МОДЕЛИРОВАНИЕ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАХ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ПЕРВИЧНОГО АЛЮМИНИЯ

Радионов Евгений Юрьевич , Немчинова Нина Владимировна , Третьяков Ярослав Александрович

2015 / Номер 7(102) 2015 [ Металлургия и материаловедение ]

Увеличение энергопотерь при электролизе криолито-глиноземных расплавов напрямую связано с протеканием сложных магнитогидродинамических (МГД) процессов в электролизере. Показана необходимость использования методов математического моделирования для изучения и оптимизации данных явлений. Дан краткий анализ теоретических работ по исследованию МГД-процессов и используемых для моделирования программных продуктов. Приведены результаты моделирования (с помощью различных программ) магнитного и электрического полей, а также магнитогидродинамики расплава в электролизере Содерберга типа С-8БМ; дано сравнение полученных данных с практикой и разработаны рекомендации по замене ошиновки.

Ключевые слова:

алюминиевая промышленность,электролизер,магнитогидродинамика,математическое моделирование,магнитное поле,электрическое поле,aluminum industry,electrolysis cell,magnetohydrodynamics,mathematical modeling,magnetic field,electric field

Библиографический список:

1. Ветюков М.М., Цыплаков А.М., Школьников С.Н. Электрометаллургия алюминия и магния: учебник для вузов. М.: Металлургия. 1987. 320 с.
2. Металлургия алюминия: технология, электроснабжение, автоматизация: учеб. пособие / Г.В. Галевский, Н.М. Кулагин, М.Я. Минцис [и др.]. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 2008. 527 с.
3. Бегунов А.И. Газогидродинамика и потери металла в алюминиевых электролизерах. Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1992. 288 с.
4. Sneyd A.D. Interfacial instabilities in aluminium reduction cells // J. Fluid Mech. 1992. V. 236. P. 111-126.
5. Pigny S., Moreau R. Stability of fluid interfaces carrying an electric current in the presence of a magnetic field // European J. of Mech. B/Fluids. 1992. V. 11. N. 1.P. 1-20.
6. Davidson P.A. An energy analysis of unstable aluminum reduction cells // European J. of Mech. B. 1994. V. 13.P. 15-32.
7. Bojarevics V., Romerio M.V. Long waves instability of liquid metal-electrolyte interface in aluminium electrolysis cells: a generalization of Sele'scriterion // European J. of Mech., Fluids. 1994. V. 13. N. 1.P. 33-56.
8. Sneyd A.D., Wang A. Interfacial of instabilities due to MHD mode coupling in aluminum reduction cells // J. Fluid Mech. 1994. V. 263. P. 343-359.
9. Droste С., Segatz М., Vogelsang D. Improved 2-Dimensional Model for Magneto Hydrodynamics Stability Analysis in Reduction Cell // Light Metals. 1998. P. 419-428.
10. Vogelsang D., Segatz M., Droste С., Baekler P., Stucher R. Development of a 300 kA Reduction Cell: Application of Simulation Tools for the Conceptual Design // Light Metals. 1994. P. 122-127.
11. Shin D., Sneyd A.D. Instability of layer metal in aluminium electrolysis // Light Metals. 2000. P. 279-283.
12. Gerbeau J.-F., Lelievre T., Le Bris C. Numerical simulation of two-fluids MHD flows // Proc. of the 5th Intern. PAMIR Conf. (16-20 sept. 2002, Ramatuelle (France)). Ramatuelle, 2002. V. 1. P. 101-105.
13. Брагинский С.И. Явления переноса в плазме // Вопросы теории плазмы; под ред. М.А. Леонтовича. Вып. 1. М.: Атомиздат, 1963. С. 183-272.
14. Куликовский А.Г., Любимов Г.А. Магнитная гидродинамика. М.: Логос, 2011. 328 с.
15. Bojarevics V. Time Dependent MHD Models for Aluminium Reduction Cells: рresentation. University of Greenwich (Great Britain), 2011.
16. Пат. № 2505626, Российская Федерация, C25C3/16. Ошиновка электролизера для получения алюминия / В.В. Пингин, В.В. Платонов, Е.Ю. Радионов; заявитель и патентообладатель ООО «Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр». № 2012145698/02. Заявл. 25.10.2012; опубл. 27.01.2014.
17. Пат. № 2517623, Российская Федерация, C25C 3/12. Способ обслуживания алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом / В.В. Пингин, Я.А. Третьяков, А.А. Губин, Е.Ю. Радионов; заявитель и патентообладатель ООО «Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр». № 2012158363. Заявл. 29.12.2012; опубл. 27.05.2014.
18. Радионов Е.Ю., Немчинова Н.В., Окулов М.Д. Пути модернизации ошиновки электролизера при производстве алюминия // Металлургия легких и тугоплавких металлов: материалы III междунар. науч.-технич. конф. (Екатеринбург, 10-11 окт. 2014 г.). Екатеринбург, 2014. С. 103-108.
19. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. 7-е изд., испр. М.: Наука, 1988. 512 с.
20. Bradley B.F., Dewing E.W., Rogers J.N. Metal pad velocity measurements by the iron rod method // Light Metals, 1984. Р. 541-552.
21. Tabereaux A.T., Hester R.B. Metal pad velocity measurements in prebake and soderberg reduction cells // Light Metals, 1984. Р. 519-539.
22. Pant A., Langille A., Roy R., Wells M. Measurement of liquid metal flow velocities in electrolytic cells: Test of the iron method // Light Metals, 1986. Р. 541-550.
23. Пат. № 2516415, Российская Федерация, С25С3/16. Способ замены четырехстоячной ошиновки на трехстоячную в алюминиевом электролизере Содерберга / В.В. Пингин, В.В. Платонов, Е.Ю. Радионов, Я.А. Третьяков; заявитель и патентообладатель ООО «Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр». № 2012149277. Заявл. 19.11.2012; опубл. 20.05.2014.

Файлы:

• 16.pdf (скачать | просмотреть) - скачано 57 раз