Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Магнитное поле в электролизереСодержание книги
Поиск на нашем сайте
При протекании тока по проводнику вокруг него возникает магнитное поле, которое взаимодействует с током и создает электромагнитные силы, действующие на проводник с током. Именно на этом принципе работают все электрические двигатели, устройства для электромагнитного транспорта жидкого металла и пр. В алюминиевых электролизёрах протекают огромные токи, приводящие к возникновению мощных электромагнитных сил в электролизёре и вокруг него. В конструктивных частях электролизёра эти силы никак не проявляются, но в жидком алюминии, как проводнике тока, под воздействием электромагнитных сил изменяется форма поверхности металла, а значит, и междуполюсное расстояние (МПР). Возникает не только циркуляция расплава, приводящая к замыканию подошвы анода с жидким Al, но и перекос поверхности алюминия. Ток по элементам электролизера течет вертикально — вверх и вниз (анод, стояки); горизонтально — вдоль и поперек ванны (анодные и катодные шины, катодные блюмсы), и поэтому магнитная индукция в каждой точке ванны имеет сложную картину. Так как МПР — величина переменная и зависит от состояния подошвы анода, волнений металла, наличия газа, угольных частичек в электролите и других факторов, то фактическая плотность тока в электролите переменна и ею невозможно управлять. Для расчетов приходится принимать ее равной анодной плотности тока. Направление тока в расплавленном алюминии зависит от формы рабочего пространства (ФРП), наличия осадков, столба металла на подине и других факторов. При стабильном технологическом режиме и нормальной ФРП плотность поперечного горизонтального тока в металле незначительна и не превышает 0,1—0,2 А/см2. Но конфигурация настыли переменна, поэтому и величина горизонтальных токов не постоянна. Практически ток через электролит к подине стекает не вертикально, а наклонно, поскольку площадь анода, как правило, всегда больше площади подины, свободной от настылей и осадков. При "горячем" ходе ванны, т.е. в отсутствии бортовых и подовых настылей, величина поперечного тока, направленного к продольным сторонам шахты, возрастает и достигает 1,2—1,3 А/см2. Причины возникновения горизонтальных токов: 1) меньшее электрическое сопротивление расплавленного алюминия, чем у блюмсов и катодных шин; 2) изготовление подины ванны из секций разной длины. Их электросопротивление не одинаково, и ток перетекает от длинных секций к коротким. Подовые секции, равные ширине ванны, снижают горизонтальные токи. Распределение тока по подовому блоку зависит от материала заделки блюмса в паз (углеродистая паста или чугун). Углеродистая паста выравнивает распределение тока, но обладает б о льшим электросопротивлением, что увеличивает расход электроэнергии. Распределение тока по аноду редко может быть однородным. На СОА резкое перераспределение токов происходит при перестановке штырей и подъеме анодной рамы. Также плотность тока на вторичных анодах, т.е. на подштыревых участках анода, значительно ниже, чем на остальном аноде, за счет его большей пористости. Распределение тока на обожженных анодах также неравномерно вследствие разницы их температур, разной высоты и качества заделки ниппелей в блок. Однако в целом распределение тока по ванне с ОА равномернее из-за более стабильной ФРП и температуры токопроводящих узлов. Горизонтальные составляющие напряженности магнитного поля при взаимодействии с вертикальным током образуют электромагнитные силы, направленные к поперечной и продольной осям ванны. Электромагнитные силы возникают во всех алюминиевых электролизерах, их величина пропорциональна квадрату силы тока. При токе более 80 кА влияние этих сил становится значительным, а на ваннах большой мощности эти силы определяют ТЭП. Поверхность расплавленного алюминия имеет слегка выпуклую форму, и этот перекос является основной причиной циркуляции расплава (металла и электролита). При этом скорости металла определяются электромагнитными силами, а скорости циркуляции электролита - его гидравлическими характеристиками. Поверхность металла находится в состоянии непрерывного волнения, и высота волн может достигать 45 мм при частоте до 40 раз в минуту, т.е. высота волны сравнима с величиной МПР, что приводит к местным коротким замыканиям. Процессы массо- и теплопереноса значительно влияют на технологию и технико-экономические показатели работы электролизеров. Гидродинамические потоки расплава формируются в результате совокупного воздействия электромагнитной силы, движения газовых пузырьков по подошве анода и свободной конвекции расплава. Роль гидродинамических процессов резко возрастает с увеличением размеров и мощности электролизеров. От гидродинамики расплава зависят такие важнейшие массообменные процессы, как: - перенос глинозема из зоны загрузки и растворения - в МПР - зону потребления; - выравнивание концентраций компонентов электролита во всей ванне; - потери металла; - формирование температурного поля расплава и ФРП; - теплообмен в электролизёре и передача тепла в окружающую среду. Современные методы позволяют рассчитывать и измерять направление и величину магнитного поля в любой точке электролизёра. Это позволило разработать меры по снижению вредного влияния электромагнитных сил на расплав: увеличение столба металла в ванне, обеспечение оптимальной ФРП, применение секционированной ошиновки оптимальной конфигурации на мощных ваннах.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 137; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.14.254.103 (0.011 с.) |