為了適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)鋁消費(fèi)的增長(zhǎng)需求,并考慮可持續(xù)發(fā)展對(duì)節(jié)能、環(huán)保的要求,我國(guó)鋁工業(yè)依靠技術(shù)創(chuàng)新,即新技術(shù)、新材料、新裝備的開發(fā),使產(chǎn)業(yè)在不斷向大型化、節(jié)能化方向發(fā)展。因此,無(wú)論是為了進(jìn)一步提高我國(guó)鋁工業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力,還是為了滿足國(guó)家節(jié)能減排和行業(yè)準(zhǔn)入條件等政策的要求,都迫使鋁行業(yè)實(shí)現(xiàn)大型鋁電解槽核心技術(shù)的突破,以研發(fā)出節(jié)能、高效的大容量鋁電解槽技術(shù)。而大容量鋁電解槽母線裝置技術(shù)的開發(fā)是大容量鋁電解槽技術(shù)開發(fā)的核心,它的先進(jìn)性在很大程度上決定了大容量鋁電解槽技術(shù)的先進(jìn)性。本文以河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司的年產(chǎn)23萬(wàn)噸鋁電解項(xiàng)目和國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目為背景,論述了以采用“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合的方式,開發(fā)的具有磁流體超穩(wěn)定性的400kA級(jí)大容量鋁電解槽配套的母線配置技術(shù)。該技術(shù)解決了大容量鋁電解槽在低溫低電壓操作模式下所面臨的穩(wěn)定性問(wèn)題,取得了優(yōu)異的節(jié)能效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),推動(dòng)了我國(guó)大容量鋁電解槽技術(shù)的發(fā)展。論文主要工作及創(chuàng)新如下：基于國(guó)際上先進(jìn)的ANSYS Multiphysics軟件包和Greenwich大學(xué)MHD-Valdis磁流體動(dòng)態(tài)分析軟件包,二次開發(fā)建立了“鋁電解槽磁場(chǎng)計(jì)算... 

【文章來(lái)源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１預(yù)睹陽(yáng)極電解槽側(cè)視圖??Ｋｇ．?２．１?Ｓｉｄｅ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｐｒｅｂａｋｅｄ?ａｎｏｄｅ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｏｔ??ｗ，

僅考慮簡(jiǎn)化鋼殼的附加磁場(chǎng)。??鐵磁材料的磁化特性經(jīng)常用Ｂ－Ｈ曲線來(lái)表示。本文中磁場(chǎng)模型的鐵磁物質(zhì)Ｂ－Ｈ曲??線如圖３．３所不。??１?＇?＇??Ｔ妓？］■運(yùn)誠(chéng)芭ａ?繊?Ｔａ豈ｉｆｅ鼠Ｔ電納苗該?＂＂??ＫＳＲ?１〇?２０１４??？ｆｌ?屯．削?巧??，．／：?—?Ｍ??＇：／?：?＇?Ｉ?＇??＇Ｊ?——?一－二二―—－二」一??ｒ．?一Ｔ?．?￣?；?‘??．?．??—山?Ｉ?�。В�??Ｊ?＇?＼＇＇＇＇?＾?＾?．?費(fèi)。?．曲??０?裝々㈱?１？愛(ài)泌?ｉ総：??絲婉?１獻(xiàn)?ＵＯＯ?Ｓ嫌??巧??圖３．３鐵磁物質(zhì)的Ｂ－Ｈ曲線圖??Ｆｉｇ．?３．３?Ｂ－Ｈ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ｍａｔｅｒｉａｌ??０）同廠房相鄰電解槽的影響??根據(jù)畢奧－薩伐爾定律（３．１）可知，磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小跟電流強(qiáng)度成正比，跟距離的平方??成反比。同一系列的電解槽，距離越近磁場(chǎng)影響越大。??目二Ｊ??Ｊ?４３Ｔ?ｒ２??同廠房相鄰電解槽的影響，應(yīng)計(jì)算上下游設(shè)置多少臺(tái)電解槽之后，其它槽對(duì)磁場(chǎng)的??影響不大。針對(duì)建立模型分別計(jì)算了同廠房相鄰槽上下游各１、２、３、４、５、６臺(tái)的影??響情況。經(jīng)計(jì)算當(dāng)前后各５臺(tái)時(shí)其磁場(chǎng)變化與前后各４臺(tái)時(shí)相比小于１％。即可視為第??－１９－??

ｆ／??？ａ：Ｖ?ｌ＊Ｃ’Ｔ於ＯＫ?巧公站?１�！�?Ｋ扭Ｊ；巧�。�；??圖３．７全系列整體模擬電解槽磁場(chǎng)計(jì)算模型圈??Ｆｉｇ．?３．７?Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏ打?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｗｈｏｌｅ?ｓｅｒｉｅｓ?ｏｆ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｓｉｍｕｌａｔｅ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｏｔ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?行ｅｌｄ．??３．２３蠟場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的判定??從設(shè)計(jì)角度考慮，研究人員認(rèn)為電解槽磁流體穩(wěn)定性能的改進(jìn)重點(diǎn)在于磁場(chǎng)分布??設(shè)計(jì)的修正。什么樣的磁場(chǎng)的分布才能滿足磁流體穩(wěn)定性的要求呢？在磁場(chǎng)模擬計(jì)算階??段需要有一個(gè)初步的判定。通過(guò)磁場(chǎng)分布判定磁流體是否穩(wěn)定的方法，國(guó)際上通常采用??Ｓｅｌｅ判定準(zhǔn)則［７１］?（３．２）。??Ａ?？好口．２）??根據(jù)上述判定公式，當(dāng)鉛水平２６ｃｍ，極距４．５ｃｍ時(shí)，滿足４００ｋＡ級(jí)大容量侶電解??槽磁流體穩(wěn)定性要求的垂直磁場(chǎng)平均值應(yīng)小于５．８５ＧＳ。Ｓｅｌｅ判定準(zhǔn)則研究了垂直磁場(chǎng)與??水平電流，認(rèn)為垂直磁場(chǎng)與水平電流的交互作用是磁流體不穩(wěn)定的根本原因，即要求垂??直磁場(chǎng)平均值和水平變化梯度應(yīng)盡可能小，且磁場(chǎng)空間分布形態(tài)保持一定的對(duì)稱性。??３．３母線裝置電流平衡模擬計(jì)算??電解槽磁流體穩(wěn)定性是垂直磁場(chǎng)和水平電流綜合作用的結(jié)果，而母線裝置電流平衡??設(shè)置，則是電解槽水平電流合理分布的重要保障。母線電流平衡計(jì)算應(yīng)滿足如下要求：??（１）確

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋁電解槽磁流體設(shè)計(jì)創(chuàng)新分析[J]. 戚喜全,李淑杰,呂定雄,毛繼紅,毛宇.  世界有色金屬. 2008(03)
[2]三種湍流模型對(duì)Al電解槽內(nèi)Al液流場(chǎng)預(yù)測(cè)的比較及其工業(yè)測(cè)試[J]. 周萍,梅熾,周乃君,姜昌偉,蔡祺風(fēng).  金屬學(xué)報(bào). 2004(01)
[3]大型預(yù)焙鋁電解槽物理場(chǎng)的耦合仿真技術(shù)及應(yīng)用[J]. 周乃君,姜昌偉,周萍,張創(chuàng)奇,吳連城,韓立國(guó).  有色金屬. 2003(04)
[4]大型鋁電解槽三維電磁場(chǎng)的數(shù)值模擬[J]. 閆照文,汪友生,蘇東林,李朗如,楊溢.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2003(05)
[5]Numerical calculation and industrial measurements of metal pad velocities in Hall-Heroult cells[J]. 周萍,周乃君,梅熾,蔡祺風(fēng),姜昌偉,王志奇.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2003(01)
[6]鋁電解槽電解質(zhì)-鋁液流動(dòng)及鋁液表面變形計(jì)算[J]. 吳建康,黃珉,黃俊,姚世煥.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2003(01)
[7]鋁電解槽磁流體流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算[J]. 黃俊,吳建康,姚世煥.  有色冶煉. 2002(06)
[8]186kA大型預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽磁場(chǎng)的三維數(shù)值計(jì)算[J]. 孫陽(yáng),馮乃祥,崔建忠.  金屬學(xué)報(bào). 2001(03)
[9]電流分布對(duì)160kA預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽磁場(chǎng)影響的數(shù)值計(jì)算[J]. 孫陽(yáng),馮乃祥,崔建忠.  輕金屬. 2001(02)
[10]貴州鋁廠160kA大型預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽磁場(chǎng)測(cè)量與計(jì)算[J]. 馮乃祥,孫陽(yáng),冷正旭,石崇光,張玉,謝青松.  輕金屬. 2000(11)

博士論文
[1]鋁電解槽多物理場(chǎng)數(shù)學(xué)建模及應(yīng)用研究[D]. 劉偉.中南大學(xué) 2008
[2]鋁電解槽內(nèi)電磁流動(dòng)模型及鋁液流場(chǎng)數(shù)值仿真的研究[D]. 周萍.中南大學(xué) 2002

碩士論文
[1]大型預(yù)焙鋁電解槽電磁場(chǎng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究[D]. 劉杰.中南大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3604518