铝电解槽电-热场强耦合建模计算方法

指出广泛使用的铝电解槽电-热场分离的计算方法和电-热场弱耦合计算方法的理论缺陷,提出一种电-热场强耦合计算模型。以某420 kA铝电解槽为对象,同时应用强耦合模型与传统的弱耦合模型对其电-热场进行计算,计算结果证明了在电-热场分析中采用强耦合模型的必要性。研究结果表明:不设定熔体温度是电场和热场实现强耦合的关键,对槽内各热源进行准确描述并引入计算模型中是获得可靠的铝电解槽电-热场分布的必要条件。     

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。     

230kA预焙阳极铝电解槽设计

应用铝电解工艺优化理论，采用新型计算机软件辅助设计。将新工艺、新技术、新材料优化组合设计铝电槽，扼要概述电解槽阳极，槽膛尺寸、大梁、打壳下料装置，内衬及槽壳，母线配置等设计。设计获得成功，投入系列生产，获得预期效果。     

基于铝电解槽阳极组电-热场分析的磷生铁结构尺寸优化

本文基于ANSYS有限元软件建立某400 kA铝电解槽单阳极组电-热耦合模型,对比模拟值与实际测试值,电场模拟的误差约为2%,温度的分布在文献报道的范围内。模型准确性验证完成后,通过对磷生铁结构进行尺寸优化,考察磷生铁开槽的宽度、高度对阳极组电场和温度场的影响。结果表明,开槽宽度增大至70 mm,与未开槽的阳极压降相比,压降降低4.95 mV,降幅约为1.19%;开槽高度从90 mm增大至130 mm,阳极压降仅降低了1.62 mV。温度场整体的变化不大,位于中间炭碗的两钢爪头温度升高。当钢爪处磷生铁的外径和开槽的宽度保持一致,阳极压降最大降低了29.03 mV,降幅约为6.97%,温度的分布也更均匀。     

铝电解槽换极热-电-流场仿真研究及换极策略分析

换极是现代铝电解工业的必要操作之一,新换冷极对电解槽的热场、电场和稳定性造成巨大冲击。本文开发了换极过程中的热-电-流仿真模型,对不同区域(如角部极、中间极)、不同工艺(换热极)的换极进行了模拟分析。研究发现换角部极对槽温度的影响大于中间极,可为角部极提供较大的附加电压值或较长的附加电压时间来增加换角极的热收入,提高温度恢复速度,而换热极工艺则可大大加快新极的温度恢复速度。通过本模型的研究可为换极过程优化提供模型和手段,以达到减小换极影响、提高电流效率的目的。     

预焙阳极铝电解槽阳极电、热场的数值仿真与优化

根据傅里叶传热定律和基尔霍夫导电定律，建立了预焙阳极铝电解槽阳极传热、导电的数学模型。用三维控制容积法推导了传热、导电的有限差分方程。在合适的边界条件假定下，采用C语言编程对其进行耦合数值求解，以此确定阳极内部的电位分布和温度分布，并分析了阳极的热平衡状态。通过模拟计算给出阳极和钢爪尺寸对电、热场和热平衡的影响，以此指导设计出阳极电位降尽可能小和散热量尽可能少的阳极和钢爪尺寸。     

铝电解槽阳极气泡行为研究新动态

本文介绍了铝电解槽阳极气泡行为研究的新进展。大部分研究停留在水溶液模拟试验及基于这些试验数据的模拟计算上,对于工业铝电解槽阳极气泡行为的研究还应该继续。     

导流型铝电解槽抗热扰动能力研究

本文以导流型铝电解槽为研究对象，借助于ANSYS有限元分析软件，利用经验证的1／4槽电热模型，在优化的工艺条件下，对导流型铝电解槽的抗热扰动能力进行了评估，得到了该槽型将具有抵抗电流波动为10％、持续时间为30min的冷行程热扰动能力的结论。     

翼缘压下量对H型钢万能轧制影响的仿真分析

采用热力耦合弹塑性有限元方法建立了万能轧制有限元模型,以大型H型钢基础研究道次为基准,不改变水平辊压下量,仅改变立辊压下量,针对不同腿腰延伸比,完成不同工况的模拟分析,得出了不同翼缘压下量对H型钢万能轧制过程中轧件翼缘宽展和轧制力的影响。     

大型铝电解槽氟化铝自动加料系统的开发

阐述了开发预焙铝电解槽氟化铝加料装置和控制模型的情况,通过应用智能模糊专家系统软件,实现了电解槽AlF3加料的全过程自动控制。     

国家大型铝电解工业试验基地近年技术进展

主要介绍280kA电解槽强化电流、电解槽运行参数数据分析和电解槽内在运行规律等方面的研究成果。通过一系列的工作，电流从280kA强化到300kA。电流效率从92％提高到2004年1～7月的93.7％，电解槽最高电流效率从94％上升到95．6％；同时发现：阳极更换对铝液镜面高差有大于1cm的影响。     

闭孔泡沫铝有效热导率模型及传热模拟研究

有效热导率是表征闭孔泡沫铝热性能的重要参数,准确预测闭孔泡沫铝的有效热导率具有重要意义。本研究基于已有的闭孔泡沫铝有效热导率模型,提出了一个改进模型,并采用数值模拟方法针对闭孔泡沫铝的非稳态传热过程进行了分析,基于温度场分布获得了有效热导率。结果表明与Lu模型相比,改进模型的预测精度更高;与文献中3个理论模型相比,改进模型具有更好的适用性及预测精度;当采用数值模拟方法计算有效热导率时,沿传热方向的胞孔数对有效热导率的预测精度影响较大;在保证泡沫铝胞孔数足够的条件下,数值模拟结果的精度最高;从成本及精度两方面考虑,改进模型有更好的适用性。     

工业纯铝硬质阳极氧化的工艺研究

铝硬质阳极氧化法是一种厚层阳极氧化工艺,是铝及铝合金在硫酸电解液中,经过阶梯电流作用而进行的电化学反应.传统铝的硬质阳极氧化需要较低的温度和较高的电压.对工业纯铝在硫酸溶液中采用硬质阳极氧化的方法制取氧化膜的工艺进行了研究,在传统硫酸硬质阳极氧化工艺的基础上进行了改进.相同工艺条件下,在硫酸溶液中加入适量添加剂,可使氧化膜的成长速度大大提高,并拓宽了阳极化允许的温度范围,提高了阳极氧化生产效率.     

铝基阳极材料的热处理应用研究进展

综述了热处理对铝基阳极材料电化学性能的影响,概述了该类铝合金材料常用的热处理方式,总结了典型铝基阳极的热处理变化规律,指出了铝基阳极材料不同热处理方式的意义,并分析了铝基阳极材料热处理的发展趋势。     

稀土元素在铝合金阳极氧化及其后处理工序中的应用

在铝合金阳极化溶液中加入稀土添加剂,能够提高氧化膜的耐蚀性能;将稀土盐用于铝合金氧化膜的封闭处理,效果也比较理想,因而稀土元素在铝合金表面处理领域中具有良好的应用前景。介绍了国内外善于稀土元素在铝合金阳极氧化及其后处理工序中的应用情况,并结合目前的研究现状,提出了今后研究中需要进一步探讨的问题。     

Numerical Simulation of Temperature and Stress Fields of Ti-Alloy Thin-well Barrel during Quenching Process

TJ-6A1-4V(TC4)alloy is widely used in biomedicaland aerospace industries due to its high strength toweight ratio,excellent corrosion resistance andexceptional biocompatibility.However,during coolingof TC4alloy a larger temperature difference betweenits center and surface and phase transition can be easilyproduced due to its smaller coefficient of heatconduction compared with other metal materials,which leads to a formation of thermal stress in thisworkpiece.The combined impacts cause plastic…     

300 kA 预焙电解槽用铝母线的热顶铸造技术

简要介绍大截面铝母线的热顶铸造技术。分析了铝母线铸造过程中发生弯曲、中心裂纹、表面质量差的原因。根据热顶铸造方法的特点,提出了相应的预防产品质量问题的措施。