铜电解多物理场数值模拟的研究

发布时间：2020-08-10 21:38

【摘要】：由于电解铜的供需与日俱增,如何节能、高效的生产出高质量的精铜是冶炼厂亟待解决的问题。而铜电解精炼过程中会发生多种电场、磁场、流场等物理场作用,这些物理场对阴极铜始极片的变形有着不同程度的影响。这种变形主要存在于铜电解的第一周期,若能掌握电解过程中各个物理场对阴极铜始极片形变的作用程度,并研究出阴极铜始极片的变形位置,对于工人拍板和机组整形都有着重要的意义。因此,本课题以某大型冶炼厂传统电解中的阴极铜始极片为研究对象,在国内外研究的基础上对铜始极片整形设备、电解工艺及电解过程中的物理场进行了深入研究。分析计算了电流强度、流场模型、电解液流速并测量了槽电压为模拟提供工作参数。设计了力学性能试验、测量铜始极片厚度实验,测出铜始极片弹性模量、泊松比和平均厚度为模拟提供材料参数。采用有限元软件COMSOL建立了阴阳极板和电解液的仿真模型,利用计算机模拟计算了电解一个周期后阴极铜始极片的应变场、流场、磁场等的大小,并通过槽面实验验证了模拟应变场的形变位置和形变大小。通过模拟的应变结果对铜始极片整形设备及槽上人工拍板进行指导。研究发现,电解一个周期后,阴极铜始极片在边角位置形变最大且变形量为15mm。由此提出添加横向摆动拍打整形机整形铜始极片,并指导冶炼厂槽上人工作业、对提高生产效益提供实际帮助。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF811

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本文编号：2788645