ENCYCLOPÉDIE DE LA RECHERCHE SUR L’ALUMINIUM AU QUÉBEC 2013 | Page 34

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PRODUCTION D’ALUMINIUM
ALUMINIUM PRODUCTION
UN MODÈLE MATHÉMATIQUE 3D POUR L’ÉTUDE DES FOURS HORIZONTAUX DE CUISSON D’ANODES
A 3D MATHEMATICAL MODEL TO STUDY HORIZONTAL ANODE BAKINGstudy
(A 3D mathematical model to FURNACES

horizontal anode baking furnaces)

Mounir BAITECHE 1, Duygu KOCAEFE 1, Yasar KOCAEFE 1, Daniel MARCEAU1, Brigitte MORAIS

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Université du Québec à Chicoutimi, 555, Boulevard de l’Université, Chicoutimi (Québec), Canada G7H 2B1
Aluminerie Alouette Inc, 400, Chemin de la Pointe-Noire, P.O. Box 1650, Sept-Îles (Québec) Canada G4R 5M9
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CHAIRE DE RECHERCHE UQAC/AAI SUR LE CARBONE
Introduction

Objectifs
• Etudier les modifications nécessaires du processus
de cuisson,
• Dimensionner une nouvelle géométrie d’une cloison,
• Réduire la consommation énergétique,
• Réduire les émissions des gaz à effet de serre.

Schéma du modèle global avec toutes les partie
constituant le four

Méthodologie
• Développement d’un modèle global qui comprend un
sous-modèle des gaz (cloison) et un sous-modèle des
solides (anodes, coke, briques),
• Reproduire les phénomènes thermo-physiques se
produisant dans le four et tester différentes géométries,
• Etudes paramétriques sur le processus de cuisson,
• Considérer la symétrie ou le domaine entier quand
nécessaire.

Schéma du modèle global
à construire

Domaine de simulation:
symétrique / complet

Résultats et discussions
Modèles de cloison

Modèles des solides et global

Contours de vitesse dans deux différentes géométries de la cloison

(Géométrie: Chen, E.S, “Thermomecanical improvement of a flue wall in anode baking furnace”, Unitecr’95, vol. 3, 1995, pp. 432-433)

Profile de température transitoire de la ligne centrale
des solides en fonction de l’épaisseur de la couche de
coke de garnissage entre les anodes et le mur (de 20 à
100 mm)

Résultats de simulation du modèle global
(température moyenne dans chaque solide) avec
courbe de cuisson imposée

Mounir Baiteche
Duygu Kocaefe
Yasar Kocaefe
Daniel Marceau
Université du Québec
à Chicoutimi

Distribution des vitesses en
fonction du nombre
d’entretoises dans la cloison

Profile de température transitoire du modèle global
des solides avec positionnement asymétrique des
anodes dans les alvéoles

Profil de température moyen transitoire des anodes
avec différentes épaisseurs de couche de coke de
garnissage

Variation de la perte de charge et la
vitesse moyenne en fonction du
nombre d’entretoises dans la cloison

Brigitte Morais
Aluminerie Alouette Inc.

Conclusions

Remerciements

• Le design optimal de la cloison consiste à avoir un nombre donné d’entretoises et une largeur qui favorise l’écoulement
avec le moins de pertes de charges,
• Les résultats du modèle global montrent que l’épaisseur de la couche du coke de garnissage influence le transfert de la
chaleur au sein des anodes et le température maximale atteinte,
• La courbe de cuisson peut être adaptée selon les conditions réunies sur le four afin de produire des anodes de bonne
qualité.

Nous tenons à remercier vivement le soutien technique et financier de
l'Aluminerie Alouette Inc. ainsi que le soutien financier du Conseil de
recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), du
Développement Économique Sept-Îles, de l’Université du Québec à
Chicoutimi (UQAC), et de la Fondation de l'Université du Québec à
Chicoutimi (FUQAC).

Journée des étudiants – anodes used for the production of aluminum is carried out
The baking of carbon REGAL

La cuisson des anodes en carbone, utilisées pour la production de l’aluminium,
se fait dans de larges fours annulaires. Il est difficile de savoir d’une manière
directe l’efficacité d’un four \