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