金属学报

作者：王富强, 刘伟, 王兆文

单位：1.东北大学冶金学院 沈阳 110819；2.沈阳铝镁设计研究院有限公司 沈阳 110001

关键词：铝电解槽,两相流场,局部阴极电流增大,界面变形,数值模拟,优化,

基金：国家自然科学基金项目(51434005);国家自然科学基金项目(51529401)

采用数值模拟方法建立了三维非稳态电解质-铝液两相流500 kA全槽模型，并通过铝液流速和电解质/铝液的界面变形测试数据验证了模型的准确性。在此基础上模拟并定量评估了6种实际电解生产中存在的局部阴极电流增大60%对铝液流场和界面变形产生的影响程度。结果表明，局部阴极电流增大并不能改变全槽的铝液流场和界面变形的整体趋势，只是局部位置的铝液流速和界面变形幅度略有差异，其中A2A3阴极电流增大有利于抑制B侧中部的界面隆起，极距平均改善幅度为3.0%。分别通过增大电解槽两端部，中部和A、B两侧的部分阴极电流比例对比分析了两相流场变化规律。结果表明，适当增加电解槽两端部的阴极电流有利于抑制界面变形，尤其是A1~A4和A21~A34阴极电流增加28%可将界面隆起最大值降低2.4 mm，B7~B18的极距平均拉高9.5%。该研究为母线优化和改善电解槽磁流体稳定性提供了一条新思路。

来源：2020年第7期

《金属学报》期刊编辑部

查看金属学报杂志2020年第7期