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铝电解槽母线电热状态模拟及电平衡分析

轻金属 2012年第12期 29-34页

作者：戚喜全东北大学设计研究院(有限公司) 辽宁沈阳110013

阴极母线电平衡计算是电解槽母线设计中非常重要的一环。由于电解槽母线的特殊性,非全电热模拟计算将无法真正反映母线电热状态。本文利用ANSYS软件,对某大型电解槽母线进行建模,实施全热电热耦合计算,结果表明:①母线总压降高于设计值... 详细信息

阴极母线电平衡计算是电解槽母线设计中非常重要的一环。由于电解槽母线的特殊性,非全电热模拟计算将无法真正反映母线电热状态。本文利用ANSYS软件,对某大型电解槽母线进行建模,实施全热电热耦合计算,结果表明:①母线总压降高于设计值,计算值与实际情况基本一致。②进出电侧与软带相连的大母线表现出不同的温度分布特征,出电侧母线随电流密度提高而升高,进电侧则相反;母线上最高温度点出现在与软带相连处。③同一支路上:进电侧,软带越厚,温度越高。出电侧,软带越薄,温度越高。④电流强化时,母线压降加速升高。⑤电流强化后,母线中各支路之间的电流差值会扩大。

关键词：阴极母线电热耦合母线温度母线压降电平衡

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铝电解槽残极余热回收利用研究

轻金属 2013年第8期 33-35,43页

作者：戚喜全东北大学设计研究院(有限公司) 辽宁沈阳110013

铝电解过程中残极带走大量的热量,同时新极又需吸收熔体内的热量来加热。本文提出了利用热残极加热新极的设想,设计了相应的换热装置,并对换热效果进行了模拟计算。计算发现,换热箱内放置一组冷的双阳极和一组热的残极,8小时后,热残极... 详细信息

铝电解过程中残极带走大量的热量,同时新极又需吸收熔体内的热量来加热。本文提出了利用热残极加热新极的设想,设计了相应的换热装置,并对换热效果进行了模拟计算。计算发现,换热箱内放置一组冷的双阳极和一组热的残极,8小时后,热残极可冷却到230OC以下,新极被加热到100～140OC之间,平均温升近100OC,折合能量节省为16kWh/t-Al。另外,经计算发现,对于本文设计的换热箱,换热8小时后,体系内的温度基本稳定,继续拉长换热时间,意义将不大。

关键词：热残极余热利用新极换热箱

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铝电解槽阳极三维电场数值计算与分析

轻金属 2003年第11期 35-38页

作者：戚喜全沈阳铝镁设计研究院辽宁沈阳110001

本文采用有限差分法对阳极工作在下面几种情况下阳极电位分布进行了三维计算机模拟 :1)阳极工作在理想状态 ;2 )阳极底掌出现较大突起 ;3 )相同阳极碳块 ,采用三个阳极钢爪。模拟结果表明 ,在理想状态下 ,层面越靠近底掌 ,电位分布越均... 详细信息

本文采用有限差分法对阳极工作在下面几种情况下阳极电位分布进行了三维计算机模拟 :1)阳极工作在理想状态 ;2 )阳极底掌出现较大突起 ;3 )相同阳极碳块 ,采用三个阳极钢爪。模拟结果表明 ,在理想状态下 ,层面越靠近底掌 ,电位分布越均匀 ,表明大部分电流自底掌流出 ,在电解质中则可不考虑水平电流分量的存在。而在阳极底掌出现较大突起时 ,阳极内电位分布则发生很大变化。另外 ,模拟结果表明 ,同样阳极碳块 ,由四个钢爪改为三个钢爪时 ,阳极内电位分布。

关键词：阳极三维电场电位分布等位线阳极钢爪

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电解槽电解质温度数学模型

轻金属 2001年第1期 28-30页

作者：戚喜全沈阳铝镁设计研究院辽宁沈阳110001

电解质温度与电解质分子比、电解槽设定电压 ,铝液高度等有着很强的相关性。本文通过对大量的实际数据的数学处理 ,归纳出在恒定电流条件下 ,电解质温度与槽设定电压、分子比、铝液水平等的关系式。利用其它铝厂同类电解槽的实测数据对... 详细信息

电解质温度与电解质分子比、电解槽设定电压 ,铝液高度等有着很强的相关性。本文通过对大量的实际数据的数学处理 ,归纳出在恒定电流条件下 ,电解质温度与槽设定电压、分子比、铝液水平等的关系式。利用其它铝厂同类电解槽的实测数据对此关系式进行校验 ,结果基本吻合。因此 ,根据测量的 (或仿真的 )温度值 ,结合分析得到的分子比、测量的铝液水平 ,就可以实时对电解槽设定电压进行自动调整。

关键词：电解质温度设定槽电压分子比铝水平数学模型铝电解槽炼铝

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智能多模式控制思想

轻金属 2002年第11期 61-63页

作者：戚喜全沈阳铝镁设计研究院辽宁沈阳110001

物料平衡与能量平衡同时自动控制是“智能多模式控制系统”的核心。专家系统在物料平衡控制过程中的应用 ,大大稳定了物料平衡控制过程 ,逐步趋向于“零效应”控制。同时 ,能量平衡的自动控制 ,逐渐实现了电解槽的全面稳定自动控制。

关键词：物料平衡能量平衡专家系统零效应铝电解槽智能控制氧化铝

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铝电解过程中氧化铝浓度监控

轻金属 2003年第3期 32-34页

作者：戚喜全沈阳铝镁设计研究院辽宁沈阳110001

铝电解生产过程中各种因素的变化均会直接影响槽电阻 ,进而影响控制策略。工艺条件跟踪、物料平衡跟踪以及定期浓度校正将会及时纠正浓度偏差。

关键词：浓度控制工艺条件物料平衡校正

300,400kA大型铝电解槽铝液的波动状态

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东北大学学报（自然科学版） 2011年第11期32卷 1603-1606页

作者：李剑虹涂赣峰戚喜全毛继红东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110819 东北大学设计研究院(有限公司) 辽宁沈阳110013

采用铁棒溶蚀法在工况条件下分别对300 kA和400 kA系列电流阴极炭块普通组合、高低组合以及端头槽和非端头的6台电解槽的铝液流场进行了工业测试.根据铁棒出现的正常溶蚀、"细腰"特征、溶蚀面扭转、溶蚀坑较多等现象详细地分析了槽内铝... 详细信息

采用铁棒溶蚀法在工况条件下分别对300 kA和400 kA系列电流阴极炭块普通组合、高低组合以及端头槽和非端头的6台电解槽的铝液流场进行了工业测试.根据铁棒出现的正常溶蚀、"细腰"特征、溶蚀面扭转、溶蚀坑较多等现象详细地分析了槽内铝液的水平运动状态及垂直方向上的局部运动特征,并对不同结构电解槽的流速场进行了比较,沿槽大面方向,400 kA阴极炭块普通组合槽呈现大—小—小—大4个漩涡,阴极炭块高低组合槽呈现大小均匀的2个漩涡,而300 kA电解槽则呈现大小均匀的5个漩涡.

关键词：铁棒溶蚀法水平流速 “细腰”特征溶蚀面扭转溶蚀坑

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电解槽内衬材料与结构的合理配置

有色金属 2009年第3期61卷 105-108页

作者：戚喜全东北大学设计研究院(有限公司) 沈阳110013

电解槽内衬,不同位置所起的作用不同,生产过程中所受到的影响也不同。因此,应该依据不同位置内衬的作用采用不同的材质,不同的配置方式,以实现最大限度发挥每种材料的正面作用,降低其负面影响,最大限度提高电解槽寿命,降低生产过程中的... 详细信息

电解槽内衬,不同位置所起的作用不同,生产过程中所受到的影响也不同。因此,应该依据不同位置内衬的作用采用不同的材质,不同的配置方式,以实现最大限度发挥每种材料的正面作用,降低其负面影响,最大限度提高电解槽寿命,降低生产过程中的额外能量消耗。作者依据内衬材料结构对电解槽寿命、能耗的影响的理解和自身经验,提出了合理的内衬配置方式。

关键词：冶金技术铝电解槽内衬阴极膨胀槽寿命接触电阻率

阳极更换及铝液高度对电解槽内铝液流速场的影响

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中国有色金属学报 2005年第3期15卷 485-489页

作者：戚喜全冯乃祥崔建忠东北大学材料与冶金学院沈阳110006

采用k-ε二方程法和SIMPLE算法对190 kA大型预焙阳极铝电解槽分别在槽况较为理想、更换阳极、炉底存在结壳、不同铝水平以及阳极长包情况下的铝液流速场进行了三维计算。结果表明: 电解槽中金属铝液主要表现为水平流动, 但在槽边部也表... 详细信息

采用k-ε二方程法和SIMPLE算法对190 kA大型预焙阳极铝电解槽分别在槽况较为理想、更换阳极、炉底存在结壳、不同铝水平以及阳极长包情况下的铝液流速场进行了三维计算。结果表明: 电解槽中金属铝液主要表现为水平流动, 但在槽边部也表现出明显的垂直方向流动; 在理想槽况下, 铝液中最大水平流速为11.9 cm/s, 平均流速为3.5 cm/s; 换极、炉底结壳和阳极长包时, 在相应位置的铝液中出现显著的环行流动, 铝液流动形式发生变化; 换极时铝液最大流速(为13.1 cm/s)较理想槽况有较大增加, 但平均流速变化不大; 炉底存在较小结壳时, 铝液流速增加不大; 阳极长包时, 铝液流速则大大增加, 最大水平流速达24 cm/s, 而当铝水平适当降低, 铝液流动形式和流速未发生明显变化。

关键词：铝电解槽换极结壳长包流速场