逄启寿，叶 楠，张 浩，周宏杰

（江西理工大学机电工程学院，江西，江西 赣州 341000）

1 引言

稀土电解槽是采用熔盐电解法提炼稀土金属的主要设备[1]。稀土电解槽内电场分布将直接影响槽内流场、磁场和热场分布，对电解槽的电解性能有决定性作用[2-3]。文献[4-7]对稀土电解槽阴极半径和极间距等结构参数优化后，槽内电场分布更加均匀。文献[8]对阳极结构进行了调整，克服了正交切割阳极片在电解过程中消耗过快导致电解效率较低的问题。文献[9]对全封闭底部阴极结构的稀土电解槽进行了电场和温度场的模拟研究，提出的阳极固定方式降低了阳极的残极消耗率。由于3kA 稀土电解槽电流效率低，产量不能满足市场需求，而万安级电解槽生产工艺尚不成熟，故工业生产中6kA 电解槽使用最为普遍。目前关于6kA 稀土电解槽电场的研究都是基于二维模型，而三维模型下得到的电场分布相对二维更加直观和接近于实际，且对该槽型下极间距和电极离底高度的研究较少。据此，以赣州某企业6kA 稀土电解槽为研究对象，建立了稀土电解槽三维电场模型，研究极间距和电极离底高度的变化对电解槽内电场分布的影响。通过多次模拟计算得到不同电极位置下的电场分布图，经研究和分析找到优化后的电极位置参数，以期对该电解槽的结构优化提供依据。

2 模型的建立

2.1 几何模型及网格划分

由于电解槽为圆柱形对称结构，为了简化计算及直观展示内部电场，取电解槽1/2 部分作为三维电场的研究模型，其三维几何模型，如图1（a）所示。……