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惰性阳极铝电解槽物理场仿真研究     在线阅读 整本下载 分章下载 分页下载 本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具
【英文题名】 Research of Physical Fields in Inert-Anode Aluminum Reduction Cell
【作者】 王志刚;
【导师】 李劼;
【学位授予单位】 中南大学;
【学科专业名称】 有色金属冶金
【学位年度】 2009
【论文级别】 博士
【网络出版投稿人】 中南大学
【网络出版投稿时间】 2009-10-23
【基金】 “863”;“973”;
【关键词】 铝电解; 惰性阳极; 物理场; 数值模拟; 优化;
【英文关键词】 aluminum electrolysis; inert anode; physical field; numerical simulation; optimization;
【中文摘要】 铝电解槽是炼铝的核心设备,其发展与进步代表了电解铝工艺的革新。传统铝电解工艺一直沿用消耗性的炭素阳极,由此产生了一系列的问题,惰性阳极及其电解新工艺因能解决这些问题而成为国际铝业界的研究焦点,因此开展惰性阳极铝电解槽设计方面的研究具有十分重要的意义。 本文以满足国家“863”重点项目中关于“构建扩大试验用(5kA级)惰性阳极铝电解槽”的需求为目标,以本课题组研发的一种金属陶瓷惰性阳极为应用原型,开发了惰性阳极铝电解槽的物理场仿真方法。主要研究成果如下: (1)在充分研究用金属陶瓷惰性阳极替换现行炭素阳极后电解槽在结构和工艺参数等方面所发生的显著变化的基础上,建立了惰性阳极铝电解槽“电-磁-热-流-应力”等物理场的仿真计算方法及程序。经验证,此方法合理可行、收敛性好、精度较高,为惰性阳极铝电解槽的开发提供了技术支持。 (2)针对本课题组研发的一种深杯状金属陶瓷惰性阳极,深入研究了其热应力的分布与演变规律。计算结果表明:压应力作用于阳极大部分区域,在阳极与电解质及空气接触的三相界面处存在较大的轴向拉应力,是阳极破裂的主要原因;通过优化阳极结构参数、阳极浸入电解质中的深度以...
【英文摘要】 Aluminum reduction cell is the core equipment for extracting aluminum, and its development and progress represent the renovation of aluminum electrolysis. Consumable carbon anodes have always been adopted in conventional aluminum electrolysis process, which has a series of problems. Owing to the problem-solving capabilities, inert anode and new reduction techniques using inert anode have become the research focus of international aluminum industry. Thus the research in designing aluminum reduction ce...
【更新日期】 2009-10-30

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