浅析400KA电解槽电压下滑波动处理

电压波动是由于阳极、炉膛或铝液水平等因素处于不良状态时,诱使铝液面上下波动过大而产生局部极距的变动,从而导致了槽电压的波动,生产上把这一现象称为"电压波动"。电压摆产生的原因从理论上讲是因电解槽水平电流过多,使得铝液在磁场作用下受到垂直作用力而上下波动,槽电压表现出来的针振形式,其电压摆动的幅度及时间长短,反映了电解槽运行的稳定性好坏,生产过程中,电压摆的危害是比较大的,小摆可引发槽子频繁波动导致槽况不稳定,原铝质量下滑,电压升高,电流效率下降,增加能耗。大摆可导致槽子导电极度不均,诱发滚铝,电解质含碳、破损甚至停槽。     

开槽阳极在240 kA铝电解槽的应用实践

基于铝电解槽阳极底部气泡聚集影响电解质-铝液界面波动的问题,某公司在240 kA系列电解槽上进行开槽预焙阳极的应用,开槽阳极方法采用生块阳极脱模成型法。实践结果表明,使用开槽阳极后,有效提高了阳极导电率和电流效率,降低了电解槽电压、铝液直流电耗、阳极效应系数、吨铝炭耗,达到了节能降耗的目的。     

114．5kA导流槽铝液流场数值模拟研究

以商用有限元流体计算软件CFX为计算平台,对114．5kA导流型铝电解槽由电磁力引起的对铝液流动和波动的影响进行了模拟计算。结果表明,导流型电解槽铝液平均流速较传统电解槽降低了50％,在铝液填满沟槽的极限情况下,聚铝沟内铝液界面波动的最大隆起值为1．04cm,较传统槽的3．1cm有较大幅度的降低,当铝液低于沟槽2cm的一般情况下,铝液波动0．58cm,这时铝液不会溢出沟槽。     

基于统计过程控制方法的铝电解生产工艺优化

高铝水平操作工艺尽管一定程度上降低了漏槽风险,却存在电解槽沉淀增多、炉底压降升高、侧部散热增加和能耗增加等问题。利用统计过程控制方法设计的氟化铝添加策略和调控电解槽热平衡方式,能够保障在降低铝水平、降低槽电压的同时保持电解生产稳定运行。研究结果表明,具有破损趋势的铝电解槽生产工艺经过优化后,槽温、分子比、氟化铝下料量、热波动幅度显著降低,电解槽更加稳定。4台试验槽与对比槽相比,电流效率提高1.29%,铝直流电耗减少93 k Wh/t。     

电解槽内异型凸台对电解质/铝液界面波动的影响

针对铝电解槽内电解质/铝液界面的波动现象,基于计算流体动力学(CFD)的方法建立了铝电解槽内电解质/铝液两相流体流动的数学模型.使用Fluent软件的流体体积自由面跟踪法和自定义函数,研究了阴极凸台对电解质/铝液界面波动的影响.结果表明,异型凸台的加入使得两相界面的波动幅度降低了17.2%,但凸台的存在同时也使得熔体对侧部槽帮冲刷增强.     

铝电解槽节能潜力分析与应用实践

铝电解槽的电能消耗量与平均电压和电流效率两个因素有关,降低槽电压或者提高电流效率,可降低铝电解槽直流电耗。通过系统测试系列电解槽电压平衡、能量平衡、电流效率,深入挖掘分析,提出了节能降耗技术措施。通过2台试验槽工业试验表明,试验槽平均电压3.819 V,电流效率92.89%,吨铝直流电耗12 251 kWh。与系列电解槽相比,平均电压降低99 mV,电流效率提高1个百分点,吨铝直流电耗降低455 kWh,节能效果显著。     

大功率炼钢电弧炉电压波动的设计计算及抑制

分析了大功率炼钢电弧炉电压波动和产生原因、影响及允许范，并通过设计实例介绍了电弧波动的工程计算方法及减少电压波动的措施。     

运用电热平衡分析降低吨铝电耗途径

本对南平铝帮６０ｋＡ侧插自焙阳极铝电解槽进行电压、能量平衡测试开计算的基础上,指出了６０ｋＡ铝电解槽电压、能量分配上存在的一些问题,分析了进一步降低吨铝交流电耗的方法和途径,为工艺条件的改变和节能降耗提供了依据。     

铝电解槽阴极铝液液面波动实时监测系统设计

为了能够在线监测铝电解槽内阴极铝液液面波动状况,设计了一种能够对铝电解槽阴极铝液液面波动进行实时监测的系统.本系统以C8051单片机为核心,采集全部阳极导杆等距压降,对数据采集电路的信号进行处理、拟合,由上位机存储数据并显示铝液液面波动曲线.工业实验表明本系统能够直观地反映电解槽内的单振源及多振源波动,能够及时有效地发现由于阳极移动而激发的噪声,以便采取针对性抑制措施.本系统具有良好的抗干扰性,便于技术人员操作.     

不同开槽阳极铝电解槽的节能性研究

基于有限体积方法,建立三维传统阳极、纵向开槽和横向开槽阳极铝电解槽非稳态数学模型,采用磁动力流体模型(MHD)中电势法计算电磁场,把电磁力作为动量方程的源项,通过流体体积函数(VOF)法追踪电解质-铝液界面的波动,用离散相模型(DPM)追踪气泡的运动路径.对比分析传统阳极、纵向开槽和横向开槽阳极铝电解槽中电解质-铝液界面波动和气泡分布情况.结果表明,纵向开槽阳极下电解质-铝液界面波动幅度小于横向开槽阳极下的电解质-铝液界面波动幅度,且都小于传统阳极下电解质-铝液界面波动幅度.纵向开槽阳极底部的气体体积分数最小.     

智能控制曲线对电解铝生产的应用实例分析

铝电解槽智能控制曲线对于电解槽运行状况的判断有十分重要的意义。本文分析了大量电解槽智能控制曲线,通过将曲线波形与槽况的结合,对曲线波形的异常与电解过程出现的问题进行了一一对应的联系.并结合槽运行情况,总结了电解槽异常应对处理措施。将电压波动检测到的槽况信息用于指导生产,达到了优化参数、平稳运行,最终实现了高产高效的目的。     

全球经济波动中的中国铝加工行业走向探究(续)

表现在各消费领域上,我国铝材消费高速增长的时期,正是房地产、交通运输、机械制造等行业高速发展的时期。目前,由于我国房地产行业实施限购政策,汽车生产和消费量在经过连年快速增长后趋于平稳,其它铝材消费行业也或多或少受到影响减速前行,这对铝材消费无疑造成不利影响,拖累国内铝材消费。(2)经济发展转型,影响国内铝材消费结构经过数十年的高速发展,我国经济已经从"量"变走向"质"变,全球经济波动更是促使我国经济结构加速调整,国家经济结构的调整直接对我国铝材的消费结构产生深刻的影响。前几年我国大规模的基建投     

Simulation of Magnetohydrodynamic Multiphase Flow Phenomena and Interface Fluctuation in Aluminum Electrolytic Cell with Innovative Cathode

A three-dimensional (3D) transient mathematical model has been developed to understand the effect of innovative cathode on molten cryolite (bath)/molten aluminum (metal) interface fluctuation as well as energy-saving mechanism in aluminum electrolytic cell with innovative cathode. Based on the finite element method, the steady charge conservation law, Ohm’s law, and steady-state Maxwell’s equations were solved in order to investigate electric current field, magnetic field, and electromagnetic force (EMF) field. Then, an inhomogeneous multiphase flow model of three phases including bath, metal, and gas bubbles, based on the finite volume method, was implemented using the Euler/Euler approach to investigate melt motion and bath/metal interface fluctuation. EMF was incorporated into the momentum equations of bath and metal as a source term. Additionally, the interphase drag force was employed to consider different phase interactions. Thus, present work owns three main features: (1) magnetohydrodynamic multiphase flow are demonstrated in detail both in aluminum electrolytic cell with traditional cathode and innovative cathode; (2) bath/metal interface fluctuation due to different driving forces of gas bubbles, EMF, and the combined effect of the two driving forces is investigated, which is critical to the energy saving; and (3) the effect of innovative cathode on melt flow and motion of gas bubbles. A good agreement between the predicated results and measurement is obtained. The velocity difference leading to the melt oscillation decreases due to more uniform flow field. The average velocity of metal in the cell with innovative cathode decreases by approximately 33.98 pct. The gas bubbles in the cell with innovative cathode releases more quickly under the effect of protrusion on the cathode. The average bubble release frequency increases from 1.1 to 1.98 Hz. Hence, the voltage drop caused by gas bubbles would decrease significantly. In addition, the two large vortices are broken into many small vortices due to the protrusion. The final disappearance of the small vortices as a result of viscous dissipation is conducive to the suppression of bath/metal interface fluctuation. The average interface amplitude in the cell with innovative cathode reduces to 75.95 pct of that in the cell with traditional cathode.     

槽型对5kA级惰性阳极铝电解槽流场影响仿真

提出了两种5 kA级惰性阳极铝电解槽结构,使用有限元仿真方法计算了不同槽型电解槽在仅电磁力作用、仅阳极气体作用、电磁力和阳极气体共同作用下的流场和界面波动情况。计算结果表明:铝液运动主要受电磁力控制,电解质运动主要受阳极气体控制;槽型1比槽型2整体流速更低,界面波动更小。     

高导电阴极钢棒结构铝电解槽电热场仿真计算

采用有限元仿真计算的方法对高导电阴极钢棒结构240kA铝电解槽进行了电热场计算。分析高导电阴极钢棒对铝液水平、槽电压以及电解槽温度分布的影响。结果表明,阴极压降可以有效降低107mV,并可有效减少铝液中的水平电流。     

转移反应热和去除铝基底实验研究

铝在阳极氧化过程中放出来的热量对阳极氧化铝(AAO)模板的制备易产生不利影响,与铝基底紧连的阻挡层产生的焦耳热是主要热源.通过将铝基底置于草酸电解液外,考察了阳极氧化电压、冷却方式等因素对AAO模板制备的影响.结果表明,阳极氧化电压和冷却方式均影响电解液温度和AAO模板孔道直径尺寸.空气冷却时,30 V电压氧化8 h,制备的模板孔道直径约为40 nm,电解液温度为31℃;水浴冷却时,40 V电压氧化8 h,制备的模板孔道直径约为80 nm,电解液温度为25℃,且制备的AAO模板表面没有纳米氧化铝纤维.采用乙醇/浓盐酸混合溶液溶解铝基底,乙醇/浓盐酸的体积比为2~3时,溶解铝基底的时间约为30 min,AAO模板不受损害.     

复合板轧制界面周期性波动的模拟与试验

为了探究复合板轧后复合界面产生周期性厚度波动的机理和影响因素,基于商用有限元分析软件ABAQUS建立了铝/钢/铝三层对称复合板轧制的有限元模型.通过对轧制过程复合板各层应力变化规律的分析,表明在铝/钢/铝复合板轧制过程,钢层和铝层存在明显的变形不协调现象,铝层的变形趋势明显大于钢层,导致钢层在轧制方向产生拉应力并使钢层...     

新型稳流保温铝电解槽节能技术开发及在某400kA电解系列推广应用

主要介绍了新型稳流保温铝电解槽节能技术的研究成果及在某400kA系列推广应用情况。新型稳流保温铝电解槽节能技术主要包括电压平衡优化技术、阴极稳流优化技术和能量平衡设计优化技术。新型稳流保温铝电解槽节能技术在某企业400kA系列电解槽上推广应用结果表明,新技术槽进入正常期内系列电流效率92.22%,平均电压3.882V,吨铝直流电耗12 543kWh,平均炉底压降267mV。与传统槽相比,新技术槽平均电压降低86mV,吨铝直流电耗降低507kWh,炉底压降降低44mV。