<<
>>

4.4. Влияние замены анодов на физические поля и устойчивость алюминиевого электролизера

В электролизер с обожженными анодами электрический ток поступает сверху через анодные блоки, которые погружены в электролит и выровнены по подошве. Из-за большой силы тока и агрессивного электролита с течением времени аноды сгорают.
Каждый день высота анодов уменьшается на несколько сантиметров. После того как высота анода достигает критического значения, его заменяют. Аноды имеют разную высоту, замена анодов происходит согласно схеме, которая определяет последовательность замены анодов. Замена некоторых анодов приводит к неустойчивой работе электролизера. Для понимания причин возникновения этих неустойчивостей необходимо знать, какое влияние оказывает замена анодов на характеристики процессов, происходящих в электролизере, на физические поля в нем.

С помощью разработанной модели физических полей можно моделировать замену анодов, рассчитывать физические поля до и после выемки анода. На рис. 4.24 представлено распределение горизонтальных токов в металле при выемке угловых анодов (1-ый, 11-ый, 12-ый и 22-ой аноды в электролизере С-160). Как видно из графиков горизонтальные токи устремляются в сторону вынимаемого анода.

Вынули 1-ый анод

4 F

? 2 4

Вынули 11-ый анод

х. м

. ч ч S Ч I . ft i Г ^ **** * И I ) / /Гг'у \ U I I /

s 2

о ? • X. м

Вынули 12-ый анод

sill7 WVVvv\\ \ I I

^ ^ /

/ / У . х, м

0 2 4

Вынули 22-ой анод « \ > \ ч "Ч "Ч чч^ I ч, ч \ ЧЧ^-Ч^

* \ Ч S Ч ЧЧЧ 8

4 6

*,м Рисунок 4.24 - Влияние выемки анодов на распределение горизонтальных токов в металле. Были рассчитаны линии циркуляции металла и электролита при выемке анодов для настыли 0.3 м (рис. 4.25, 4.26). При выемке угловых анодов из графиков видно, что под вынимаемым анодом образуется небольшой контур циркуляции металла (рис. 4.25). При выемке анодов в середине длинных сторон электролизера (6-ой и 17-ый аноды) большой контур линий циркуляции металла разбивается на два более мелких контура. 12-ыйанод 17-ый анод 22-ой анод

и,, А

IhJ

|\\ч®

1 -ый анод 6-ой анод 11 -ый анод

Рисунок 4.25 - Линии циркуляции металла при выемке анодов.

17-ый анод

2 3 4 5 6 7

11 -ый анод

Ш/ а..

'Г \\

№'

Ш

t 3 3

5 Б 7

22-ой анод

12-ый анод

1 -ый анод

6-ой анод

Рисунок 4.26 - Линии циркуляции электролита при выемке анодов.

Изменение линий циркуляции металла и электролита обусловлено тем, что при замене анода перераспределяются электрические токи в электролизере, что в свою очередь приводит к изменению электромагнитных сил в расплаве.

В таб.

4.13 показаны максимальные значения магнитного поля, плотности электромагнитных сил, скоростей и значение критического МПР при замене анодов.

Таблица 4.13. Замена анода № Макс. Вэ ,Тл Макс.

К ,Тл Макс.

Л ,Н/м3 Макс. Л, н/м3 Макс.

И, м/с Макс.

К|,м/с Крит. МПР, см - 0.0148 0.0146 54 142 0.021 0.088 7.0 1 0.0274 0.0271 217 530 0.087 0.290 24.9 6 0.0296 0.0287 239 598 0.122 0.344 28.6 11 0.0263 0.0258 179 464 0.070 0.266 21.9 12 0.0269 0.0266 180 466 0.085 0.268 21.8 17 0.0323 0.0318 258 618 0.097 0.385 32.2 22 0.0334 0.0327 274 685 0.109 0.413 35.0 Как видно из таб. 4.13 максимальные значения магнитного поля, плотности электромагнитных сил и скоростей увеличиваются как в электролите, так и в металле при замене анодов. Критическое МПР значительно увеличивается.

<< | >>
Источник: Коростелев, Иван Николаевич. Математическая модель стационарных физических полей и критерий МГД—стабильности В алгоритмах динамической модели алюминиевого электролизера / Диссертация / Москва. 2005

Еще по теме 4.4. Влияние замены анодов на физические поля и устойчивость алюминиевого электролизера:

  1. 18.3. ВЛИЯНИЕ ДОХОДА И ВЛИЯНИЕ ЗАМЕНЫ
  2. Коростелев, Иван Николаевич. Математическая модель стационарных физических полей и критерий МГД—стабильности В алгоритмах динамической модели алюминиевого электролизера / Диссертация / Москва, 2005
  3. Введение
  4. Основная идея диссертации
  5. Научная новизна 1.
  6. Краткое описание диссертации по разделам
  7. 1 Обзор литературных источников
  8. 2 Математические модели для расчета физических полей в алюминиевом электролизере
  9. 2.1 Расчет электрического поля
  10. 2.4 Описание программной реализации
  11. 4 Исследование состояний алюминиевых электролизеров
  12. 4.1 Влияние настыли на физические поля в алюминиевом электролизере
  13. 4.2 Влияние ошиновки и соседних электролизеров на физические поля и устойчивость алюминиевого электролизера