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国家自然科学基金(50374081)

作品数:13 被引量:81H指数:7
相关作者:李劼赖延清刘伟刘业翔王志刚更多>>
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文献类型

  • 13篇中文期刊文章

领域

  • 13篇冶金工程
  • 1篇理学

主题

  • 11篇电解
  • 11篇铝电解
  • 9篇电解槽
  • 9篇铝电解槽
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  • 3篇电磁场
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机构

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作者

  • 9篇李劼
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  • 2篇张钦菘
  • 2篇李相鹏
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  • 2篇刘杰
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  • 1篇刘凤琴
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传媒

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  • 1篇有色金属工程

年份

  • 1篇2012
  • 4篇2008
  • 3篇2007
  • 2篇2006
  • 1篇2005
  • 2篇2004
13 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
聚铝沟排布对导流型铝电解槽热应力分布的影响被引量:4
2007年
为了优化导流型铝电解槽聚铝沟设计方案,对槽内热应力分布特征进行研究分析。采用商用有限元计算软件ANSYS针对两种聚铝沟设计方案(即方案Ⅰ为工字型聚铝沟结构;方案Ⅱ为单聚铝沟结构)的导流槽模型进行了电?热?应力耦合计算,同时针对热应力引起的槽体形变进行模拟。结果表明:采用方案Ⅰ工字型聚铝沟结构时,槽体内部热应力较大,尤其是两端靠近横向聚铝沟的阴极炭块内部具有较大的应力集中,而采用方案Ⅱ单聚铝沟结构时,该处的应力集中得到了较好的缓和,槽体形变较小。
李相鹏李劼赖延清刘业翔冉永华周昊岑可法
关键词:热应力形变有限元方法
EFFECT OF STRUCTURAL PARAMETERS ON THE THERMAL STRESS OF A NiFe_(2)O_(4)-BASED CERMET INERT ANODE IN ALUMINUM ELECTROLYSIS被引量:4
2007年
Inert anode has been a hot issue in the aluminum industry for many decades. With the help of FEA(finite element analysis) software ANSYS,a model was developed to simulate the thermal stress distribution working condition of an inert anode. To reduce its thermal stress,the effect of some parameters on the thermal stress distribution was investigated,including the anode height,the anode radius,the hole depth,the hole radius,and the radius of inner chamfer and outer chamfer. The results showed that in the actual working condition of an inert anode,there existed a large axial tensile stress near the tangent interface between the anode and bath,which was the major cause of anode breaking. Increasing the anode height and reducing the hole depth properly seemed to be beneficial for the stress distribution. With the increase of anode radius,the stress distribution became better first and then deteriorated,the reasonable value was between 0.045 to 0.06m. The hole radius had a significant effect on the stress and a smaller radius would reduce the thermal stress. The effect of the radius of the inner chamfer and the outer chamfer was less than other parameters.
J. Li Z.G. Wang Y.Q. Lai Y.Y. Wu S.L. Ye
关键词:铝电解惰性阳极材料
350kA预焙阳极铝电解槽磁场分布研究被引量:9
2008年
使用有限元法建立了铝电解槽三维静电磁场耦合计算模型。该模型考虑了槽内导体、母线系统、铁磁材料及空气漏磁等因素对磁场解析的影响;采用六面体单元对模型进行网格划分;先求解得到电场结果,再在该结果基础上采用常规标量法(GSP)分三步对磁场进行求解。以350 kA预焙阳极铝电解槽为例,分别计算了同厂房中不同相邻槽数和不同的相邻厂房对磁场的影响情况,发现上下游各选用3台相邻槽和两侧都有相邻厂房的设计较为合理,并用在此条件下建立的模型计算并优化了该电解槽系列的电磁场分布情况,得出垂直磁场范围在-2.87×10-3T至2.15×10-3T之间,并与工厂实际测量得到的结果进行对比,数值接近,证明了模型和结果的合理性。
刘杰李劼赖延清刘伟王志刚伍玉云
关键词:铝电解槽电磁场有限元法
粘接剂对铝电解用TiB_2复合阴极电解膨胀率的影响被引量:2
2012年
采用改进型阴极电解膨胀率测试仪,测试[K3AlF6/Na3AlF6]-AlF3-Al2O3熔体中沥青、呋喃、酚醛和环氧基TiB2-C复合阴极的电解膨胀率,研究粘结剂种类和用量对TiB2-C复合阴极电解膨胀率的影响。对电解后试样断面进行元素微区分析。结果表明,TiB2-C复合阴极的电解膨胀性能受到粘结剂种类和用量两方面共同作用的影响。沥青基TiB2-C复合阴极表现出较大的电解膨胀率,而环氧基TiB2-C复合阴极表现出的电解膨胀率较小。不同种类粘结剂均有一个最佳的粘结剂用量,沥青、呋喃、酚醛和环氧基TiB2-C复合阴极粘结剂的最佳使用量分别为16%,18%,14%和12%,所对应的电解膨胀率最小,分别为1.49%,1.26%,1.18%和0.92%。无论使用何种粘结剂,复合阴极均表现出良好的铝液润湿性。碱金属钾和钠由外至内渗透进入阴极内部,钾比钠有着更强的渗透能力。
方钊胥建侯金龙李林波朱军
关键词:铝电解复合阴极
铝电解槽电磁流场的数学建模与应用被引量:25
2008年
研究了铝电解槽复杂开域的媒质接触、结构化网格划分、磁场边界条件施加、场耦合等建模问题。运用标量电位法、标量磁位法和有限体积法在商业软件平台上开发了铝电解槽电?磁?流场的计算模块,并与工业电解槽上的测量数据对比验证其可靠性。在此基础上提出一种母线设计方法,获得较优的母线配置方案SG2。仿真结果表明:SG2水平电流小,磁场分布对称性好;熔体平行大面流动有助于氧化铝输运。磁场分析结果表明:立柱母线中的电流可大幅度抵消非均匀阴极母线电流对磁场分布的影响,决定最终磁场分布。
刘伟李劼赖延清徐宇杰刘业翔
关键词:铝电解电磁场流场母线
焙烧过程中阴极类型对阴极热场分布的影响被引量:4
2006年
以有限元分析软件ANSYS为平台,建立了160 kA铝电解槽焦粒焙烧时的三维1/4整槽模型;对3种典型阴极炭块(半石墨质、半石墨化和石墨化)在给定焙烧条件下的热场分布进行了仿真研究。结果表明:由于这3种炭块的电导率和导热系数依次增大,因此,在相同的焙烧条件下达到焙烧终点(阴极最高温度为1 030℃)时,阴极的温度分布依次变均匀;半石墨化和石墨化阴极与半石墨质阴极相比,其最大温差分别降低了133℃和232℃;阴极表面平均温度分别提高了34℃和57℃;周边糊的平均温度分别提高了77℃和126℃;900℃以上温度所占面积则从52.4%分别提高到63.0%和70.5%;达到相同终点的焙烧时间从96 h分别增加到132 h和205 h。当焦粒层厚度从20 mm增加到30 mm时,石墨化炭块的焙烧时间从205 h缩短到90 h,虽然焙烧效果有所下降,但仍然显著优于其他2种炭块在焦粒层厚度为20 mm时的焙烧效果。
刘海石李劼李翠梅张钦菘刘伟
关键词:铝电解槽焦粒焙烧ANSYS软件有限元仿真
COUPLED SIMULATION OF 3D ELECTRO-MAGNETO-FLOW FIELD IN HALL-HEROULT CELLS USING FINITE ELEMENT METHOD被引量:10
2006年
二完整的 3D 稳定的数学模型被有限元素方法开发(女性) 联合了物理地计算:电磁的模型首先并且那么被造并且解决作为在海军司烧方程的来源身体力量是有获得的电磁的力量的液体运动模型。铁磁性的壳,总线工具条系统在附近,和导致的电流以磁场被考虑的开的边界问题以及里面引起的效果。而且,一个新建模方法被发现建立稳固的模型然后协调他们完全与所谓的把结构化的格子,也就是十六进制网孔。有二种公共汽车酒吧安排的 75kA prebaked 房间的例子被举。结果同意在文学揭示的那些并且证实联合模拟是有效的。这些模型的用法便于电场的一致分析到磁场然后流动运动到更大的程度,电流密度的本地分布和磁性的流动密度,这也被结束非常依赖于房间结构,钢壳是盾减少磁场,流动模式是二在金属垫的主要身体维。
J. LiW. LiuY.Q. LaiQ.Y. LiY.X. Liu
关键词:电磁场流场铝电解槽
300kA铝电解槽中焦粒焙烧过程温度场的仿真优化被引量:9
2007年
使用有限元法建立了300 kA铝电解槽的焦粒焙烧三维1/4整槽模型,针对目前普遍采用焦粒均匀铺设方式,对其焦粒焙烧过程的温度分布与变化特征进行了瞬态数值仿真研究。当前的焦粒焙烧启动方式存在阴极表面温差过大、各阴极炭块随空间位置不同温度分布差异过大、端部第1至第3块阴极炭块平均温度低于900℃、阴极炭块和捣固糊升温速度过快等缺陷。提出在阴极表面从电解槽边缘向中心依次铺设电阻率递增的焦粒层的优化焙烧方案,并进行温度场仿真计算。结果表明:该优化方案可以使阴极表面温度分布更加均匀,端部第1至第3块阴极炭块表面温差比优化前降低8%以上,中间第4至第13块阴极炭块表面温差降低30%以上,阴极炭块和阴极缝糊平均升温速度降低12%,该优化方案更有利于减少电解槽的早期破损。
李劼伍玉云刘伟赖延清王志刚刘杰
关键词:铝电解电热场焦粒焙烧
Simulation of thermal and sodium expansion stress in aluminum reduction cells被引量:3
2008年
Two finite element(FE) models were built up for analysis of stress field in the lining of aluminum electrolysis cells.Distribution of sodium concentration in cathode carbon blocks was calculated by one FE model of a cathode block.Thermal stress field was calculated by the other slice model of the cell at the end of the heating-up.Then stresses coupling thermal and sodium expansion were considered after 30 d start-up.The results indicate that sodium penetrates to the bottom of the cathode block after 30 d start-up.The semi-graphitic carbon block has the largest stress at the thermal stage.After 30 d start-up the anthracitic carbon has the greatest sodium expansion stress and the graphitized carbon has the lowest sodium expansion stress.Sodium penetration can cause larger deformation and stress in the cathode carbon block than thermal expansion.
李劼伍玉云赖延清刘伟王志刚刘杰刘业翔
关键词:铝电解槽
导流槽阴极热应力分布计算和结构优化被引量:7
2004年
使用ANSYS有限元计算软件建立了75kA导流型铝电解槽热应力分布的计算模型,对聚铝沟位于槽中部导流型铝电解槽阴极内部的热应力分布进行了计算研究,为了减小阴极内部应力的集中,对电解槽结构进行优化。研究结果表明:采用典型的截面为矩形的聚铝沟和普通方钢作为阴极钢棒时,在聚铝沟处的阴极炭块和涂层以及阴极炭块内部炭糊与阴极钢棒端部接触之处存在较大的应力集中,从而可能造成阴极炭块开裂以及涂层与阴极炭块分离;采用半圆形截面聚铝沟能缓解角部的应力集中,但在聚铝沟圆弧底部的炭块和涂层中各存在1个x方向的正应力集中,最大值分别为-6.65×107Pa和-4.97×107Pa;采用小直径圆弧角的聚铝沟要比采用半圆形或矩形截面的聚铝沟更能改善此处涂层和炭块中的应力分布,而采用端部为半球形的阴极钢棒能有效地减小阴极炭块内部由于阴极钢棒热膨胀产生的应力集中。
刘业翔李相鹏李劼赖延清
关键词:热应力阴极钢棒
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