Encyclopedie de la recherche sur l'aluminium au Quebec - Edition 2014 | Página 28

26 PRODUCTION D’ALUMINIUM // ALUMINIUM PRODUCTION CARACTÉRISATION ET MODÉLISATION DU CARACTÉRISATION ET MODÉLISATION DU COMPORTEMENT COMPORTEMENT THERMO-CHIMIOTHERMO-CHIMIO-MÉCANIQUE DES ANODES DE CARBONE EN PHASE DE CUISSON MÉCANIQUE DES ANODES DE CARBONE CHARACTERIZATION AND MODELLING OF THE THERMO-CHEMICAL-MECHANICAL EN PHASE DE CUISSON BEHAVIOUR OF CARBON ANODES DURING BAKING PHASE Characterization and modelling of the thermo-chemicalmechanical behaviour of carbon anodes during baking phase CHAIRE DE RECHERCHE UQAC / AAI SUR LE CARBONE Pierre-Luc Girard1, Daniel Marceau1, Duygu Kocaefe1, Mohamed Bouazara1, Brigitte Morais2 1 Université du Québec à Chicoutimi, 555 boulevard de l’Université, Chicoutimi (Qc), G7H 2B1 2 Aluminerie Alouette, 400 Chemin de la Pointe-Noire, Sept-Îles (Qc), G4R 5M9 CHAIRE DE RECHERCHE UQAC/AAI SUR LE CARBONE 1. PROBLÉMATIQUE Fabrication de la pâte d’anode 2. OBJECTIFS Propriétés d’une bonne anode Développer un outil numérique permettant de prédire et d’analyser l’état mécanique des anodes lors de la cuisson Identifier les principaux indicateurs de performance liés à la qualité mécanique de l’anode 3. MÉTHODOLOGIE Vibrocompaction • • • • • • • • Entreposage Cuisson Résistance électrique basse Résistance mécanique élevée Résistance aux chocs thermiques Résistance aux chocs mécaniques Réactivité à l’air faible Réactivité au CO2 faible Homogénéité Pureté chimique COMPORTEMENT ÉLASTIQUE 4.2 CARACTÉRISATION  Nouvelle méthode de mesure  Loi de Hooke • Fonction du niveau de cuisson • Disponible dans le logiciel de recherche FESh++ 2 • Adaptée aux matériaux quasi-fragiles • Mesure de déformation sans contact (Aramis™) • Identification par méthode inverse Montage expérimental utilisé pour la mesure des propriétés élastiques COMPORTEMENT VISQUEUX  Caractérisation du fluage dans l’anode • Tests sur anodes de laboratoire • Tests sur anodes de production • Tests effectués à chaud  Identification d’un modèle cohérent • Fonction du niveau de cuisson • Fluage primaire et secondaire • Visco-élasticité • Visco-plasticité  Validation sur grands échantillons • Utilisation du système de fabrication d’anode de laboratoire de la chaire • Cuisson d’une anode avec une charge mécanique appliquée • Mesure des déformations dans le temps  Recherche bibliographique sur le sujet en cours Pierre-Luc Girard Daniel Marceau Duygu Kocaefe Mohamed Bouazara Université du Québec à Chicoutimi Brigitte Morais Aluminerie Alouette Inc. 3 ÉVOLUTION THERMO-CHIMIQUE • Expansion thermique réversible • Évolution chimique du matériau • Définition d’un nouvel indice de cuisson • Approche basée sur travaux antérieurs [4] • Thermogravimétrie • Dilatométrie • Chromatographie en phase gazeuse Perte de masse d’échantillons d’anodes [5] 5. SIMULATION NUMÉRIQUE DE LA CUISSON Modèle thermo-fluide [1] • Calcul des températures • Sous-modèle des gaz