ENCYCLOPÉDIE DE LA RECHERCHE SUR L’ALUMINIUM AU QUÉBEC 2013 | Page 29
PRODUCTION DE L’ALUMINIUM
ALUMINIUM PRODUCTION
27
MODÈLE DYNAMIQUE Étude du
Modèle dynamique de procédé:DE PROCÉDÉ : ÉTUDE DU COMPORTEMENT
DES FOURS HORIZONTAUX DE CUISSON D’ANODES
comportement des fours horizontaux de
cuisson d’anodes DYNAMIC PROCESS MODEL : STUDY OF THE
HORIZONTAL ANODE BAKING FURNACE BEHAVIOR
Dynamic Process Model : Study of the Horizontal Anode
Baking Furnace Behavior)
Noura OUMAROU1, Duygu KOCAEFE1, Yasar KOCAEFE1, Brigitte MORAIS2
1Université
du Québec à Chicoutimi, Département des sciences appliquées, 555, boul. de l’Université, Chicoutimi, Québec, Canada G7H 2B1
Alouette Inc., 400, Chemin de la Pointe-Noire, C.P. 1650, Sept-Îles, Québec, Canada, G4R 5M9
2Aluminerie
INTRODUCTION
La cuisson a pour but de conférer aux anodes les propriétés requises pour la production de l’aluminium primaire.
Améliorer la qualité des anodes nécessite l’optimisation des paramètres de cuisson par un modèle mathématique.
MODÈLE DE PROCÉDÉ
Volume de contrôle du modèle
demi-cloison et demi-alvéole
Représentation schématique d’un four de cuisson des anodes
MODÈLE DES SOLIDES
Anode centrée
Alvéole de taille standard
brique
coke
anode
coke
brique
brique
coke
brique
coke
Anode non centrée
brique
coke
anode
Génération des matières volatiles
Alvéole de taille inférieure
Anode centrée
coke
anode
brique
Source d’énergie
Alvéole de taille supérieure
coke
brique
anode
coke
brique
Noura Oumarou
Duygu Kocaefe
Yasar Kocaefe
Université du Québec
à Chicoutimi
Brigitte Morais
Aluminerie Alouette Inc.
La distance anode-brique affecte l’homogénéité de la température, donc la qualité des anodes.
COUPLAGE DES MODÈLES DES SOLIDES ET DES GAZ
CONCLUSION
Représentation schématique du couplage
Bilan d ’énergie et de
masse des gaz
Infiltration d’air
Perte de chaleur
Combustion
(carburant, volatiles)
-Un modèle dynamique de procédé est
développé. Il est composé de deux sousmodèle: modèle des solides et modèle des
gaz. Le couplage se fait au mur.
-Un outil fiable pour les applications
industrielles comme l’étude des paramètres
d’opération de la cuisson des anodes.
-Résultats présentés pour la démonstration
de la modification de certains facteurs
géométriques.
Bilan d ’énergie pour les
solides
Perte de chaleur
Dégagement des volatiles
Combustion du coke
CHAIRE DE RECHERCHE UQAC/AAI SUR LE CARBONE
L’aluminium primaire est produit via le procédé Hall-Héroult depuis plus d’un
siècle et la technologie d’anodes précuites est utilisée dans les cuves modernes.
La production dépend considérablement de la qualité des anodes cuites. Cette
Palais des congrès de cuisson (température maximale
qualité est affectée par divers paramètresde Montréal, QC, Canada, 22 octobre 2013
atteinte, géométrie du four, durée du cycle de feu, etc.). La compréhension
et l’optimisation de l’étape de cuisson des anodes passent par un modèle
mathématique fiable. Ainsi, un modèle dynamique de procédé pour la cuisson
des anodes dans un four horizontal a été développé. Ce modèle tient compte
des phénomènes importants comme l’infiltration d’air, les pertes de chaleur, la
combustion du carburant, le dégagement et la combustion des matières volatiles.
Un modèle validé est un outil très utile pour des applications industrielles. Dans
cet article, l’impact de certains facteurs géométriques sur la cuisson des anodes
est illustré.
Journée des étudiants – REGAL
Primary aluminum is produced via the Hall-Heroult process since more than
Nous remercions l’Aluminerie Alouette Inc. pour leurs contributions financières et
a century, Développement prebaked-anode technology àis used in modern cells. The
techniques et le and the Économique Sept-Îles, l’Université du Québec
Chicoutimi, la Fondation de l'Université du Québec à Chicoutimi et le CRSNG of
production depends significantly on the qualitypour baked anodes. The quality is
leurs contributions financières.
influenced by several baking parameters such as maximal baking temperature,
furnace geometry, duration of the firing cycle, etc. For the understanding and
the optimization of the anode baking stage, a reliable mathematical model is
needed. Thus, a dynamic process model for a horizo