一、横短母线磁场对铝电解过程影响及解决办法（论文文献综述）
李文[1]（2021）在《变流器中铝电解电容的参数辨识与寿命预测》文中进行了进一步梳理随着科学技术的高速发展,电力电子设备在社会各个领域中发挥着重要的作用,对其安全性、可靠性的要求也逐步提高。变流器是目前最为常用的电力电子设备,已被广泛应用于各个领域,而母线铝电解电容是变流器中较易失效的部件之一。本文以变流器中母线铝电解电容作为研究对象,在分析铝电解电容基本特性和老化机理的基础上,针对铝电解电容参数辨识和寿命预测问题开展研究工作,具体研究内容如下:（1）首先介绍了铝电解电容的基本特性、老化机理及影响因素,重点讲述电容的纹波电流和环境温度对铝电解电容老化的影响,确定了铝电解电容需要监测的特征参数,为铝电解电容参数监测及寿命预测奠定基础。（2）其次根据铝电解电容的等效模型,搭建母线电容参数辨识实验平台,包括硬件系统和软件系统。通过安装在变流器上的传感器提取电容纹波电压,纹波电流和温度信号,随后用NI USB-6002数据采集卡传输到上位机,并设计基于Labview的铝电解电容数据监测系统。之后构造基于五折交叉多层感知机的电容参数辨识系统,将电容的纹波电流、纹波电压、环境温度和电容表面温度作为神经网络的输入量,电容的电容值和等效串联电阻值作为神经网络的输出量,实现对变流器母线电容的参数辨识,并通过实验对该方法可行性进行验证。（3）最后对铝电解电容的寿命影响因素与失效判别标准进行分析,在此基础上,采用最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machine,LS-SVM）对电容的电容值及等效串联电阻变化趋势进行预测,从而实现对电容剩余寿命短期预测,并通过实验验证该方法的有效性和可行性。针对上述研究内容,通过实验与对比分析,可以得出以下结论:本文采用参数辨识及寿命预测方法能够实现对变流器母线电容状态的在线监测,且能够通过辨识出的特征参数实现对电容的寿命预测,从而提高变流器的可靠性,具有一定工程应用价值。
陈道隆,庞贝[2]（2019）在《现代铝电解技术的开拓者——梁学民》文中提出改革开放40年来,我国电解铝产量从每年不足40万吨,增长到2018年的3600多万吨,从依赖进口一跃成为世界第一产铝大国,产能占世界57%。随着"一带一路"战略的实施,电解铝正以强劲的步伐走出国门,显示出强大的国际竞争力,背后真正的原因是什么?是技术!是谁铸就了这把利剑?是梁学民和他所代
宋杨[3]（2019）在《新型阴极结构铝电解槽物理场研究》文中研究表明Hall-Heroult铝电解过程在过去的几十年内经历了诸多改进和巨大进步。目前,大型铝电解槽的容量已发展到600 kA,但铝电解槽吨铝电能消耗降低有限,大多数直流电耗仍在13.2 kWh/kg-Al左右,能量效率低于50%。铝电解工作者致力于降低能耗和成本的研究,以增加铝电解槽产出和效率。一种可行的方法为改进阴极的结构,提高铝液面稳定性,以实现降低电耗的目的。本文以300 kA级铝电解槽为研究对象,以有限元软件ANSYS为平台,进行物理场模拟计算,与传统阴极电解槽比较,分析矩形凸起、方柱凸起、圆柱凸起和坡面阴极等几种典型阴极结构对物理场的影响,并提出优化方案。研究表明传统水平阴极电解槽中,铝液中电流密度在纵向y轴方向分布相对均匀。新型阴极电解槽中,电流遇到电阻率较大的凸起,绕过凸起流入两侧的沟槽,导致纵向y轴方向矩形凸起之间的沟槽内电流密度大于凸起上方的电流密度。方柱凸起和圆柱凸起之间的沟槽内铝液电流密度亦大于凸起上方的铝液电流密度。磁场的计算采用精度较高的三维棱边单元法,考虑铁磁区的影响。磁场主要由外部母线设计决定,因此新型阴极电解槽和传统水平阴极电解槽的铝液磁场分布规律相同,且不同阴极对磁场影响不大。Bx沿槽中心长度y方向大致呈反对称分布,极值出现在电解槽角部。By沿槽中心宽度x方向反对称,极值位于大面靠近母线处。Bz沿槽中心长度y方向大致呈反对称分布,极值位于电解槽出电端两个角部。流场分布采用SST k-ω湍流模型进行计算,此湍流模型不仅可计算湍流充分发展区域,更能精确的计算近壁面分离流动,适用于分析凸起结构周围的铝液流动情况。水平阴极电解槽内不同铝液层流动形式均为两个关于横向中心对称的大涡,新型阴极电解槽凸起上部的铝液流动形式与水平阴极槽一致,铝液下部由于凸起的阻挡,两个大涡结构被打破,凸起之间形成小的涡旋,流速比水平阴极铝液底部更均匀。矩形阴极结构计算的铝液流速最大,方柱凸起阴极、圆柱凸起阴极结构对应的最大铝液流速和最大电解质-铝液界面变形依次降低。工业试验结果表明矩形凸起、方柱凸起、圆柱凸起阴极结构可有效降低铝电解槽能耗。此外,设计并试验的300 kA坡面阴极结构铝电解槽17个月的平均直流电耗为12.724 kWh/kg-Al,比传统水平阴极电解槽平均直流电耗（13.2 kWh/kg-Al）低0.476 kWh/kg-Al。结合新型阴极结构铝电解槽生产实际,耦合流场和热场,协同考虑侧部结壳厚度和伸腿长度,计算不同铝水平的铝液流场分布,分析铝水平对铝液流动的影响规律,得出合理的铝水平值。电解槽电热应力的计算考虑钠膨胀的影响,将钠膨胀系数转化为相应的热膨胀系数进行加载。由于钠膨胀和热膨胀应力,阴极炭块向四周及炭块上部膨胀移动,由于四周受槽壳的限制,传统水平阴极电解槽和新型阴极电解槽阴极向上变形隆起,启动30天后电解槽中心阴极炭块向上隆起值最大。大面槽壳中心向外最大位移量略大于小面槽壳中心向外最大位移量,位移量均小于炭块中心的位移量。由于电解槽槽壳角部相对固定,传统电解槽和新型槽端部阴极炭块角部均存在应力集中,超过了阴极炭块机械强度。钢棒槽附近应力值也相对较大。电解槽槽壳的等效应变最大值均低于0.16%,未超过屈服极限0.2%,槽壳在目前的载荷条件下仍然处于弹性阶段。对于350 kA铝电解槽,采用传统阴极、单块阴极7个方柱凸起型阴极、双排10个圆柱凸起、双排12个圆柱凸起阴极时,计算得到的最大铝液流速值依次减小,最大铝液流速和方向与工业测试结果基本一致。根据阻力系数的差异提出将工业试验节能效果最好的圆柱凸起阴极结构改为方柱凸起,同样布置的单阴极双排12圆柱（直径22 cm,高度15 cm）和12方柱（边长22 cm,高度15 cm）,计算的铝液最大流速分别为12.4 cm·s-1和9.6 cm·s-1,电解质-铝液界面变形最大值分别为1.6 cm和1.4 cm,因方柱的阻力系数大,方柱减流效果更明显。
杨国荣[4]（2018）在《420kA预焙铝电解槽节能减排技术研究与工业应用》文中提出针对制约电解铝工业高能耗、高资源消耗、生产率低等现状,研发先进可靠的工艺技术、装备技术和控制技术,获得清洁生产、高效节能的生产技术,一直是中国铝工业发展的不懈追求。论文研究以420kA铝电解试验槽为研究主体,开发出节能减排技术、新工艺,形成了420kA高效节能新型大型预焙铝电解槽技术,为工程运用提供了坚实的基础。针对420kA电解槽物理场波动大、稳定性差等问题,通过四种不同内衬结构试验电解槽电场、热场、流场平衡研究,开发出“高能效曲面磷生铁阴极保温技术、阳极电流均匀性控制技术”,高性能纳米保温材料强保温型电解槽实现能量收入与支出差额为1.6%,阳极电流偏差值≤1.0 mV、分布值≤3.0mV,平均流速15.23cm/s,与平面磷生铁阴极电解槽相比提高电流效率1.29%,降低交流电耗254.35kWh/t.Al。解决了电解槽高能耗、低效率等工程技术问题,揭示了420kA预焙铝电解槽物理场稳定性控制的影响因素及影响规律。针对阴极炭块水平电流高、磷生铁浇铸工艺存在钢棒与耐材长度、宽度等多维度方向膨胀收缩系数差异大的问题,开发出“曲面阴极磷生铁与捣固糊相结合的抑制水平电流组装技术”,在阴极炭块石墨含量30%条件下采用两点浇铸、燕尾结构炭块组合新技术浇铸合格率达到100%,实现水平电流1218 A/m2,与传统平面阴极捣固糊工艺水平电流2721 A/m2相比减少1503 A/m2,降低阴极压降6070mV,降低原铝直流电耗195250kWh/t.Al。解决了阴极炭块水平电流高、磷生铁浇铸易产生微小裂纹致合格率低等工程技术问题。针对铝电解用阳极炭块在高温工况条件下受空气、二氧化碳、氟化氢等气体氧化腐蚀致炭粒脱落对电解工艺体系造成不利影响等问题,开发出阳极炭块用BY-2型纳米陶瓷基耐高温防腐蚀复合涂料,500600℃温度下在阳极炭块表面形成致密陶瓷层,延长阳极炭块周期0.8天,实现阳极毛耗472kg/t、降低2.22%,净耗395kg/t、降低1.56%,工程化应用降低阳极钢爪腐蚀速率60.21%,减少碳排放39.35 kg/t.Al。解决了炭素阳极氧化腐蚀工程技术问题,对炭素阳极起到良好的保护作用。通过创新技术的集成应用,形成完整的大型预焙铝电解槽先进流程制造。研究成果应用于420kA30万吨/年“高能效、低电耗”电解铝绿色低碳示范线,133台电解槽实现原铝生产交流电耗12765kWh/t.Al,39台电解槽实现原铝生产交流电耗12710kWh/t.Al,优于国家工信部发布的2017年电解铝“领跑者”原铝交耗12817kWh/t.Al,降低阳极毛耗10.73 kg/t,减少碳排放39.35 kg/t.Al,降低钢爪带入铁含量143ppm/t.Al,节约炭块3219吨/年,减少碳排放11804吨/年。论文研究实现了电解槽节能减排、清洁生产关键核心技术的突破。
陈才荣,赵瑞敏,车立志,李顺华[5]（2016）在《铝电解槽节能技术的深度剖析研究》文中研究表明铝电解槽节能的基本原理就是降低电解槽运行电压U和提高电流效率η。一般状态下获得较低电解槽电压的方法是通过电解槽母线优化配置获得小于5Gs的Bzave,但是研究发现,在采取通用母线配置方法获得小于5Gs的Bzave的条件下,电解槽的磁流体流速却较快,对炉帮的冲刷大而存在漏槽风险。在流速满足设计要求的条件下,Bzave值又难以满足小于5Gs的磁流体高稳定技术条件。本文深度剖析直流电耗达到12 000 k Wh/t.Al以下所采取的更进一步提高电解槽稳定性——抑制铝液层水平电流、曲面阴极降低流速、槽内衬保温匹配低电压等节能技术以及提高电流效率——氧化铝质量、电解质成分控制的关键技术问题。并对电解槽深度节能问题进行分析和探讨。
赵霞[6]（2015）在《预焙铝电解槽寿命影响因素分析研究》文中研究说明现代大型预焙铝电解槽的使用寿命是铝电解生产技术经济水平的重要综合标志之一。电解槽使用寿命的长短,直接关系着生产企业的经济效益和环境效益。本文在大量文献资料、实地调研、结合已有研究工作成果与生产实践数据,较为全面地探讨了影响铝电解槽寿命的因素和应对措施,主要研究工作如下:⑴通过对预焙电解槽发生的破损现象的系统分析,总结出电解槽发生破损的表现形式。分析研究了引起电解槽破损的相关因素。⑵针对电解槽的不同破损形式,分析讨论了其破损机理,引起电解槽破损的主要原因是钠、电解质、铝液对碳素阴极的渗透引起的应力膨胀。其次,电解槽存在物理场引起的熔体剧烈流动加剧了电解槽内衬材料的磨损,同时熔体中钠离子、铝离子的放电构成了电化学腐蚀。以及焙烧过程中电解条件的变化对内衬的热冲击也是引起电解槽早期破损的重要原因之一。⑶在系统的研究了铝电解槽破损的五大因素基础上,从电解槽结构设计、筑炉材料、焙烧启动方法、生产运行技术参数选择及管理、新材料应用等方面,论述了提高电解槽槽龄的技术方案。⑷研究和生产实践证明铝电解槽侧壁用Si3N4-SiC材料代替普通碳质材料侧壁,电解槽侧部散热效果较为明显;采用TiB2材料阴极涂层可阻止或延缓钠和电解质的渗透,减小炉底压降,降低吨铝电耗;焙烧启动方式以焦粒焙烧法为宜;并使用分流片对电流进行调节等措施均可以防止电解槽的早期破损。⑸模拟计算了电解槽的结构压力分布,结果表明直角型槽壳结构应力最为集中,将直角型槽壳优化为船型或圆角型结构后,应力值明显变小。本研究对榆林新材料公司预焙阳极铝电解生产,预防出现槽龄过短问题具有一定的指导意义。
林立明[7]（2014）在《铝电解槽阳极数据分析方法研究》文中研究说明随着铝电解行业向大型化发展,以及节能降耗要求不断提高,电解槽电流分布数据的准确、连续获得显得越来越重要。如何根据铝电解生产过程中采集的大量数据,运用数据分析方法准确获得反映当时槽况信息等关键数据,是铝电解槽数据分析的研究热点。论文以某铝厂500KA铝电解槽为研究对象,阐述了基于磁场和等距压降的阳极电流数据采集方法,设计了阳极磁场实时监测系统,可以实现阳极磁场数据的连续测量。根据实际电解槽结构,运用COMSOL软件建立了阳极电流与磁场数据的物理模型,给出了阳极附近磁场的分布情况,分析了复杂磁场形成的原因,从而为后面的数据分析提供指导。本课题选取现场采集的电解槽A、B两侧阳极导杆磁场数据作为因子分析的变量,通过详尽的实验分析,结果表明B侧磁场数据和A侧数据相比,受外界影响因素更少,波动幅度小。其次,采用功率谱估计方法对现场采集的A、B两侧阳极导杆电流数据进行分析,分析结果表面,A侧阳极导杆电流受铝液波动影响较大；选取B侧电流数据作为温度-电流模型的变量。在此基础上,为了消除不必要的噪声数据,针对上述分析结果采取不同小波去噪方法对阳极导杆B侧电流数据做去噪处理,提取出反映槽况变化的主要特征量。此外,本课题针对上述基于磁场和等距压降获得的数据易受噪声影响的问题,探讨了通过阳极温度分布,建立温度-电流模型的方法。运用回归分析对去噪后电流和温度数据做曲线拟合,得到阳极导杆温度随电流变化的公式,从阳极导杆温度分布估算电流分布,以此作为故障监测的依据。
紫京浩[8]（2014）在《铝电解槽阳极电流在线监测方法的研究》文中研究指明在工业生产中,电解铝行业一直是高耗能行业。电能消耗直接影响着企业的生存和发展,尤其在近些年,随着电价不断上涨,铝电解企业面临越来越大的生存压力。为实现企业生产高效率的同时降低电能消耗,国内外铝电解工作者进行了长期、大量的研究工作。目前,国内铝电解企业相应的技术指标和国外先进的铝电解企业相比还有一定的差距,国内铝电解企业在节能降耗,降低生产成本方面有很大潜力。准确测量阳极电流分布可以间接降低阳极效应系数、降低效应分摊电压、提高电流效率。降低电解槽压降和提高电流效率都能实现节能降耗,降低生产成本。在绿色节能铝电解的发展大背景下,论文研究了如何准确测量电流分布的新方法。首先根据现场强磁场环境,运用电磁场理论,将实际导电导体抽象为矩形导体模型的前提下,推导出能对有限长矩形导体周围磁感应强度精确求解的三重积分模型。通过MATLAB仿真、实验数据拟合出适用于嵌入式系统的电流测量解析式。在此基础上,通过分析实验数据,设计了基于消除干扰磁场的霍尔元件拓扑结构,实现对阳极导杆内电流分布的实时测量与监控。其次,针对测量过程的位置扰动对测量精度的影响进行了实验。通过实习工厂的实验平台验证了系统实时测量的稳定性,对霍尔传感器拓扑结构提出了具体要求。最后,对现场正常运行的电解槽进行实际数据测量,验证了模型的有效性和实用性。
刘正华[9]（2014）在《铝电解槽熔体流动和稳定性研究》文中指出摘要：铝电解槽是铝冶金工业的重要生产设备,随着国内外电解铝工业的迅猛发展,能耗低、环保、高效的铝电解槽成为了重点的研究对象。在电解铝工业生产过程中,铝电解槽内熔体流动状况和稳定性是铝电解槽运行性能的关键性影响因素,与铝电解槽的电流效率密切相关,对其的研究将对铝电解槽的设计和生产指导具有重要意义。本文针对国内对铝电解槽研究的局限性和不足,在铝电解槽电磁流耦合计算模型的基础上对熔体流场进行了稳态计算,重点研究了铝电解槽内的熔体流动规律,在考虑流场和电场相互作用的前提下建立了铝电解槽磁流体计算模型,提出了一种阳极预热的方法优化角部换极。本文的主要研究内容如下：（1）针对某厂175kA铝电解槽,建立了铝电解槽电磁流场顺序耦合计算模型,对标准工况下的电流分布、磁场分布和熔体流动状况进行了数值仿真计算,并对模型进行了验证。（2）在铝电解槽电磁流耦合计算模型的基础上,分别计算了不同工况下的电磁场分布,然后将电磁场计算得到的电磁力导入流场模型中计算了铝电解槽内的稳态熔体流动。计算结果表明：在不考虑界面变形对电磁场的影响时,不同方向的磁场作用下的熔体流速场是不一样的；极距对熔体流速影响不大,极距的过高或过低都会导致界面变形量的增加；随着铝液高度的增加,铝液流速有微弱的增大,铝液高度过低引起水平电流的增大,会导致界面向上变形增加；换极对流场影响较大,不同部位的换极对铝电解槽的溶体流动影响是不同的,角部阳极更换相对于其它位置的阳极更换对熔体流动扰动的更大,垂直磁场和水平电流的共同作用是导致熔体流场变化的原因；最后根据稳态模型模拟了不均匀电流分布下的熔体流动,表明不均匀电流对铝电解槽内熔体影响较大。（3）基于麦克斯韦方程组和N-S方程建立了铝电解槽磁流体计算模型,实现了电磁场和流场的双向耦合计算。应用本模型分析了x方向磁场作用下的磁流体流动,计算结果表明：在x方向磁场作用下出电侧换极影响比进电侧换极大；极距的降低会导致铝液界面波动和隆起,极距的增加会加强铝电解槽的熔体流动稳定性；磁场强度的增大会加剧铝电解槽内熔体的波动。（4）根据铝电解槽稳态计算结果,针对角部换极引起的铝电解槽生产过程中的熔体流动不稳定性,提出了预热槽的优化方案。对优化方案分别进行了计算和比较,得出了最终的预热槽阳极布置方式。
王蓉娟[10]（2013）在《铝电解过程多物理场分析》文中研究表明多物理场在电解槽内产生、作用、演变并相互作用,直接影响了铝电解生产的能耗、效率、槽寿命等经济技术指标。所以,建立安全、灵活、可靠的铝电解槽多场藕合仿真模型对开发高效率、高产率、低能耗与寿命长的新型槽型具有重要意义。铝电解槽的多物理场耦合建模与仿真非常复杂与繁琐。铝电解槽内外分布着形状各异的几十种材料、媒介,使得建立数学模型使用数值计算的前期准备工作如增添材料属性、剖分网格、施加边界条件等非常繁杂。单个物理场和耦合物理场求解的实施步骤难易不同,耦合关系、接触现象、磁场边界开域及收敛性等问题更进一步增加了计算的量和难度。本论文以某300KA大型预焙阳极铝电解槽的电解槽数据为基础,建立理想电解槽的物理模型。分别建立了物理模型的电场,磁场,流场,及其耦合场的计算模块,由于电磁力是铝液循环流动的主要驱动力,因而导出了电磁力场以计算磁流体湍流流场及其界面流动情况。针对不同槽膛形状也给出了相应的铝液流场。研究表明,不同槽膛形状下的水平电流对磁流体运动有显着的影响,铝液的形态基本呈对称状态。而更换阳极带来的电磁变化,也导致了铝液的波动,使之受到影响。本文得到了铝电解槽正常工作情况下的磁场强度、电流密度、流速等物理量。经计算,磁场强度垂直方向最大值为0.0019T,流速最大值为20cm/s。并且得到了在更换阳极和不同槽型状态下的电、磁、流场的分布情况。
二、横短母线磁场对铝电解过程影响及解决办法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、横短母线磁场对铝电解过程影响及解决办法（论文提纲范文）
（1）变流器中铝电解电容的参数辨识与寿命预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究成果与现状 |
| 1.2.1 电容参数监测的研究现状 |
| 1.2.2 电容寿命预测的研究现状 |
| 1.3 论文研究的主要内容与章节安排 |
| 第二章 铝电解电容基本特性及老化机理 |
| 2.1 铝电解电容的基本特性和等效模型 |
| 2.2 铝电解电容老化机理 |
| 2.3 铝电解电容老化影响因素 |
| 2.3.1 纹波电流对电容老化影响因素分析 |
| 2.3.2 环境温度对电容老化影响因素分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 变流器母线电容在线参数辨识实验 |
| 3.1 变流器直流母线电容在线参数辨识系统设计 |
| 3.2 变流器的硬件电路 |
| 3.2.1 主回路电路 |
| 3.2.2 电流采集电路 |
| 3.2.3 母线电压采集电路 |
| 3.2.4 智能功率模块 |
| 3.3 数据采集系统的硬件设计 |
| 3.3.1 电流采样电路 |
| 3.3.2 电压采样电路 |
| 3.3.3 温度传感器采样电路 |
| 3.4 数据采集系统的软件设计 |
| 3.4.1 Labview与采集卡的通信 |
| 3.4.2 数据采集系统的设计 |
| 3.5 基于多层感知机的电容参数辨识 |
| 3.5.1 多层感知机的网络结构和算法 |
| 3.5.2 实验验证 |
| 3.5.3 实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 铝电解电容寿命预测及分析 |
| 4.1 铝电解电容的寿命影响因素与失效判别标准 |
| 4.2 LS-SVM基本原理及特点 |
| 4.3 基于LS-SVM的电容寿命预测 |
| 4.3.1 铝电解电容剩余寿命预测方法 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）现代铝电解技术的开拓者——梁学民（论文提纲范文）
| 崭露头角攻坚铝电解槽物理场研究 |
| 勇担重任开发180kA、280kA大型铝电解槽推动电解铝大型化“中国模式” |
| 偏向虎山行投身一线, 破解世界难题 |
| 整装再出发把电解铝节能减排进行到底 |
（3）新型阴极结构铝电解槽物理场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铝电解发展 |
| 1.2 降低铝电解电能消耗的途径 |
| 1.2.1 提高电流效率 |
| 1.2.2 降低平均槽电压 |
| 1.3 铝电解槽物理场研究现状 |
| 1.3.1 电场研究现状 |
| 1.3.2 磁场研究现状 |
| 1.3.3 流场及稳定性计算方法 |
| 1.3.4 温度场研究现状 |
| 1.3.5 应力场研究现状 |
| 1.4 研究目的 |
| 1.5 研究内容 |
| 第2章 新型阴极结构铝电解槽电-磁-流场 |
| 2.1 电-磁-流场模型 |
| 2.1.1 物理模型 |
| 2.1.2 电磁场控制方程及边界条件 |
| 2.1.3 电磁场有限元模型 |
| 2.1.4 流场控制方程及边界条件 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 电场计算结果 |
| 2.2.2 磁场计算结果 |
| 2.2.3 流场计算结果 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 凸起分布对铝液流动的影响 |
| 3.1 凸起分布对铝液流动的影响 |
| 3.1.1 矩形凸起分布对铝液流动的影响 |
| 3.1.2 方柱凸起分布对铝液流动的影响 |
| 3.1.3 圆柱凸起分布对铝液流动的影响 |
| 3.2 本章小结 |
| 第4章 铝电解槽电热应力场 |
| 4.1 电-热-应力场模型 |
| 4.1.1 物理模型及有限元模型 |
| 4.1.2 电热场控制方程及边界条件 |
| 4.1.3 应力场控制方程及边界条件 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 温度场 |
| 4.2.2 应力场 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 坡面阴极铝电解槽的物理场 |
| 5.1 坡面阴极模型 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 不同阴极面倾斜角度水平电流密度 |
| 5.2.2 坡面阴极磁场分布 |
| 5.2.3 坡面阴极流场分布 |
| 5.2.4 坡面阴极温度场及应力场分布 |
| 5.3 坡面阴极电解槽工业试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 350 kA铝电解槽流场计算及测试 |
| 6.1 350 kA铝电解槽模型 |
| 6.2 350 kA铝电解槽流场结果 |
| 6.2.1 350 kA铝电解槽流场计算结果 |
| 6.2.2 流场测试方法 |
| 6.2.3 流场测试步骤 |
| 6.2.4 350 kA电解槽流场测试结果 |
| 6.2.5 350 kA电解槽流场测试与计算对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 作者简历 |
（4）420kA预焙铝电解槽节能减排技术研究与工业应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的目的和意义 |
| 1.2 电解铝相关技术领域国内外发展现状和趋势 |
| 1.2.1 铝电解槽物理场、槽结构技术领域发展现状和趋势 |
| 1.2.2 阴极炭块抑制水平电流技术领域发展现状和趋势 |
| 1.2.3 阳极炭块防氧化技术领域发展现状和趋势 |
| 1.3 本论文研究内容及目标 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 论文研究目标 |
| 第二章 试验研究 |
| 2.1 铝电解槽内衬结构、物理场优化试验研究 |
| 2.1.1 试验研究理论分析 |
| 2.1.2 试验方案分析 |
| 2.1.3 试验研究 |
| 2.2 磷生铁阴极电解槽水平电流抑制技术试验研究 |
| 2.2.1 试验研究理论分析 |
| 2.2.2 试验方案分析 |
| 2.2.3 试验研究 |
| 2.3 铝电解用阳极炭块防氧化涂层技术试验研究 |
| 2.3.1 试验研究理论分析 |
| 2.3.2 研究方案分析 |
| 2.3.3 试验研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 研究成果工程化应用后取得的成果和效益 |
| 3.1 研究成果工程化应用后取得的成果 |
| 3.2 取得的效益 |
| 3.2.1 研究成果工程化推广取得的成效 |
| 3.2.2 社会效益分析 |
| 3.2.3 应用前景 |
| 第四章 结论和展望 |
| 4.1 论文研究结论 |
| 4.2 下一步研究的的方向和展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A 攻读硕士期间在研或完成的省部级以上科技项目 |
| 附录 B 攻读硕士期间研究成果工程化应用取得成果 |
（5）铝电解槽节能技术的深度剖析研究（论文提纲范文）
| 1 前言 |
| 2 铝电解槽节能技术的原理 |
| 2.1 铝电解槽磁流体稳定性的定义 |
| 2.2 母线配置与磁流体特性对应关系 |
| 2.3 提高铝电解槽稳定性的技术 |
| 2.3.1 抑制水平电流的技术运用 |
| 2.3.2 曲面阴极降低流速技术运用 |
| 2.3.3 节能技术的组合运用 |
| 2.4 节能型铝电解槽内衬保温技术 |
| 2.5 提高电流效率的技术 |
| 2.5.1 氧化铝原料对电解质成分的影响 |
| 2.5.2 铝电解槽最佳工艺技术条件 |
| 3 铝电解槽节能技术取得的成绩 |
| 4铝电解槽深度节能技术探讨 |
| 5 结语 |
（6）预焙铝电解槽寿命影响因素分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 铝电解技术概述 |
| 1.1.1 铝工业概况 |
| 1.1.2 铝工业发展历程 |
| 1.1.3 铝工业发展现状及存在问题 |
| 1.2 铝电解槽结构 |
| 1.2.1 预焙阳极电解槽结构 |
| 1.2.2 预焙铝电解槽的使用寿命 |
| 1.3 陕西有色榆林新材料有限责任公司情况介绍 |
| 1.3.1 公司基本情况介绍 |
| 1.3.2 榆林新材料电解槽简介 |
| 1.4 课题研究内容、目的及意义 |
| 1.4.1 研究目的和内容 |
| 1.4.2 课题研究意义 |
| 2 预焙铝电解槽破损形式及分析机理 |
| 2.1 内衬破损形式 |
| 2.1.1 阴极炭块隆起、上台 |
| 2.1.2 阴极炭块产生剥层、裂纹、冲蚀坑 |
| 2.1.3 耐火层与保温层间形成灰白层物质 |
| 2.1.4 阴极钢棒严重熔化 |
| 2.1.5 捣固糊脱落、分层，侧部炭块经磨损引起渗漏 |
| 2.1.6 槽壳变形 |
| 2.2 破损机理分析 |
| 2.2.0 电解槽内衬破损原因的研究 |
| 2.2.1 金属钠与熔盐的渗透 |
| 2.2.2 物理场作用下的机械磨损 |
| 2.2.3 电化学发应腐蚀 |
| 2.2.4 热冲击 |
| 3 影响因素分析 |
| 3.1 设计因素 |
| 3.1.1 物理场的设计 |
| 3.1.2 槽壳的优化设计 |
| 3.2 筑炉因素 |
| 3.2.1 粘结糊料 |
| 3.2.2 保温材料和耐火材料 |
| 3.3 炭素质量 |
| 3.3.1 预焙阳极炭块 |
| 3.3.2 阴极炭块 |
| 3.3.3 侧部炭块 |
| 3.4 焙烧启动因素 |
| 3.4.1 焙烧方法的分类及各自特点 |
| 3.4.2 焙烧工艺方法对槽衬材料的影响 |
| 3.4.3 启动工艺方法分类及特点 |
| 3.5 电解槽运行管理因素 |
| 3.5.1 工艺技术条件与电解生产的关系 |
| 3.5.2 各项工艺技术条件的控制管理 |
| 4 延长铝电解槽使用寿命措施 |
| 4.1 改善内衬材料 |
| 4.1.1 氮化硅结合碳化硅材料的研究进展 |
| 4.1.2 侧壁炭块应用碳化硅结合氮化硅材料 |
| 4.1.3 氮化硅结合碳化硅材料的制备工艺 |
| 4.2 TiB_2涂层技术在电解槽上的应用 |
| 4.2.1 硼化钛材料概况 |
| 4.2.2 硼化钛涂层的制备及应用 |
| 4.3 电解槽焙烧启动制度 |
| 4.3.1 严格焙烧启动工艺 |
| 4.3.2 优化焙烧工艺过程 |
| 4.4 提高阳极炭素质量 |
| 4.4.1 提高原料的质量及优化配方 |
| 4.4.2 改善炭素生产工艺 |
| 4.4.3 新设备、新技术的应用 |
| 4.5 槽壳的优化设计 |
| 4.5.1 槽壳变形与应力计算 |
| 4.5.2 优化摇篮式槽壳结构 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录：硕士期间所发表的论文 |
（7）铝电解槽阳极数据分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 铝电解槽设备简介 |
| 1.3 数据分析方法研究 |
| 1.3.1 因子分析 |
| 1.3.2 功率谱估计 |
| 1.3.3 小波分析 |
| 1.3.4 回归拟合 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 2 电解槽数据的获取方法 |
| 2.1 现场数据采集方法 |
| 2.1.1 阳极电流数据的采集 |
| 2.1.2 阳极导杆磁场数据的采集 |
| 2.2 实验室仿真数据 |
| 2.2.1 COMSOL Multiphysic简介 |
| 2.2.2 局部铝电解槽电磁场模型 |
| 2.2.3 电解槽导杆电流-温度模型 |
| 2.3 小结 |
| 3 磁场数据分析方法研究 |
| 3.1 因子分析原理 |
| 3.2 磁场数据因子分析过程 |
| 3.3 磁场数据因子分析结果 |
| 3.4 小结 |
| 4 电流数据分析研究 |
| 4.1 基于功率谱估计的电流数据分析方法 |
| 4.1.1 功率谱估计分析原理 |
| 4.1.2 电流数据功率谱估计分析过程 |
| 4.1.3 电流数据功率谱估计分析结果 |
| 4.2 基于小波分析的电流数据分析方法 |
| 4.2.1 小波去噪原理 |
| 4.2.2 电流数据小波去噪分析过程 |
| 4.2.3 电流数据小波去噪分析结果 |
| 4.3 小结 |
| 5 基于导杆温度分布的电流模型 |
| 5.1 温度、电流数据回归分析过程 |
| 5.1.1 模型评价—回归方程的拟合度检验 |
| 5.1.2 模型检验—回归方程的F检验与t检验 |
| 5.2 温度、电流数据回归分析结果 |
| 5.3 模型检验 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 霍尔检测磁场电路图 |
| 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）铝电解槽阳极电流在线监测方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 电流分布测量背景 |
| 1.2 电流分布测量现状 |
| 1.3 电流分布测量研究内容 |
| 2 铝电解槽阳极导杆电流测量模型 |
| 2.1 电磁场理论 |
| 2.2 磁感应强度理论计算 |
| 2.3 形状系数h_x的推导 |
| 2.4 干扰磁场的处理 |
| 2.5 阳极导杆电流测量建模 |
| 2.5.1 BP神经网络拟合测量模型 |
| 2.5.2 测量模型拓扑结构建立 |
| 2.5.3 测量模型的理论验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 阳极电流分布在线监测系统设计 |
| 3.1 模具设计 |
| 3.2 测量板电路设计 |
| 3.2.1 芯片选型 |
| 3.2.2 测量板原理图设计 |
| 3.2.3 测量板PCB设计 |
| 3.3 通讯板电路设计 |
| 3.3.1 芯片选型 |
| 3.3.2 通讯板原理图设计 |
| 3.3.3 通讯板PCB设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 阳极电流分布在线监测系统调试 |
| 4.1 系统流程图设计 |
| 4.2 电源电路调试 |
| 4.3 MSP430单片机调试 |
| 4.4 通讯电路调试 |
| 4.5 信号采集电路调试 |
| 4.6 USB电路调试 |
| 4.7 电流监测系统调试 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 阳极导杆磁场数据分析 |
| 5.1 阳极导杆测量位置对测量的影响 |
| 5.1.1 测量位置对测量结果的影响 |
| 5.1.2 实验结果与分析 |
| 5.2 现场实际测量数据分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）铝电解槽熔体流动和稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铝电解工业的发展概况 |
| 1.2 我国铝电解工业发展现状和提高电流效率的途径 |
| 1.2.1 我国铝电解工业发展现状 |
| 1.2.2 提高铝电解槽电流效率的途径 |
| 1.3 铝电解槽电磁流场稳态数值仿真及其运用研究进展 |
| 1.3.1 电磁场仿真研究进展 |
| 1.3.2 铝电解槽熔体流动研究进展 |
| 1.4 铝电解槽熔体稳定性研究进展 |
| 1.5 本文的研究内容和意义 |
| 1.5.1 本课题的研究意义 |
| 1.5.2 本文主要研究内容 |
| 第二章 铝电解槽电磁流场模型及验证 |
| 2.1 铝电解槽电磁场数学模型 |
| 2.1.1 母线电流计算数学模型 |
| 2.1.2 电磁场数学模型 |
| 2.2 铝电解槽流场数学模型 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 体积力源项 |
| 2.2.4 相间作用力 |
| 2.2.5 边界条件 |
| 2.3 多场耦合计算流程 |
| 2.4 铝电解槽电磁流场计算结果分析 |
| 2.5 模型验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 不同工况下的铝电解槽熔体流动数值仿真 |
| 3.1 单个方向磁场作用下的流场 |
| 3.2 极距对熔体流场的影响 |
| 3.3 铝水平对熔体流场的影响 |
| 3.4 换极对铝电解熔体流场的影响 |
| 3.4.1 换极情况下的流场分布 |
| 3.4.2 换极时的铝液和电解质界面变形 |
| 3.4.3 换极时的电流和磁场分布 |
| 3.5 不均匀电流对铝电解槽电磁流场的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 铝电解槽磁流体稳定性数学建模及应用 |
| 4.1 铝电解槽磁流体稳定性机理 |
| 4.2 铝电解槽磁流体计算数学模型 |
| 4.2.1 流体流动控制方程 |
| 4.2.2 电场计算模型 |
| 4.2.3 磁流体耦合计算流程 |
| 4.3 铝电解槽磁流体数值仿真 |
| 4.3.1 物理模型的建立 |
| 4.3.2 计算结果分析 |
| 4.4 换极时的磁流体界面波动 |
| 4.5 极距变化对磁流体界面波动的影响 |
| 4.6 磁场强度对磁流体界面波动的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 铝电解槽磁流体优化研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 优化方案的提出 |
| 5.3 预热槽的数值仿真计算 |
| 5.3.1 预热槽电磁场分布 |
| 5.3.2 预热槽流场和界面变形 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望和建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
（10）铝电解过程多物理场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 铝电解工业简介 |
| 1.1.1 铝电解技术发展过程 |
| 1.1.2 铝电解的过程描述 |
| 1.1.3 我国铝电解技术发展过程 |
| 1.2 多场交互在铝电解过程中的影响 |
| 1.2.1 铝电解过程各物理场的研究意义 |
| 1.2.2 电-磁-流场作用及影响 |
| 1.3 铝电解槽多物理场研究情况 |
| 1.3.1 电、磁场 |
| 1.3.1.1 电场分析 |
| 1.3.1.2 场分析 |
| 1.3.2 磁流体动力学 |
| 1.4 铝电解多物理场研究 |
| 1.4.1 目的 |
| 1.4.2 内容 |
| 1.4.3 方案 |
| 1.5 有限单元法 |
| 1.5.1 有限元法简介 |
| 1.5.2 有限元基本步骤 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 铝电解槽多物理场数学模型 |
| 2.1 电场建模 |
| 2.1.1 电场基本方程 |
| 2.1.2 电场边界条件 |
| 2.2 磁场建模 |
| 2.2.1 磁场基本方程 |
| 2.2.2 磁场边界条件 |
| 2.3 稳态流场建模 |
| 2.3.1 流场基本方程 |
| 2.3.2 流场边界条件 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 COMSOL建模过程 |
| 3.1 COMSOL各物理模块简介 |
| 3.2 Solidworks建立简易铝电解槽的物理模型 |
| 3.3 Comsol建模过程 |
| 3.3.1 模型定义 |
| 3.3.2 几何建模 |
| 3.3.3 材料选择 |
| 3.3.4 物理设定 |
| 3.3.5 网格划分 |
| 3.3.6 求解计算 |
| 3.3.7 后处理和结果的可视化 |
| 3.3.8 二次开发 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 更换阳极对物理场的影响 |
| 4.1 更换阳极的对铝电解的影响 |
| 4.2 本章小结 |
| 5 不同槽膛内形对物理场的影响 |
| 5.1 不同槽膛形状对电磁流场的影响 |
| 5.2 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、横短母线磁场对铝电解过程影响及解决办法（论文参考文献）
- [1]变流器中铝电解电容的参数辨识与寿命预测[D]. 李文. 江西理工大学, 2021(01)
- [2]现代铝电解技术的开拓者——梁学民[J]. 陈道隆,庞贝. 科技创新与品牌, 2019(06)
- [3]新型阴极结构铝电解槽物理场研究[D]. 宋杨. 东北大学, 2019
- [4]420kA预焙铝电解槽节能减排技术研究与工业应用[D]. 杨国荣. 昆明理工大学, 2018(04)
- [5]铝电解槽节能技术的深度剖析研究[J]. 陈才荣,赵瑞敏,车立志,李顺华. 云南冶金, 2016(06)
- [6]预焙铝电解槽寿命影响因素分析研究[D]. 赵霞. 西安建筑科技大学, 2015(07)
- [7]铝电解槽阳极数据分析方法研究[D]. 林立明. 北方工业大学, 2014(09)
- [8]铝电解槽阳极电流在线监测方法的研究[D]. 紫京浩. 北方工业大学, 2014(09)
- [9]铝电解槽熔体流动和稳定性研究[D]. 刘正华. 中南大学, 2014(03)
- [10]铝电解过程多物理场分析[D]. 王蓉娟. 北方工业大学, 2013(10)