带动电解质进入排气沟,然后进入电解槽侧部通道,扩大了电解质循环通道,促进了阳极周围电解质流动和槽内的传质传热,有利于保持电解正常进行,相比之下排气沟为通沟时较非通沟更有利于保持电解质流动稳定;同时由于排气沟促进了阳极气体排放,使铝液与阳极气体发生“二次反应”(即电解还原的铝卷入电解质中被阳极气体重新氧化)的机会减少,有利于提高铝电解电流效率。     

铝与K4玻璃的阳极焊

以铝与K4玻璃的阳极焊研究为例，分析了工艺参数对焊接过程的影响，指出如何减少或消除两者热膨胀系数不匹配而产生的影响是焊接的关键，分析了焊接温度与电压对焊合率及焊接电流的影响，并得出本实验过程中的最佳工艺参数范围为250－400℃，600-800V。同时对其结合机理进行了进一步的探讨，发现玻璃与铝在阳极焊过程中形成以硅、铝、氧、钠、锌组成的复合物为主的过渡层形式。