【摘要】：預(yù)焙陽極是電解鋁工業(yè)中最主要的耗材之一,其質(zhì)量對陽極的消耗,電能的利用效率等產(chǎn)生直接的影響,而焙燒是決定預(yù)焙陽極質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。其中,火道結(jié)構(gòu)以及操作參數(shù)是影響預(yù)焙陽極的質(zhì)量的重要因素,利用數(shù)值模擬和正交試驗等方法對陽極焙燒爐的火道進(jìn)行優(yōu)化研究具有重要的意義。本文根據(jù)焙燒設(shè)計要求完成了年產(chǎn)量為4萬噸54室的陽極焙燒爐的火道結(jié)構(gòu)設(shè)計,并以火道為研究對象,對其進(jìn)行數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)火道內(nèi)的溫度場分布不均,火道內(nèi)的平均溫度較低等問題。為了提高火道內(nèi)的平均溫度和溫度均勻性,提出了三種火道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,并對各個優(yōu)化方案進(jìn)行模擬分析,獲得了較優(yōu)的火道結(jié)構(gòu)。為了得到最優(yōu)操作工況,通過正交實驗的方法,對空氣的預(yù)熱溫度、空氣消耗系數(shù)和燃料的分配比例的工況組合進(jìn)行數(shù)值模擬,得到:當(dāng)預(yù)熱空氣的溫度和燃料分配比例越高,空氣消耗系數(shù)越低時,火道內(nèi)的平均溫度越高。根據(jù)極差分析得到,操作參數(shù)對平均溫度的影響的主次排序為:空氣預(yù)熱溫度、空氣消耗系數(shù)和燃料分配比例,并且獲得了以火道平均溫度為因變量,空氣預(yù)熱溫度、空氣消耗系數(shù)和燃料分配比例為自變量的擬合公式。
【圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 研究背景目前，我國是全球最大的鋁用品消費國家，在 2013 年，我國消耗的鋁材大約有 2500 萬噸。為了滿足鋁制品的消費需求，我國的電解鋁的生產(chǎn)量也保持了很大的增長率，在 2003 至 2013 年的十年中，一直保持著比較明顯的增長[1-2]，如圖 1-1 所示。

陽極焙燒爐火道的數(shù)值模擬與優(yōu)化設(shè)計1.2 敞開式陽極焙燒爐簡介1.2.1 陽極的生產(chǎn)工藝流程工業(yè)生產(chǎn)中，將預(yù)先利用石油焦和瀝青制造完成的生陽極安置在陽極焙燒爐料槽內(nèi)，加入填充料，具體流程如圖 1-2 所示。填充料的主要作用是用來隔絕極與外界空氣的接觸，同時也可以作為陽極與爐墻之間的傳熱介質(zhì)。之后，會照一定的升溫制度對生陽極進(jìn)行間接加熱焙燒，在加熱期間，生陽極內(nèi)會發(fā)生系列的理化反應(yīng)，，形成具有良好的物理以及機(jī)械性能的焦炭整體，即熟陽極[5-6]
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF806.1

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本文編號：2605198