An Application of the Inverse Solution for Electric Current Distribution From Magnetic Field Measurements in Aluminium Electrolysis Cells

A mathematical theory and the software application based on the full MHD model of the electrolysis cell is used to predict the electric current distribution over the anodes from the measurement of magnetic fields at specifically defined node points assumed to be available from the wireless sensors.The full 3d busbar configuration of two different commercial ceils are used for the model simulations.It is demonstrated that a unique solution for the electric current can be obtained when two sensors per each anode are used to detect the single component of magnetic field.The mathematical software is tested for the sensitivity to the busbar configuration complexity.The ability to monitor continuously the electric current distribution to high accuracy helps to control disturbances and deviations from a normal production process.

CVCC法测定冰晶石系熔盐电导率的应用研究

通过对标准KCl水溶液电导率的测定,验证了连续变化电导池常数(CVCC)法的可行性;证明了使用该方法测定水溶液或熔盐电导率时,极化电阻带来的实验误差很小,而且实验中不必再进行导线和电极电阻的去除,从而简化了实验步骤.通过对不同Al2O3含量的Na3AlF6-Al2O3熔盐电导率进行测定并与以前研究者的数据进行比较,证明CVCC法测定铝电解质体系以及其他高温熔盐的电导率具有很高的精确度.

浮选法综合利用铝电解槽废阴极炭块的工艺研究

从废阴极炭块的性质出发，通过小型试验，研究制订了废阴极炭块的浮选法综合利用工艺。浮选炭粉用于制造铝电解阴极的配料，浮选电解质经６００℃焙烧后再用作铝电解质，浮选废水用漂白粉处理后达到排放标准。本工艺流程简单，易于工业化推广。

阳极尺寸及形状优化的初步研究

初步研究了阳极高度变化对阳极压降、阳极消耗的影响,对其带来的影响进行了经济性分析。仿真计算了阳极棱台宽度减小对于阳极强度、阳极压降和阳极消耗的影响,棱台宽度适当减小能带来一定的经济收益。

铝电解槽破损判定标准的分析与探讨

铝电解技术迅猛发展,原铝直流电单耗等核心技术经济指标取得较大提升,电解槽槽龄有的已达到3000天,但电解槽破损漏炉发生熔断主体导电母线迫使系列停产风险依然存在,给电解生产带来重大隐患。本文根据生产实际摸索出铝电解槽破损的判定标准,对电解槽进行科学有效控制,可以防止电解槽漏炉事故,为电解系列连续平稳生产提供有力保障。

以呋喃树脂为粘结剂铝用冷捣糊的研制

以呋喃树脂为粘结剂,以电煅煤和石墨为骨料,合成了施工温度为20±5℃下的铝用冷捣糊。通过性能检测可知,该冷捣糊优于国内厂家生产的冷捣糊,较国外还有一定差距。另外,利用红外和热重技术分别分析了不同碳化温度下呋喃树脂官能团变化和冷捣糊加热过程中的质量及热量变化,结果表明:碳化温度越高,树脂官能团消失的越完全;冷捣糊热重过程较复杂,可分为3个阶段。

大型铝电解槽母线配置的计算机仿真

母线配置对于铝电解槽的电磁场与MHD(磁流体动力学)稳定性有着非常大的影响,在设计新的较大电流强度的铝电解槽时尤其重要,本研究通过运用商业软件ANSYS并结合自定义程序,对于各种不同母线配置参数下的500kA铝电解槽物理场进行了大量的仿真模拟,重点研究了母线的配置参数如立柱进电比,立柱连接的阴极棒数,大面阴极母线垂直位置,端头母线垂直位置,列槽间距,邻槽数目以及槽底补偿电流配比等,同时结合自定义的稳定性评估函数展开了计算分析与讨论。

60KA工业铝电解槽电流效率的研究

在60KA的自焙阳极电解槽上，借助于阳极气体分析法，赢得电解槽的瞬时电流效率．与此同时，同步测定电解槽的温度、铝水平、炉底电压降和槽龄，用统计法处理大量实测数据．研究电解温度、铝水平、炉底电压降和相龄对电流效率的影响．

系列电流波动对铝电解过程控制的影响

系列电流的波动不仅影响铝电解槽的稳定性，而且给过程的自动控制带来干扰，测试和分析系列电流波动对铝电解过程的主要控制参数（ 表观槽电阻） 的影响，对于研究和建立信号滤波、槽噪声解析和过程控制模型具有参考价值。

采用优质阴极碳块开发大型高效节能长寿铝电解槽

我国大型预焙槽炼铝技术近年来有了很大的提高,但在单位面积产率和槽寿命等方面与国外先进水平相比还有较大的差距。采用优质阴极碳块是完善和提高我国大型预焙槽炼铝技术,增强铝电解工业竞争力的关键因素之一。本文对铝电解槽内衬应力和热平衡设计、阴极材料质量和焙烧方法等阴极技术问题进行了描述和分析。

科技进步推进电解铝工业的循环经济和节能减排

我国大型电解槽技术日趋成熟,已处于世界先进水平,促进我国电解铝工业的快速发展。国家提出建设"资源节约型、环境友好型社会",对电解铝工业的可持续发展提出了新的要求。近几年,经过我国科技工作者的努力,科技成果层出不穷,推进了电解铝工业循环经济的开展和节能减排。

电流密度对钠和铝电解质渗透行为的影响

利用单室和双室两种电解槽研究了电流密度对钠和电解质渗透行为的影响。结果表明,在单室电解槽中,低电流密度下,阴极渗透的物质很少,随着电流密度的增加,渗透的物质增多,钠元素的含量明显增多,并且在高电流密度下,发现阴极炭块的表面覆盖着黄色的碳化铝。在双室电解槽中,阴极室内的电解液面变化不明显,而阳极室的电解液面降很大,阳极室内的电解质在电场力的作用下,穿过多孔的中间壁渗透到阴极室。随着电流密度的增大,双室槽的两室液面差变大。

一个新的磁流体稳定性评估方法及其应用

通过利用参数化程序设计语言APDL并加入自定义的程序代码,采用磁标量位法、k-ε两方程湍流模型以及数理统计相结合的方法分别计算了大型铝电解槽在不同立柱进电比母线配置下的电磁流场与波动界面以及电磁力场的方差分析,提出了一个新的磁流体稳定性分析方法,并应用于500kA大型铝电解槽的母线配置研究。研究结果表明自定义的磁流体稳定性评价指标能有效反映多物理场分布的优劣,对基于磁流体稳定性的大型槽母线配置的数值研究是简便易行的,能够有效用于铝电解槽生产和设计的物理场仿真计算分析。

CFD技术在铝电解中的应用

计算流体力学(CFD)是研究流动、传热及化学反应过程的常用方法,目前在轻金属冶金领域逐渐得到科研工作者的重视并显示出广阔的应用前景。本文由电解槽内熔体流场和温度场两个方面的数值模拟,阐述了其在电解铝行业的应用现状。

铝电解槽阴极电场的计算机仿真

应用有限差分方法计算了工业铝电解槽阴极三维空间的电场分布。讨论了160kA和 135 kA 两种不同容量预焙阳极电解槽的阴极电场特性,绘制出阴极电位等值图,分析了影响阴极电场特性的诸因素。研究了改善阴极性能。

21世纪伊始铝电解工业的新进展

21世纪伊始 ,法国 5 0 0kA特大型预焙阳极电解槽 ,以及中国 32 0kA大型电解槽的出现 ,标志着铝电解工业的重要新进展。文章从理论上分析了大型电解槽的优越性 ,论述了减少电解槽的热损失系数 ,即减少按单位电量核算的热损失量 ,便是大型槽能够节省电能的理论基础 ;

先进控制技术在预焙铝电解过程控制中的应用

设计了预焙铝电解生产过程先进控制系统的总体结构,建立了基于神经网络的电解槽参数及阳极效应预测模型,设计了基于支持向量机的槽况解析与槽况诊断专家系统,提出了极距NN—PID控制策略、电解质温度基于混沌优化的模糊控制策略及氧化铝浓度的模糊专家控制策略;同时,针对有关参数的优化控制和产量质量能耗优化控制问题,提出了基于模糊专家控制技术的智能协调策略,以满足全局优化的控制目标;实验结果表明,系统能有效地实现预焙铝电解槽的优化控制,实现槽状态在线解析,并能达到优良的生产控制指标,为企业带来了巨大的经济效益和社会效益。

铝电解槽内衬材料对槽内温度分布影响的计算机模拟

通过铝电解槽的模型计算，研究了电解槽使用不同的阴极碳块和侧部碳块对槽帮结壳形状的影响，绘制了不同电解条件下的电解槽温度场分布图及槽胜形状图，并得出了使用半石墨化阴极碳块和侧部碳块、在低温电解条件下将获得较好的生产效果的结论。

铝电解槽气控管路及车间压缩空气管路设计

本文介绍了打壳和定容气动装置的选择,系统气控原理,单槽压缩空气用量和管径的选择。并采用计算电解车间压缩空气总用量的方法,给出计算实例。

智能集成控制技术在铝电解过程控制中的应用

研究了将专家系统、神经网络、模糊控制、混沌优化等先进智能技术相集成,共同完成铝电解生产过程控制的智能集成控制技术,建立了基于神经网络的电解槽参数预测模型,设计了槽况解析神经网络专家系统,设计了基于混沌优化的电解质温度模糊控制系统及电解槽极距专家模糊控制系统.实验结果表明,系统能有效地实现预焙铝电解槽智能集成控制,实现槽状态在线解析,并能达到优良的生产控制指标,为企业带来了巨大的经济效益和社会效益.