摘要：铝电解节能与提升槽寿命是我国铝业界高度关注的技术研发主题。本论文在国家科技支撑计划项目和国家重大产业技术开发专项项目的支持下,以实现铝电解历程大幅度节能和提升铝电解槽寿命为目标,以电解槽内衬材料、电解槽结构以及电解系列不停电停/开槽装置与技术等方面开展了革新探讨。论文主要工作及革新如下：(1)针对大型铝电解槽内衬破损的特点,探讨设计了一种可压缩的阴极内衬结构,研制出一种新型的抗电解质渗透的阴极内衬材料—高效抗渗砖,并提出了可压缩材料的运用技术条件。工业运用试验表明,可压缩阴极结构及材料的运用可有效延长电解槽寿命。(2)开发出一种400k高能效铝电解槽技术,并成功实现了产业化。通过对电解槽物理场配置进行优化,并采取双排烟技术、两段逆流烟气干法净化技术和净化系统的综合自动化制约技术,取得了如下主要技术经济指标：电流强度：400±10%kA；槽工作电压：≤3.85V；吨铝直流电耗：≤12328kWh/t-Al；电解槽集气效率：≥99%；阳极效应系数：≤0.015；总氟排放量：≤0.6kg/t-Al；总尘排放量：≤1.Okg/t-Al。(3)提出了一种“静流式”铝电解槽结构。该种电解槽采取阴极垂直出电的方式代替目前水平出电方式,以而大幅度降低铝液层中的水平电流,大幅度削弱电磁力对槽内熔体的影响,进而减小铝液流动和波动；同时,对电解槽母线配置进行结构优化,得到一种可使磁场分布最优的母线结构。运用该种母线配置的400kA铝电解槽的垂直磁场最大值为8.963Gs,平均值为3.602Gs,远低于同规格普通电解槽,以而可望提升电解槽运转稳定性,为大幅度降低极距,实现大幅度节能创造条件。(4)开发了一种大型铝电解槽系列全电流条件下停／开槽技术,研制出由分置式多点分流、同步运转开关组装置和可变电阻分流装置等构成的不停电停开槽装置,解决了电解系列不停电条件下实现电解槽停开操作的技术难题,消除了停开槽导致的系列停电对整流装置及电网的冲击,改善了电解系列的运转稳定性,有利于提升电解槽寿命和能源利用率。关键词：铝电解论文节能论文数值模拟论文热膨胀论文钠膨胀论文内衬可压缩论文不停电停开槽论文
本论文由www.808so.com摘要4-6
ABSTRACT6-11
第一章 前言11-15
1.1 铝电解工业概况11-12
1.2 大型预焙铝电解槽进展概况12-13
1.3 课题探讨目的与作用13-15
第二章 文献综述15-37
2.1 大型预焙铝电解槽多物理场分布特性及其优化技术15-30
2.1.1 铝电解槽电—热—应力场的仿真探讨进展15-20
2.1.2 铝电解槽电-磁-流场仿真进展20-30
2.2 大型铝电解槽早期破损与槽寿命联系30-34
2.2.1 铝电解槽早期破损31-33
2.2.2 延长铝电解槽寿命的对策33-34
2.3 铝电解槽停/开槽技术与装备34-35
2.4 论文主要探讨内容与案例35-37
第三章 铝电解槽可压缩内衬结构及新型抗渗材料探讨37-46
3.1 引言37-38
3.2 电解槽内衬热应力、钠膨胀应力浅析与可压缩内衬38-39
3.3 新型抗渗材料制备及性质39-41
3.4 新型阴极导电结构探讨41-42
3.5 可压缩内衬结构工业实验探讨42-45
3.5.1 可压缩内衬结构设计42-43
3.5.2 可压缩内衬热场仿真43-44
3.5.3 电解槽工业试验结果与讨论44-45
3.5.4 有着的不足及改善措施45
3.6 小结45-46
第四章 400k高能效铝电解槽技术开发及产业化46-71
4.1 引言46
4.2 技术路线及主要目标46-48
4.2.1 技术路线46-47
4.2.2 主要目标47-48
4.3 400k高能效铝电解槽探讨技术开发与设计48-55
4.3.1 电解槽磁流体稳定性探讨与母线装置设计48-51
4.3.2 电解槽热电场探讨与内衬结构优化设计51-53
4.3.3 净化系统排烟管网优化设计53-55
4.4 400k铝电解槽运转评价55-60
4.4.1 预热焙烧启动55-57
4.4.2 启动后期管理57-58
4.4.3 正常期管理58-60
4.5电解槽物理场测试浅析60-69
4.5.1 电解槽电平衡测试结果60-62
4.5.2 磁场测试结果62-63
4.5.3 热场测试结果63-64
4.5.4 铝液流速场测试结果64-66
4.5.5 槽罩内烟气流速场测试结果66-67
4.5.6 磁流体稳定性测试结果67
4.5.7 物理场测试总结67-68
4.5.8 电流效率测试68-69
4.6 综合浅析69-70
4.7 本章小结70-71
第五章 “静流式”铝电解槽及其设计与优化71-95
5.1 引言71
5.2 槽体结构设计与优化71-73
5.2.1 主体结构参数71
5.2.2 阴极系统71-73
5.2.3 槽底垂直钢棒周围的保温和防渗结构73
5.3 母线配置与优化73-88
5.3.1 母线初步配置案例74
5.3.2 多物理场优化74-85
5.3.3 最优化母线配置85-87
5.3.4 母线安装87-88
5.4 槽壳优化88-94
5.4.1 材料性能89-90
5.4.2 槽壳应力有限元模型90-93
5.4.3 两种结构计算结果的比较浅析93
5.4.4 应力优化案例93-94
5.5 本章小结94-95
第六章 大型铝电解槽不停电停/开槽技术与装置研发95-118
6.1 引言95
6.2 铝电解槽停、开槽历程计算与浅析95-97
6.3 铝电解槽不停电停、开槽探讨思路及案例97-99
6.4 “低电压大电流转移”试验与浅析99-101
6.4.1 试验条件99-100
6.4.2 试验浅析100-101
6.4.3 试验历程101
6.4.4 试验数据及浅析101
6.4.5 试验结果101
6.5 大型铝电解槽系列全电流条件停、开槽装置研制与试验101-116
6.5.1 试验样机的研制102-108
6.5.2 试验样机的制造与试验108-110
6.5.3 改善型样机的研制与试验110-113
6.5.4 成套装置在320KA电解槽上的工业试验113-116
6.5.5 成套装置及技术的推广运用116
6.6 本章小结116-118
第七章 结论与展望118-120
7.1 主要结论118-119
7.2 展望与倡议119-120
参考文献120-128
致谢128-129
攻读学位期间主要的探讨成果129
浅谈开槽大型预焙铝电解槽节能与提高槽寿命关键技术
更新时间：2024-03-03
作者：用户投稿
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