预焙炭阳极环形槽炭碗设计的仿真研究

来源期刊：东北大学学报(自然科学版)2020年第12期

论文作者：李拓夫 陶文举 王兆文 孔令宇

文章页码：1715 - 1720

关键词：铝电解节能;阳极结构优化;阳极电压降;数值模拟;多物理场耦合;

摘    要：在工业铝电解槽阳极中,炭碗底部由于存在较大的铁-炭间隙而无法导电.针对这一弊端,提出了一种环形开槽的阳极炭碗设计.采用数值模拟的方法,考察了环形槽炭碗设计对阳极物理场的影响及机理.数值计算结果表明,在重力作用下,工业阳极炭碗底部存在1.2 mm左右的初始铁-炭间隙,而环形槽炭碗设计能够将炭碗底部的初始铁-炭间隙降低到约0.2 mm.因此,阳极运行时,采用环形槽炭碗的阳极中磷生铁和钢爪的热膨胀能够使炭碗底部的铁-炭间隙闭合,从而与炭碗底部产生接触应力,进而增加炭碗导电面积、改善阳极电流分布.采用环形槽炭碗设计能够降低阳极电压降约22 mV,而对阳极温度场分布没有显著影响.