директор по электролизному производству
Director for Electrolysis Production
д.т.н., проректор по учебной работе
Dr. Sci. (Eng.), Vice-Rector for Academic Affairs
к.т.н., доцент кафедры «Обработка металлов давлением и металловедение. ЕВРАЗ ЗСМК»,
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair “Metal Forming and Metal Science “EVRAZ ZSMK”
к.т.н., доцент, и.о. заведующего кафедрой теплоэнергетики и экологии
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof., Acting Head of the Chair “Thermal Power and Ecology”
главный специалист – металловед по электронной микроскопии и исследовательским работам
Chief Specialist – Metallologist in electron microscopy and research work
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.
The atmosphere of the anode gases of the aluminum electrolyzers of EcoSoderberg contains fluorine compounds, sulfur oxides and vanadium, causing intense gas corrosion of the elements of the gas collecting bell. Corrosion of cast-iron sections of the gas collecting bell leads to a reduction in their service life, as a consequence of the need for more frequent repairs and is the reason for a decrease in the grade of primary aluminum by iron impurities. The corrosion resistance of low-alloyed chromium-siliceous cast iron (silicon content 3.06 %, chromium 0.71 %) in the anode gases of aluminum electrolyzers was studied. The research was carried out in industrial conditions. Full-profile sections of the gas collecting bell are made of experimental cast iron. The duration of operation of the sections was 24.32 months. The mass loss due to corrosion was 13.5 %, and the average specific mass loss was 0.128 ·10–3, g/(cm2·h). The specific mass loss of routinely used high-strength cast iron with spherical graphite grade HF 50 is almost 4.8 times higher and amounts to 0.614 · 10–3, g / (cm2 · h). The basis of experimental low-alloyed chromium-silicon cast iron is ferritic, graphite secretions have a shape close to spherical, corrosion processes develop along the boundaries of ferrite grains. The hardness of cast iron is 140 – 149 NV. The increased corrosion resistance of cast iron is based on the ability of chromium and silicon to form protective films on the metal surface that prevent the diffusion of oxidizing gases. In particular, silicon contributes to an increase in the point of formation and stable existence in the corrosion products of the lustite phase of FeO up to 900 °C and forms a layer of Fe2SiO4 · SiO2 with increased protective properties and slowing down the processes of high-temperature gas corrosion. The experimental composition of cast iron is recommended for industrial use.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.