ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ КОРРОЗИИ НИЗКОЛЕГИРОВАННОГО ХРОМО-КРЕМНИСТОГО ЧУГУНА В СРЕДЕ АНОДНЫХ ГАЗОВ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

Авторы

  • Евгений Александрович Пинаев АО «Русал Красноярск»
  • Михаил Викторович Темлянцев Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0001-7985-5666
  • Артем Сергеевич Симачев Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0002-9712-3757
  • Елена Николаевна Темлянцева Сибирский государственный индустриальный университет
  • Ольга Валерьевна Бессонова АО «ЕВРАЗ ЗСМК»

DOI:

https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-3(45)-81-86

Ключевые слова:

низколегированный чугун, газовая коррозия, алюминиевый электролизер

Аннотация

Атмосфера анодных газов алюминиевых электролизеров ЭкоСодерберг содержит соединения фтора, оксиды серы и ванадия, вызывающие интенсивную газовую коррозию элементов газосборного колокола. Коррозия чугунных секций газосборного колокола приводит к сокращению срока их службы. Следовательно, появляется необходимость более частых ремонтов, что является причиной снижения сортности первичного алюминия по примесям железа. Проведено исследование коррозионной стойкости низколегированного хромо-кремнистого чугуна (3,06 % Si, 0,71 % Cr) в среде анодных газов алюминиевых электролизеров. Исследования проведены в промышленных условиях. Из экспериментального чугуна выполнены полнопрофильные секции газосборного колокола. Продолжительность эксплуатации секций составила 24,32 месяца. Потери массы вследствие коррозии составили 13,5 %, средние удельные потери массы – 0,128 ·10–3 г/(см2·ч). Удельные потери массы штатно используемого высокопрочного чугуна марки ВЧ с шаровидным графитом 50 почти в 4,8 раза выше и составляют 0,614 ·10–3 г/(см2·ч). Основа экспериментального низколегированного хромо-кремнистого чугуна ферритная, выделения графита имеют форму близкую к сферической, коррозионные процессы развиваются по границам зерен феррита. Твердость чугуна 140 – 149 НВ. Повышенная коррозионная стойкость чугуна основана на способности хрома и кремния формировать на поверхности металла защитные пленки, препятствующие диффузии окислительных газов. Кремний способствует повышению точки образования и стабильного существования в продуктах коррозии вюститной фазы FeO до температуры 900 °С, формирует слой Fe2SiO4 · SiO2, обладающий повышенными защитными свойствами, который замедляет процессы высокотемпературной газовой коррозии. Экспериментальный состав чугуна рекомендуется к промышленному применению.

Биографии авторов

Евгений Александрович Пинаев, АО «Русал Красноярск»

директор по электролизному производству

Михаил Викторович Темлянцев, Сибирский государственный индустриальный университет

д.т.н., проректор по учебной работе

Артем Сергеевич Симачев, Сибирский государственный индустриальный университет

к.т.н., доцент кафедры «Обработка металлов давлением и металловедение. ЕВРАЗ ЗСМК»

Елена Николаевна Темлянцева, Сибирский государственный индустриальный университет

к.т.н., доцент, и.о. заведующего кафедрой теплоэнергетики и экологии

Ольга Валерьевна Бессонова, АО «ЕВРАЗ ЗСМК»

главный специалист – металловед по электронной микроскопии и исследовательским работам

Библиографические ссылки

Mann V., Buzunov V., Pingin V., Zherdev A., Grigoriev V. Environmental Aspects of UC RUSAL's Aluminum Smelters Sustainable Development // TMS Light Metals. 2019. P. 553–563. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-05864-7_70

Юрьев А.Б., Темлянцев М.В., Деев В.Б., Феоктистов А.В., Пинаев Е.А. Коррозия чугунных секций газосборного колокола электролизеров ЭкоСодерберг // Известия вузов. Черная металлургия. 2020. Т. 63. № 11-12. С. 883–890. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-11-12-883-890

Шиманский И.А. Повышение коррозионной стойкости литых чугунных изделий в условиях высокотемпературной газовой коррозии. Автореф. канд. дис. Красноярск. 2012. 22 с.

Терентьев А.А., Ножко С.И. О качестве алюминия-сырца для производства алюминиевой катанки // Системы Методы Технологии. 2018. Т. 37. № 1. С. 136–141.

Gomes A.S., Heilgendorff R.M. Carbon Plant Perfomance with Blended Coke // Light Metals. 2005. P. 659–663.

Edwards L.S., Neyrey K.J., Lossius L.P. A Rewiew of Coke and Anode Desulfurization // TMS Light Metals. 2007. P. 895–900.

Adams A., Cahill R., Belzile Y., Cantin K., Gendron M. Minimizing Impact of Low Sulfur Coke on Anode Quality // TMS Light Metals. 2009. P. 957–962.

Gendron M., Whelan S., Cantin K. Coke Blending and Fines Circuit Targeting at the Alcoa Deschambault Smelter. In: Essential Readings in Light Metals. 2008. P. 861–864.

Vogt F., Tonti R., Edwards L.C. Global trends in anode grade coke availability & quality for Australasian aluminium industry. In: Proceedings of the 7th Australasian Smelting Technology Conference, Melbourne, Australia, November 11- 15, 2001.

Abbas H., Khaji K., Sulaman D. Desulphurization Control During Anode Baking, its Impact on Anode Perfomance and Operational Costs-Alba´s Experince // TMS Light Metals. 2010. P. 1011–1014.

Sorlie M., Kuang Z., Thonstad J. Effect of Sulfur on Anode Reactivity and Electrolytic Consumption // TMS Light Metals. 1994. P. 659–665.

Grandfield J.F., Taylor J.A. The Downstream Consequences of Rising Ni and V Concentrations in Smelter Grade Metal and Potential Control Strategies // TMS Light Metals. 2009. P. 1007–1011.

Виноградов А.М., Пинаев А.А., Виноградов Д.А., Пузин А.В., Шадрин В.Г., Зорько Н.В., Сомов В.В. Повышение эффективности укрытия электролизеров Содерберга // Известия вузов. Цветная металлургия. 2017. № 1. С. 19–30 http://dx.doi.org/10.17073/0021-3438-2017-1-19-30

Sokolnikov V.A., Tyutrin A.A. Protection of cast iron sections of gas-collecting bell of soderberg electrolysis cell // Materials Science Forum. 2022. Vol. 1052. P. 238–243. http://dx.doi.org/10.4028/p-wrd90w

Шерман А.Д. Чугун. Москва: Металлургия, 1991. 576 с.

Пинаев Е.А., Темлянцев М.В., Протопопов Е.В., Большаков Д.Г., Темлянцева Е.Н., Симачев А.С. Исследование влияния алюминия на коррозионную стойкость чугунов при эксплуатации в среде анодных газов электролизеров ЭкоСодерберг // Вестник Российской академии естественных наук. Западно-Сибирское отделение. 2021. № 24. С. 116–121.

Пинаев Е.А., Темлянцев М.В., Куценко А.И., Симачев А.С., Бессонова О.В. Исследование стойкости чугунов к высокотемпературной газовой коррозии в среде анодных газов электролизеров Экосодерберг // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2023. № 2 (44). С. 87–94. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-2(44)-87-94

Усольцев А.А., Козырев Н.А., Князев С.В., Куценко А.И., Михно А.Р. О возможности замены серых чугунов для изготовления литых элементов газосборного колокола электролизера // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 9. С. 1063–1070. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-9-1063-1070

Пинаев Е.А., ТемлянцевМ.В., Темлянцева Е.Н., Кувшинникова Н.И. Исследование химического и фазового состава продуктов коррозии чугунных секций газосборного колокола алюминиевых электролизеров ЭкоСо-дерберг // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. 2020. № 43. С. 144–151.

Патент SU 1425242. Чугун / Счисленок Л.Л., Шитов Е.И., Фамицкая Н.В., Иванченко Т.Ф. опубл. 23.09. 1988. Бюл. № 35.

Курганов В.А. Жаростойкий чугун с шаровидным графитом // Литейщик России. 2011. № 10. С. 25–27.

Загрузки

Опубликован

30.09.2023

Как цитировать

Пинаев, Е. А. ., Темлянцев, М. В., Симачев, А. С. ., Темлянцева, Е. Н. ., & Бессонова, О. В. . (2023). ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ КОРРОЗИИ НИЗКОЛЕГИРОВАННОГО ХРОМО-КРЕМНИСТОГО ЧУГУНА В СРЕДЕ АНОДНЫХ ГАЗОВ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ. Вестник Сибирского государственного индустриального университета, 1(3), 81–86. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-3(45)-81-86

Выпуск

Раздел

Металлургия и материаловедение

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>