Возникновение конусов на аноде алюминиевого электролизера

Перевод названия: Spikes generation on anode of aluminium reduction cell

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2018

Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2018.09.06

Ключевые слова: aluminium, Prebaked anode, spike, alumina, current distribution, overvoltage, Carbon dust, алюминий, обожженный анод, конус, глинозем, распределение тока, перенапряжение, угольная пена

Аннотация: В работе приведены результаты моделирования распределения тока на активной поверхности угольного анода алюминиевого электролизера. Анод, как и сам электролизер, является диссипативной структурой и, следовательно, очень чувствителен к граничным условиям. Локальные неравномерности его состава и нарушения условий взаимодействия с электролитом приводят к технологическим «расстройствам», например к искажению рельефа поверхности. Такие нарушения условно делят на три типа: «типичный конус» - цилиндрические или конические формы, образующиеся на подошве анодов; «отставание» - выступы на подошве анода прямоугольного сечения или неровность, занимающая до 50-60 % площади анода; «перекал» - нарушение на подошве анода (шар, гриб и т. п.), возникающее у любой грани анодного блока. Одна из основных опасностей образования конусов - значительное снижение выхода по току. На основе модельных представлений, считая задачу одномерной, проанализировано влияние распределения концентрации глинозема и наличия угольной пены под подошвой анодного блока на анодную плотность тока и на «срабатывание» анода. Модель позволяет предсказать локальную скорость срабатывания анода и темпы роста конуса. В основу модели положены выражения, приведенные в литературных источниках, связывающие между собой анодное перенапряжение (равное сумме активационной и концентрационной составляющих), анодную плотность тока, концентрацию глинозема в объеме расплава и падение напряжения в электролите в межполюсном зазоре при различных технологических параметрах и физико-химических свойствах электролита. Рассчитанное по модели время до появления конуса, замыкающего анод с катодом, составляет ~2 сут, что подтверждает ее адекватность. Для подавления образования и роста конусов рекомендовано: повысить скорость транспорта глинозема, изменив условия его поступления в межполюсный зазор; уменьшить содержание угольной пены (для этого нужно выравнять реакционную способность кокса-связующего и кокса-наполнителя, подобрав оптимальную температуру обжига).

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Цветные металлы

Выпуск журнала: 9

Номера страниц: 43-48

ISSN журнала: 03722929

Место издания: Москва

Издатель: Закрытое акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"

Авторы

  • Михалев Ю.Г. (Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия)
  • Поляков П.В. (Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия)
  • Ясинский А.С. (Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия)
  • Поляков А.А. (Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.