文档介绍：· · 中固有色冶金口研究与探讨
铝电解槽熔体区散热分析
黄俊,姚世焕
中铝国际贵阳铝镁设计研究院,贵州贵阳
摘要】解析电解槽内衬热耗散机理对于电解槽设计十分重要,关键考虑电解槽两个区域的热损失,第
一区域是槽温与槽周空气温度所形成的温度梯度产生的驱动力,另一个区域主要的驱动力是槽子的过热
度。文中着重分析了电解槽熔体区的散热现象。
【关键词铝电解槽;炉帮;过热度;对流换热
中图分类号文献标识码】【文章编号———
电解槽热损失的形式和区域
在电解槽的能量平衡分析中,其能量消耗可分
—————
—、
为两类:①欧姆型的热或能量损失,即消耗于母
线、阳极、阴极和极距问的能量;②化学型能量损
失,即预热反应物质所需的能量,为了生产所需的
能量吸热反应和铝的再氧化或铝的二次反应放解槽熔体区【\’外部空气区
热反应所需的能量。电解槽的热损失可以简单地
’..........~
分成两个区域见图:区是电解槽侧部,由于结

解质初晶温度的约束,因此,从伸腿传出的热损失图电解槽熔体区传热模型示意图
是属于电解质过热度一。。的热损失;区是属
于在电解质温度条件下传出的热损失。其存在如下关系:
一
电解质
条件下件下的散热舍·
舵
翥
式中:
图电解槽热损失区域示意图、:、,、一分别为从熔体区通过对流换
传热到内衬的热量、从内衬内壁通过热传导传向槽
本文主要分析了电解槽熔体区区的传热原
壳的热量、从槽壳通过对流换热传到外部空气区的
理及电解槽采取不同优化措施时可能引起的电解
热量、电解槽熔体区向外的总散热量:
槽物理参数的变化。
、厂分别为内部、外部对流换热系数;
电解槽熔体区传热分析小厂壁面温度,分别为炉帮温度即液相
. 传热类型
线温度与侧部槽壳温度;
电解槽熔体区的传热类型可简化为图模式。/、分别为熔体温度与外部空气温度;
——传热系数:
作者简介黄俊一,男,高级工程师。
年月第期黄俊等:铝电解槽熔体区散热分析··
——内衬等的厚度: 式中,由于,不变,空气温度和不变,
——面积面积的增加使得槽壳温度降低,即把槽壳表面
对电解槽熔体区槽壳、炭块、扎糊、结壳等的高温区域的温度降下来,使得槽壳表面温度分布均
多层传热,式可进一步表示为: 匀。
式中,以的增加将使∑届降低,于

是,类似于电解槽侧部吹风的结果,炉帮厚度随
者∑者六着∑的降低而增大。
由传热理论可知,由于热量平衡,电解槽熔体以上分析可知。对于在运行状态下已建立了热
区的散热量有下列等式: 平衡的电解槽,侧部吹风与电解槽侧部加设散热片
所带来的最直接结果是槽壳温度的降低与炉帮厚
即从熔体区传到内衬的热量等于从内衬内壁度的增大。而不是散热量的增加。
通过热传导传向槽壳的热量,同时也等于从槽壳通
电解槽热状态时的散热特征
过对流换热传到外部空气区的热量。这三项热量都
下面通过公式推导及数值计算,分析电解槽热
等于电解槽熔体区向外的总散热量。
状态时的散热特征。其中的计算数据及模型不特定
由式可知,电解槽的散热量仅与对流换热
某一电解槽,仅限于