铝电解槽内衬应力的形成、演变及其与槽破损关系的研究

铝电解槽在通电焙烧、启动到转入正常生产的过程中，电热产生的高温和熔体的电化学作用会导致（阴极）内衬变形、隆起或开裂，最终因阴极破损（槽破损）而停槽。认识内衬应力的形成与演变规律，进而采取各种有利于实现最佳应力场及分布的技术措施，对于减少槽破损，提高槽寿命至关重要。本项目在充分获取内衬材料物性参数及其随温度与电化学作用的变化关系的基础上，以ANSYS作为主要开发工具，针对铝电解槽焙烧-启动-转入正常生产的全过程建立电-热-应力的耦合解析与综合仿真的模型、算法与软件；分析各种因素在内衬应力的形成与演变中所起的作用，找出导致内衬变形与破损的薄弱环节及主要影响因素，进而为内衬材料选择与优化、结构优化、焙烧启动工艺和生产工艺优化提供科学依据。本项目的成果将为长寿命、高效能铝电解槽的开发及已有电解槽的优化提供新的思想、方法与手段，对解决长期困扰我国铝业界的大型槽寿命低的问题具有重要指导意义。