Цель - изучение влияния формы рабочего пространства (в частности, длины подовой настыли) электролизера на магнитогидродинамические параметры ванны при получении алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов. Для анализа влияния длины настыли на запас магнитогидродинамической стабильности работы электролизной ванны и максимальную плотность горизонтальных токов, возникающих в расплаве металла, использовались методы математического моделирования с помощью программ «Blums v5.07» и «MHD-Valdis». Построены модели электролизера С-8БМ, выполненные в программе «Blums v5.07», с различной длиной подовой настыли (в зависимости от срока службы электролизера). Было рассчитано 13 вариантов распределения горизонтальных токов для ванн, с длиной настыли от 30 см до 150 см с шагом в 10 см. Полученные результаты представлены в виде зависимостей запаса магнитогидродинамической стабильности и максимальной плотности горизонтальных токов от длины настыли, образующейся в электролизере в процессе эксплуатации. По результатам рассчитанных вариантов распределения горизонтальных токов было установлено, что высокие горизонтальные токи могут образовываться, как в случае уходящей под анод настыли, так и в случае небольшой, т.е. только что зарождающейся настыли; получены зависимости влияния длины настыли на запас магнитогидродинамической стабильности и величины максимальной плотности тока в расплаве металла. Определено, что для электролизеров С-8БМ вероятность возникновения магнитогидродинамической нестабильности в период зарождения подовой настыли намного ниже (разница в значениях запаса магнитогидродинамической стабильности составляет 500 мВ), чем в тот период, когда электролизер имеет длинные, уходящие за проекцию анода настыли.
The article deals with the study of the influence of the electrolysis cell working space form (in particular, the hearth accretion buildup length) on the bath magnetohydrodynamic parameters under aluminum production by the electrolysis of cryolite-alumina melts. The methods of mathematical modeling with the use of Blums v5.07 and MHD-Valdis programs were applied to analyze the effect of the accretion buildup length on the electrolysis bath magnetohydrodynamic (MHD) stability resource and the maximum density of the horizontal currents arising in the metal melt. The models of the S-8BM electrolyzer were built in the program Blums v5.07 for different hearth accretion lengths (depending on the service life of the electrolysis cell). 13 variants of horizontal current distribution were calculated for the baths with accretion buildup length from 30 cm to 150 cm with a 10 cm pitch. The obtained results are presented in the form of dependences of the MHD stability resource and maximum density of horizontal currents on the accretion buildup length formed in the electrolysis cell during operation. The results of calculated variants of horizontal currents distribution have showed that high horizontal currents can be formed both in the case of accretion buildup spreading under the anode and in the case of a small just originating accretion buildup. Dependences of the MHD stability resource and maximum current density in the metal melt on the accretion buildup length were obtained. It has been determined that the probability of MHD instability occurrence in S-8BM electrolysis cells during the accretion buildup originating is much lower (the difference in the values of MHD stability resource is 500 mV) than in the period when the electrolyzer has long spreading beyond the anode projection accretion buildups.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.