刘 彻，朱东旭，刘希文，杨青辰，关永军

（东北大学设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110001）

预焙阳极是以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为粘结剂制作成型，经过焙烧后作为电解铝生产工艺中的导电材料。敞开式阳极焙烧炉是生产预焙阳极的主要设备，多功能天车将炭块放进焙烧炉料箱中，填充料对其进行覆盖以便隔绝空气，然后按照设定的加热曲线通过间接加热进行焙烧[1]。进年来随着技术的进步，不仅铝电解槽对预焙阳极质量的要求进一步提高，而且国家相关政策对炭素行业的要求也愈发严格，进而促使焙烧炉进行技术升级。

敞开式阳极焙烧炉作为工业炉中的一种，主要由火道、火道墙及料箱组成。其中，焙烧炉火道的燃料通过炉顶喷嘴喷入火道，燃烧后形成高温烟气沿着炉长方向流动，通过火道墙的热传导间接对炭块进行加热[2]。因此，火道内的温度分布直接影响着炭块的温度分布，进而决定炭块的最终焙烧质量。因为焙烧炉生产现场情况复杂，焙烧过程又是一个包含燃烧、流动、热传到及辐射的复杂热工过程，根据现场测量得到火道、火道墙及料箱的温度分布等信息是十分困难的[3，4]。因此，采用数值模拟仿真计算的方法开发出焙烧炉热工过程数学模型，获得炉内流场、温度场及组分浓度场对于研究如何提高炭块质量具有重要指导意义。

1 计算区域离散化

1.1 物理模型

本文所研究的焙烧炉为60室（8箱9火道）敞开式阳极焙烧炉，选取其中任一炉室，火道和料箱交替布置。……