автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Повышение эффективности производства алюминия путем увеличения срока службы анодных штырей

На правах рукописи

ПОБЕДАШ Александр Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ ПУТЕМ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ АНОДНЫХ ШТЫРЕЙ

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск -2009

003468142

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор А.Н. Баранов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В. Н. Кульков

кандидат технических наук, В.В. Кондратьев

Ведущая организация:

ОАО «Сиб ВАМИ», Иркутск

Защита состоится « 20 » 05 2009 года в 12 на заседании Диссертационного Совета Д 212.073.02 Иркутского государственного технического университета по адресу: 664074, г.Иркутск, ул. Лермонтова, 83, корпус «К» конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета Автореферат разослан « 17.» 04_ 2009 года

Отзывы на автореферат отправлять по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

В.М.Салов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в Росси 60% алюминия получают в электролизерах с самообжигающимися анодами (аноды Содерберга). Подвод тока к аноду осуществляется с помощью штырей изготовленных из стали СтЗ, которые подвергаются интенсивной коррозии в результате взаимодействии с анодной массой при высокой температуре. В последнее десятилетие скорость коррозии возросла в связи с повысившимся содержанием серы в анодной массе, содержание которой в коксах, используемых для ее производства, увеличилось более чем в 2 раза. Обусловлено это тем, что высокосернистые нефти вовлекаются в более глубокую переработку. Согласно прогнозам рынка, в ближайшие годы улучшения качества коксов, используемых в производстве анодной массы, не предвидится. С момента вовлечения в производство анодной массы высокосернистых коксов наблюдается устойчивая тенденция сокращения сортности производимого металла, что негативно отражается на технико-экономических показателях электролизного производства, в частности на прибыли от реализации низкосортного металла. При извлечении штыря большая часть соединений железа остается в теле анода, откуда они попадают в расплав электролита и далее, в производимый алюминий, ухудшая его качество. Основной показатель производства алюминия выход по току в электролизерах с верхним токоподводом не превышает 87-88%, что на 6-8% ниже по сравнению с обожженными анодами и одной из причин является коррозия штырей в анодной массе. Образовавшиеся соединения железа поступают в электролит, что приводит к снижению выхода по току. Для снижения коррозии токоподводящих штырей необходимо изготавливать штыри из коррозионно-стойких материалов. Известно, что высокой коррозионной устойчивостью при высоких температурах обладает хром и его сплавы. Применение нержавеющих сталей для изготовления штырей потребует значительных затрат, поэтому актуальными являются исследования, направленные на повышение эффективности производства алюминия путем увеличения срока службы анодных штырей электролизера с верхним токоподводом.

Цслыо диссертационной работы является повышение эффективности производства алюминия путем увеличения срока службы анодных штырей за счет путем нанесения композиционных хром-углерод содержащих покрытий.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать методику определения скорости коррозии штырей в анодной массе;

- изучить механизм и скорость коррозии штырей в анодном массиве в лабораторных условиях и в условиях действующего электролизера;

разработать технологию нанесения коррозионно-стойких и электропроводных покрытий анодного штыря;

- исследовать скорость коррозии штырей с хромуглеродсодержащим покрытием в лабораторных условиях и в условиях действующего электролизера;

- выполнить технико - экономическую оценку реализации результатов работы в промышленном масштабе.

Методы исследования. В работе для решения поставленных задач использовались электрохимические, гравиметрические методы определения коррозионной стойкости материалов в технологических средах производства алюминия и современные методы аналитического контроля анодной массы. Эксперименты проводились как в лабораторных, так и в промышленных условиях. В качестве объекта исследований были выбраны электролизные корпуса Братского алюминиевого завода ОАО «РУСАЛ Братск».

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается воспроизводимостью результатов параллельных опытов, использование установленных ГОСТом методик при современном метрологическом обеспечении лаборатории ИрГТУ и центральной заводской лаборатории Братского алюминиевого завода.

Научная новизна работы заключается в том, что на основе изучения коррозионного поведения металлов, сплавов и электрохимических покрытий в анодной массе впервые:

- показано, что скорость коррозии стали СтЗ в анодной массе определяется диффузионными процессами, возрастает с повышением температуры и при температуре 900 0 С достигает 31,25 мм /год;

- определена скорость коррозии токоподводящих анодных штырей в электролизерах с верхним токоподводом на Братском алюминиевом заводе, которая максимальна в нижней части штыря и достигает более 30 мм/шд, а в верхней части анода снижается до 3 мм/год;

- установлено, что скорость коррозии штыря повышается с увеличением содержания серы в анодной массе и повышением силы тока на электролизере;

- установлено, что хромовые углеродсодержащие композиционные покрытия обладают повышенной электропроводностью и коррозионной устойчивостью в анодной массе и снижают скорость коррозии в 3 раза.

Практическая значимость исследований состоит в том, что на основе изучения коррозионного поведения металлов, сплавов и электрохимических покрытий в анодной массе предложен новый способ антикоррозионной защиты штырей путем нанесении композиционных хромовых покрытий на основе углерода на нижнюю, самую быстроизнашиваемую часть штыря. Применение композиционных покрытий сокращает скорость коррозии штыря в 3 раза при сохранении электропроводности иа уровне, сопоставимом с электропроводностью стали. Использование анодных штырей с композиционным хромуглеродсодержащим покрытием в промышленном масштабе на Братском алюминиевом заводе позволит в 3 раза снизить скорость коррозии штырей в анодной массе, что обеспечит:

- сокращение расхода анодных штырей в 2 раза;

- сокращение поступления в электролизер железа более, чем на 20 %;

- снижение выхода угольной пены на 25 %;

- увеличение выпуска алюминия на 1049 т/год.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы на Братском алюминиевом заводе составит более $ 38,9 млн. в год.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение: на 2-ой Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой промышленности ОАО «СибВАМИ» (Иркутск, 2004); научно практических конференциях «Перспективы развития технологи!, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств» (Иркутск, 2005; 2006); 2-ой Всероссийской школе-семинаре ученых «Обогащение руд», с международным участием, посвящепной 75-летию со дня рождения члена корреспондента РАН С.Б. Леонова (Иркутск, 2006); 4 -ой республиканской научно-технической конференции ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности (Иркутск, 2006); научно - практической конференции «Оценка эколого-экономической ситуации водных экосистем в бассейне оз. Байкал и управление экологическим риском» (Иркутск, 2006); .6 - ой Всероссийской научно - технической конференции, посвященной 50- летию института ОАО «СибВАМИ» (Иркутск, 2008).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 работ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 114 наименований. Работа содержит 125 страниц машинописного текста, включая 23 таблицы и 33 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы повышения эффективности производства алюминия за счет увеличения срока службы токоподводящих анодных штырей в электролизерах Содерберга с верхним токоподводом. Это достигается за счет увеличения коррозионной стойкости анодных штырей и повышения качества алюминия, производимого в электролизерах, путем сокращения поступления в них железа Показано, что штыри нуждаются в постоянной замене, очистке их поверхностей от окислов, а также ремонту и реставрации. Увеличение содержания железа в электролите стало одной из причин уменьшения выхода по току алюминия, а также снижения сортности производимого металла. В итоге алюминиевые заводы несут убытки, связанные с потерей прибыли от реализации низкосортного, мало востребованного рынком металла. Коррозионное разрушение штырей в анодной массе нарушает целостность анода и приводит к повышению угольной пены. Сформулирована цель исследований, дана краткая характеристика работы, ее научная новизна и практическая значимость.

Первая глава посвящена анализу современного состояния системы токоподвода алюминиевых электролизеров Содерберш. На рис. 1 приведено схематическое устройство анода в котором на разных горизонтах расположено 72 сталеалюминиевых штыря. Стальная часть штыря выполненная из стали СтЗ имеет следующие размеры -длинна 1980 мм; диаметр цилиндрической части 138 мм, коническая часть 100 мм . Штырь погружен в анодную массу на глубину 1300-1500 мм. По результатам литературного и патентного обзоров выполнен анализ их достоинств и недостатков, а также причин высоких скоростей коррозионного износа и деформации.

устройство электролизера с верхним токоподводом (ВТ). 1 - анодная ошиновка; 2 - контактные зажимы; 3 - составные штыри; 4 - брикеты анодной массы; 5 - анодный кожух; б - обожженная часть анода; 7 -вторичный анод; 8 - жидкая пеко-коксовая композиция.

Установлено, что причиной высокого коррозионного износа является высокая температура в нижней части штыря, и наличие серы в коксах, используемых в производстве анодной массы, а также окисление штыря кислородом воздуха в момент его изъятия из тела анода. Известные конструкции анодных штырей предназначены для интенсификации отвода от них тепла, а также для увеличения плотности контакта «штырь - анод» и не решают проблемы сокращения скорости их коррозии. Рассмотрены механизм, схема, термодинамика электрохимической коррозии и взаимодействие металлов с технологическими средами, которым подвержен анодный штырь вследствие прохождения по нему электрического тока в процессе эксплуатации. В результате на поверхности анодного штыря возникают гальванические элементы, причиной образования которых являются неоднородность металлической фазы, электролита (анода), защитной пленки на поверхности металла и внутренние напряжения в нем, а также наличие границ зерен в металле. Выполнен обзор известных способов защиты металлов от коррозии и их применения в промышленности. По результатам первой главы сделаны выводы и сформулированы задачи исследований.

Вторая глава посвящена исследованиям коррозионной стойкости токоподводящих штырей в анодной массе.

Разработана методика проведения лабораторных и промышленных измерений скорости коррозии металлов в анодной массе. Исследования скорости коррозии образцов металла в лабораторных условиях проводились

в фарфоровых огнеупорных тиглях. Образцы испытуемого материала предварительно очищали от оксидных пленок, после чего измеряли их геометрические размеры с точностью ± 0,1 мм. Затем образцы обезжиривались ацетоном и подвергались взвешиванию на аналитических весах типа АДВ-200. Класс точности измерений массы образцов - 0,2. Подготовленный таким способом образец помещали в тигель и засыпали сверху подштыревой анодной массой производства Братского алюминиевого завода, которая имела следующий состав: содержание серы 1,26 %; пек-28,1 %; зола-0,22 %. После этого тигли с образцами загружали в печь, где температура варьировалась от 600 °С до 900 °С. Для предотвращения выгорания угольной составляющей анодная масса сверху присыпалась глиноземом (А12Оз). По окончании эксперимента тигли охлаждали в эксикаторе и по достижении комнатной температуры образцы подвергались повторном)' взвешиванию и измерению. Скорость коррозии оценивали по потере массы и изменению геометрических параметров образцов с помощью следующих показателей:

Кт- массовый показатель скорости коррозии определяемый из соотношения:

Кт=%, г/м2*ч, (I)

где: Ат - убыль массы образца; 5 - площадь образца, м'\ I - время, ч. Кп- глубин)' коррозионного разрушения металла в единицу времени мм/год определяли в соответствии с ГОСТ 5272-68.

Результаты лабораторных исследований скорости коррозии, представленные в табл. 1. Средняя скорость коррозии составляет 31,25 мм/год. Среднеквадратичная ошибка опыта 8усоставляет 2,1.

Таблица 1

Скорость коррозии стали СтЗ в анодной массе при температуре 900 °С

№ 8, см2 ть г т2, г Ат, г г, мин Кт , г/(м2*ч) кп, мм/год Кп,ср мм'год

1 11,8 5,2824 5,2745 0,0079 10 40,1 44,1

2 11,9 7,5164 7,5054 0,0110 20 27,7 30,7 31,25

3 11,9 6,6605 6,6480 0,0125 30 29.8 30,0

4 13,5 9,1303 9,1139 0,0164 40 18,2 20,2

1.6 1,4 1,2 1

£

в)0,8

0,6 0,4 0,2-| 0

—•—Кп

-Линейный (Кп)|

у = -1040,8х +2,3815 ^ = 0,984

0,00080,000850,00090,000950,001 0,001053,00110,001153,0012 1/температура, 1/К

Рис.2 Зависимость логарифма скорости коррозии мм/год от обратной

температуры К

С увеличением температуры от 600 до 800 °С средняя скорость коррозии возрастает от 15 до 27 мм/год, что свидетельствует о том, что наиболее интенсивный коррозионный износ штыря происходит в период его нагрева до рабочей температуры после установки в тело анода. По результатам исследований скорости коррозии железа в анодной массе от температуры (рис. 2) рассчитана энергия активации по уравнению Аррениуса, которая равна 19,9 кДж/моль, что свидетельствует о том, что реакция взаимодействия железа с анодной массой лимитируется диффузионной стадией. Промышленные исследования скорости коррозии анодных штырей проводились непосредственно на действующих электролизерах Братского алюминиевого завода в течение 1 года. Были исследованы скорости коррозии 164 штырей с различными сроками эксплуатации, в т.ч.: 22 месяца - 10 ед.; 38 месяцев - 15 ед.; 41 месяц - 60 ед.; 48 месяцев - 65 ед.; 51 месяц - 14 ед. В период исследований оценивалась скорость коррозии по длине и по диаметру в различных сечениях штыря. Данные, представленные на рис. 3, показывают, что максимальной коррозии подвержена нижняя часть анодного штыря больше 20 мм/год, так как она находится под воздействием температур, близких к температуре электролита 960 0 С. На расстоянии около 20 см от нижнего конца штыря наблюдается увеличение скорости коррозии. На более высоких участках штыря коррозия на порядок ниже и не превышает 2-4 мм/год. С повышением срока эксплуатации штыря наблюдается некоторое замедление коррозионных процессов, до 16 мм/шд при 20 месяцах с момента введения штыря в работу.

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

Величина коррозии, ммггод

Рис. 3 Зависимость скорости коррозии штыря мм/год от высоты при различных

сроках его эксплуатации

и длине штыря в различные периоды эксплуатации.

Это объясняется тем, что происходит пассивация штыря за счет образования защитных пленок на его поверхности.

На рис.4 представлена глубина коррозионного разрушения штыря от времени в различные периоды эксплуатации на Братском алюминиевом заводе. Разрушение нижней части штыря составляет 33 мм/год в 2007 г. против 22,1 мм/год в 1979 г. Это можно объяснить тем, что в этот период значительно возросло содержание серы в анодной массе с 1 до 1,5 % и повышена сила тока на электролизере со 155 до 170 кА. Коррозия штыря по диаметру значительно ниже и достигает 5-6 мм за весь его срок эксплуатации и объясняется это тем, что температура с повышением штыря в анодной массе снижается.

Третья глава посвящена исследованиям, направленным на повышение эффективности электролизного производства путем увеличения срока службы штырей.

Для снижения скорости коррозии штырей в анодной массе разработана технология электрохимического осаждения хрома и дисперсных частиц углерода (графита) из электролита на основе хромовой кислоты. Состав электролитов, используемых для получения защитных покрытий: №1 СЮ3-250 г/л, CaSOj -20 г/л; №2 СЮ3 -250 г/л, CaS04 -20 г/л, С-50 г/л. В табл. 2. приведены результаты процесса хромирования.

Таблица 2

Технологические параметры процесса хромирования в сверхсульфатном электролиге №1 и в электролите №2 с добавкой углерода

Рис. 5 Микроструктура стали марки Ст.З, увеличение х 500 а) с хромовым покрытием, электролит №1; б) с включением частиц графита, электролит№2. Композиционное антикоррозионное покрытие получено путем включения в кристаллическую решетку тонкодисперсных частиц углерода при электролитическом выделении хрома из раствора. Используемый углерод

(графиг) представляет собой частицы, близкие по форме к сферическим или овальным, не имеющим острых кромок (рис. 5 а,б).

На рис. 6 представлены результаты коррозии хромированного образца с включением частиц графита в анодной массе по сравнению с не хромированным образцом из стали СтЗ. Композиционное хромовое покрытие в 2,5 раза повышает коррозионную устойчивость стали в анодной массе при температуре 800 0 С.

Температура, С

Рис. 6 Зависимости скорости коррозии в анодной массе от температуры хромированного и не хромированного образца.

Для оценки электрического сопротивления защитного хромуглеродсодержащего покрытия, нанесенного по разработанной технологии, на 1ранице «металл- подштыревая анодная масса» выполнены измерения вольтамперных характеристик. Измерения выполнены с помощью установки, схема которой представлена на рис. 7. Исследуемый образец площадью 1 см" помещался в анодную массу , через него пропускался постоянный электрический ток 1 А и замеряли напряжение с помощью высокоомного вольтметра. Падение напряжения рассчитывали по закону Ома 11=и/1 и в %. Результаты измерений напряжения на границе раздела фаз металл подштыревая анодная масса при плотности тока 1 А/см * представленные в табл.3., свидетельствуют о том, что электрическое сопротивление на грашще раздела фаз металл углерод, на 15,1 % увеличивается при нанесении хромового покрытия и снижается до 2,5 % при нанесении композиционного хром -углерод содержащего защитного покрытия.

Рис.7 Схема установки для измерения электрического сопротивления на

границе раздела «металл - анодная масса» 1 - металлический стакан; 2 -анодная масса; 3 - исследуемый образец; V -вольтметр; А- амперметр; Я - сопротивление; В - выпрямитель.

Таблица 3

Результаты определения сопротивления на границе «металл - подштыревая ___анодная масса»___

Образец Сила тока, А Падение напряжения, мВ Сопротивление, Ом ¿Л, Ом АЫ, %

Сталь СтЗ 1 400 0,40 0 0

Хромированная сталь 1 470 0,470 0,07 15,1

Композиционное хром углеродсодержащее покрытие стали СтЗ 1 410 0,41 0,01 2,5

Четвертая глава посвящена технико - экономической оценке внедрения результатов работы.

???В процессе эксплуатации на штырях образуется слой окалины, толщина которого со временем может достигать 1,5 см. Эксплуатация таких штырей приводит к повышению электросопротивления в результате чего падение напряжения в аноде. В результате коррозии штыря происходит загрязнения электролита и алюминия железом. Известно, что при увеличении в электролите железа на 0,01 % приводит к снижению выхода по току на 0,3%. Содержание железа в окалине, масса которой на поверхности штыря достигает 200 - 400 г, может достигать 40 - 50 %, что подтверждено результатами химического анализ ее состава (табл. 4). При извлечении штыря большая часть окалины

остается в аноде, откуда она поступает в расплав электролита и далее, в алюминий.

Таблица 4

Исследуемый материал Содержание элемента, %

Fe С so.,

Окалина с анодных штырей (проба №1) 42,5 12,3 2,8-4,5

Окалина с анодных штырей (проба №2) 51,9 7.6 0,4

В результате коррозии шыря поступления в электролизер железа выход по ток)' падает на 0,09 %, что подтверждено расчетами. При этом производительность электролизера падает на 1 кг/сутки, а в масштабах ОАО «РУСАЛ Братск» потери наработки металла достигают почти 850 т/год.

Вуп кг/т AI

Т -время эксплуатации штырей, месяцы

Рис. 8 Зависимость выхода угольной пены Вуп от времени эксплуатации Т токоподводящих штырей на ОАО «РУСАЛ Братск»

Нарушения на аноде приводят к, увеличению расхода сырья и анодной массы, электроэнергии и повышению выхода угольной пены с 26 до 34 кг/т А1 и более (рис. 8). Увеличение выхода пены ухудшает технике - экономические и экологические показатели электролизного производства. Технологическая операция «съем пены с электролизера» производится при разгерметизации газосборного колокола. В эти периоды выбросы от электролизера в рабочую зону увеличиваются более, чем в 2 раза. Сама технологическая операция требует высоких операционных затрат. При этом вместе с пеной, доля углерода в которой составляет лишь около 30 %, удаляется значительное количество глинозема и фтористых солей. При использовании токопододящих штырей с

хром-углерод содержащим покрытием приводит к снижение выхода угольной пены на 25 %, что значительно повысит технико-экономические показатели производства алюминия, сокращению в 3 раза скорости коррозии, а следовательно, и увеличение срока службы штыря. В результате затраты на изготовление и замену изношенных штырей сократятся примерно на 6 млн. долл. в год. Сокращение суммарного поступления железа в электролизер более, чем на 20 % позволит повысить сортность производимого алюминия, в частности, производство самого низкорентабельного металла марки А-0 будет исключено. Кроме этого, за счет повышения выхода по току и повышения производительности электролизера дополнительный выпуск металла в масштабах ОАО «РУСАЛ Братск» составит более 1049 т/год. Затраты на антикоррозионное покрытие анодных штырей составят $ 2,161 млн. в год. Чистая прибыль за вычетом затрат на антикоррозионное покрытие составит 40,028 -2,161 =$ 38,867 млн. /год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате проведенных научных исследований, промышленных испытаний предложена новая технология повышения коррозионной устойчивости токоподводящих штырей в электролизерах с верхним токоподводом и получены следующие основные результаты.

1. Установлено, что скорость коррозии токоподводящих штырей, изготовленных из стали СтЗ, в анодной массе возрастает с повышением температуры с 2,5мм/год до 30 мм/год и приносит значительное снижение технико-экономических показателей производства алюминия.

2. Нанесение па стальные штыри хром-углерод содержащих покрытий снижает скорость коррозии в 3 раза с ЗОмм/шд до Юмм/год при 800° С.

3. При хромировании анодных штырей возрастает электрическое сопротивление в контакте штырь-анодная масса на 15%.

4.При хромировании анодных штырей с добавками дисперсных углеродсодержащих частиц (графиты) электрическое сопротивление в контакте штырь- анодная масса снижается с 15,1 % до 2,5 % по сравнению с хромовыми покрытиями.

5. Разработана технология нанесения композиционного хром-углерод содержащего покрытия на поверхность анодного штыря, применение которой на Братском алюминиевом заводе обеспечит: сокращение поступления железа в электролизер на 20%; сокращение потребности в новых штырях на 15 тыс. шт./год; снижение выхода угольной пены на 25 %; повышение выхода по току и увеличения выпуска алюминия на 1049 т/год.

6. Применение разработанной технологии повышения коррозионной стойкости штырей в электролизерах с верхним токоподводом позволит снизить себестоимость получения алюминия на 3,88 доллара на одну тонну производимого алюминия.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Победаш А. С. Пути снижения выбросов парниковых газов в производстве алюминия / Баранов А.Н., Янченко Н.И., Победаш A.C., Щедрый P.A., Котляревский A.C., Глинский А.Л. //тезисы докладов. 2-я Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов алюминиевой промышленности. ОАО «СибВАМИ»24-2б октября 2004 Иркутск С. 29-30.

2 Победаш А. С. Влияние коррозионных процессов на экологически показатели металлургических производств / Баранов А.Н., Краснопер ob А.Н., Гусева Е.А., Победаш A.C., Щедрый Р.Ю. // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Материалы научной практической конференции.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ - 2005. С 41-43.

3. Победаш А. С. Повышение коррозионной стойкости технологического инструмента в производстве алюминия. / Баранов А.Н., Красноперов А.Н., Победаш A.C., Юдин А.Н. // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Материалы научной практической конференции. Иркутск: Изд-во ИрГТУ -2006. С 125-127.

4 Победаш А. С. Повышение эффективности производства алюминия с применением современных способов коррозионной защиты / Баранов А.Н., Красноперов А.Н., Набеева Д.В., Победаш A.C., Гамаюнов И.Г. // Обогащение руд: 2 Всероссийская школа-семинар ученых, с международным участием, посвященная 75-летию со дня рождения члена корреспондента РАН С.Б. Леонова - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006.-214с.

5. Победаш А. С. Защита от коррозии анодных штырей в алюминиевых электролизерах путем нанесения хромовых покрытий / Баранов А.Н., Победаш A.C., Гамаюнов И.Г., Рожнев А.Г. // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Материалы научной практической конференции. Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2006. С. 122-124

6. Победаш А. С. Коррозионная защита анодных штырей методом кластерного хромирования/ Баранов А.Н., Юдин А.Н., Победаш A.C. // тезисы докладов. 4-я Республиканская научно-техническая конференция ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности. ОАО «СибВАМИ» 25-27 октября 2006. Иркутск: С. 16-20

7. Победаш А. С. Влияние срока службы штырей на образование угольной пены в электролизерах с верхним токоподводом / Баранов А.Н., Победаш A.C., Юдин А.Н. //. Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Мат-лы научно-практической конференции, - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008.-С. 6064.

8. Победаш А. С. Повышение эффективности производства алюминия путем увеличения срока службы токоподводящих штырей /Баранов А.Н.,

/

Победаш A.C., Юдин А.Н. // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Мат-лы научно-практической конференции, - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008.-С. 60-64.

9 Победаш А. С. Пути снижения вредных выбросов алюминиевых заводов в бассейне озера Байкал / Баранов А.Н., Победаш A.C., Демичев Д.Н., Юдин А.П. // Оценка эколого-экономической ситуации водных экосистем в бассейне оз. Байкал и управление экологическим риском: Мат-лы научно-практической конференции. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006 г. С. 20-23.

10 A.S. Pobedash Investigation of Corrosion Processes in Aluminum Production and Development of New Methods of Protection of Metals /A.N. Baranov, E.A. Guseva, A.N. Krasnoperov, AS. Pobedash, A.N. Yudin./. Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2008, Vol. 49, No. 4, pp. 264-268.

11 A.C. Победаш Исследование коррозионных процессов в производстве алюминия и разработка новых методов защиты металлов / А.Н. Баранов, Е.А. Гусева, А.Н.Красшшеров, А.Н. Юдин, A.C. Победаш / Изв. Вузов Цветная металлургия №4 2008, С. 51-56.

12. Победаш A.C. Разработка новых способов повышения коррозионной устойчивости токоподводящих штырей алюминиевых электролизеров. / Баранов А.Н., Победаш A.C., Юдин А.Н. //тезисы докладов. 6-я Республиканская научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности. ОАО «СибВАМИ» 30-31 октября 2008. - Иркутск. С. 30-35.

13. Победаш A.C. Оптимизация временных и технологических пределов использования стале-алюминиевых штырей в производстве алюминия / Баранов А.Н., Победаш A.C. // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Мат-лы научно-практической конференции- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007.- С. 124-125.

14. Победаш A.C. Влияние срока службы штырей на образование угольной пены в электролизерах с верхним токоподводом. //Вест. ИрГТУ. -2007. -№ 1 -С.19-21.

15. Победаш A.C. Коррозия анодных штырей в электролизерах с верхним токоподводом / Баранов А.Н., Баранов К.О., Победаш А.Н. Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Мат-лы научно-практической конференции -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009.- С. 110-112.

Подписано в печать 14.04.2009. Формат 60 х 90 / 16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Зак. 127. Поз. плана 4н.

ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Введение

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ 10 ТОКОПОДВОДА АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ СОДЕРБЕРГА

1.1 Анодные штыри электролизера

1.2 Коррозия анодных штырей

1.2.1 Кинетика коррозионных процессов

1.2.2 Скорость и другие количественные характеристики 29 коррозии

1.3 Образование оксидных пленок на поверхности штырей

1.4 Факторы, влияющие на коррозию анодных штырей

1.4.1 Внешние факторы коррозии анодных штырей

1.4.2 Внутренние факторы коррозии анодных штырей

1.5 Электрохимическая коррозия металлов

1.5.1 Общие положения

1.5.2 Причины образования коррозионных гальванических 37 элементов

1.5.3 Схема процесса электрохимической коррозии

1.5.4 Термодинамика процесса электрохимической коррозии

1.5.5 Электродный потенциал металла

1.5.6 Химический и электрохимический механизмы растворения 40 металлов в электролитах

1.6 Коррозионные процессы с кислородной деполяризацией

1.6.1 Поляризация электродных процессов

1.6.2 Термодинамика процесса коррозии с кислородной 42 деполяризацией

1.7 Способы защиты металлов от коррозии

1.7.1 Контролируемые и защитные атмосферы

1.7.2 Жаростойкое легирование

1.7.3 Применение жаропрочных и жаростойких сталей

1.7.4 Поверхностное легирование

1.7.5 Неорганические неметаллические покрытия

1.8 Выводы по главе и выбор направления исследований

2 ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ 53 ТОКОПОДВОДЯЩРТХ ШТЫРЕЙ В АНОДНОЙ МАССЕ

2.1 Методика проведения и обработки результатов 53 исследований

2.2 Количественные характеристики коррозионных процессов

2.3 Лабораторные исследования скорости коррозии стали 55 Вст.З сп. в анодной массе

2.4 Промышленные испытания коррозионной стойкости 60 штырей

2.5 Расчет количества железа, поступающего в электролизер

2.5.1 Поступление железа от анодного штыря '

2.5.2 Поступление железа от чугунных секций газосборного 67 колокола

2.5.3 Поступление железа от технологического инструмента

2.5.4 Поступление в электролизер железа вследствие 68 разрушения углеродной футеровки

2.6 Оценка сокращения выхода по току в результате 70 поступления в электролизер железа

2.7 Выводы по главе

3 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА 73 АЛЮМИНИЯ ПУТЕМ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ШТЫРЕЙ

3.1 Экспериментальное обоснование решения задачи

3.2 Разработка технологии нанесения композиционного 80 хромуглеродного покрытия

3.3 Микроскопический метод анализа качества защитных 86 покрытий

3.4 Лабораторные исследования скорости коррозии и 90 электропроводности хромсодержащих материалов в анодной массе

3.4.1 Расчет энергии активации

3.4.2 Измерение электросопротивления на границе метал- 93 анодная масса

3.5 Промышленные исследования скорости коррозии 95 хромсодержащих материалов в анодной массе

3.6 Выводы по главе 96 4 ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

4.1 Визуальный баланс железа в алюминии для технологии 97 электролиза с предварительно обожженными анодами

4.2 Способы повышения сортности металла

4.3 Укрупненная технико - экономическая оценка 101 эффективности внедрения анодных штырей с хромуглеродсодержащим покрытием

4.3.1 Расчет экономической эффективности внедрения 101 результатов работы

4.3.2 Расчет затрат на нанесение хромуглеродсодержащих 106 покрытий на поверхность анодного штыря

Актуальность темы. В настоящее время в Росси 60% алюминия получают в электролизерах с верхним подводом тока к аноду с помощью штырей. В процессе эксплуатации штырь изготовленный из стали СтЗ, подвергается интенсивной коррозии в результате взаимодействии с анодной массой при высокой температуре. В последнее десятилетие скорость коррозии возросла в связи с повысившимся содержанием серы в анодной массе, содержание которой' в коксах, используемых для ее производства, увеличилось более чем в 2 раза. Обусловлено это тем, что высокосернистые нефти вовлекаются в более глубокую переработку. Согласно прогнозам рынка, в ближайшие годы улучшения качества коксов, используемых в производстве анодной массы, не предвидится. При- извлечении штыря большая часть соединений железа остается в теле анода, откуда они попадают в расплав электролита и далее, в производимый алюминий, ухудшая его качество. С момента вовлечения в производство анодной массы высокосернистых коксов наблюдается устойчивая тенденция сокращения сортности производимого металла, что негативно отражается на технико-экономических показателях электролизного производства, в частности на прибыли от реализации низкосортного металла и потере производительности электролизера за счет снижения выхода по току. Для- снижения коррозии токоподводящих штырей необходимо изготавливать штыри из коррозионно-стойких материалов. Известно, что высокой коррозионной устойчивостью при высоких температурах обладает хром и его сплавы. Применение нержавеющих сталей для изготовления штырей потребует значительных затрат; поэтому нами предлагается использовать для этих целей композиционные электролитические хромовые покрытия.

На электролизерах Содерберга подвод тока к аноду осуществляют через токоподводящие штыри. Количество штырей, устанавливаемых на электролизере С-8; С-8БМ - 72 единицы. В масштабах современных алюминиевых заводов, таких как, Братский и Красноярский, общее количество эксплуатируемых анодных штырей, достигает 140 - 160 тыс. единиц. Кроме основного назначения — подвод тока к аноду - штыри являются несущими элементами, удерживающими анод в анодном кожухе. Масса каждого штыря составляет от 130 до 200 кг и более, изготавливаются они, как правило, из конструкционной стали марки Ст Зсп.

В процессе эксплуатации происходит деформация штыря, обусловленная неравномерностью распределения температур по его длине, от 100 — 150 °С в верхней части до 900 °С и более в нижней, находящейся в непосредственной близости от расплава электролита. При- извлечении-деформированного штыря происходит разрушение анода, что в итоге увеличивает падение напряжения в аноде (увеличение расхода электроэнергии, потребляемой электролизером), а также рост выхода угольной пены (увеличение расхода глинозема, фтористых солей и увеличение выбросов от электролизера загрязняющих веществ в период выполнения технологической операции «съем угольной пены», связанной с разгерметизацией газосборного колокола).

Одной из причин высоких затрат на эксплуатацию анодных штырей является их низкая коррозионная, стойкость, что приводит, кроме, всего прочего, к снижению сортности производимого алюминия: Данное обстоятельство обусловлено тем, что окислы железа с поверхности штыря попадают в анодную массу и далее в расплав. Повышение силы тока на электролизерах С-8; С-8БМ с проектных 156 кА до 170 - 175 кА, а в отдельных случаях и до 180 кА, активно проводимое на алюминиевых заводах в последнее десятилетие, потребовало реконструкции узла токоподвода. Увеличение содержания железа в электролите стало одной из причин падения выхода по току (производительности электролизера), а также снижения сортности производимого металла. В итоге алюминиевые заводы несут убытки, связанные с потерей прибыли от реализации низкосортного, мало востребованного рынком металла.

Отсюда; актуальными являются исследования, направленные на интенсификацию электролизного производства путем повышения коррозионной стойкости анодного токоподводящего штыря и увеличения срока его службы.

Целью диссертационной работы является повышение технико-экономических показателей электролизного производства путем повышения коррозионной стойкости анодных токоподводящих штырей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать, методику определения скорости коррозии штырей в анодной массе;

- изучить механизм и скорость коррозии штырей в анодном массиве в лабораторных условиях и в условиях действующего электролизера; разработать технологию нанесения коррозионно-стойких и электропроводных'покрытий-анодного штыря ;

- исследовать скорость коррозии штырей с хромуглеродсодёржащим покрытием в лабораторных условиях и в условиях действующего электролизера; \

- выполнить технико - экономическую оценку реализации результатов работы в промышленном масштабе.

Методы исследования. В работе для решения поставленных задач использовались гравиметрические методы определения коррозионной стойкости материалов в технологических средах производства алюминия с привлечением установленных ГОСТом методик при современном метрологическом обеспечении лаборатории ИрГТУ и центральной заводской лаборатории. Братского алюминиевого завода. Эксперименты проводились как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается воспроизводимостью результатов параллельных опытов, использование установленных ГОСТом методик при современном метрологическом-обеспечении лаборатории ИрГТУ и центральной заводской лаборатории Братского алюминиевого завода.

Научная новизна работы заключается в том, что на основе изучения коррозионного поведения металлов, сплавов и электрохимических покрытий в анодной массе впервые:

- установлено, что скорость коррозии стали СтЗ в анодной- массе определяется диффузионными процессами, возрастает с повышением температуры и при температуре 900 0 С достигает 31,25 мм /год;

- определена скорость коррозии токоподводящих анодных штырей в электролизерах с верхним токоподводом на Братском, алюминиевом заводе, которая максимальна более 30 мм/год в нижней части штыря и снижается до 3 мм/год с повышением штыря в анодной массе;

- установлено что скорость коррозии штыря повышается с увеличением серы в анодной массе и повышением силы тока на электролизере;

- показано, что' хромовые углеродсодержащие композиционные покрытия обладают повышенной электропроводностью и коррозионной устойчивостью в анодной массе и снижают скорость коррозии с 30,0 до 9,6 мм в год.

Практическая значимость исследований состоит в том, что на основе изучения коррозионного поведения металлов, сплавов и электрохимических покрытий в анодной массе предложен новый способ антикоррозионной защиты штырей путем нанесении композиционных хромовых покрытий на основе углерода на нижнюю, самую быстроизнашиваемую часть штыря. Применение композиционных покрытий сокращает скорость коррозии штыря в 3 раза при сохранении электропроводности на уровне, сопоставимом с электропроводностью стали. Использование анодных штырей с композиционным хромуглеродсодержащим покрытием в промышленном масштабе на Братском алюминиевом заводе позволит в 3 раза снизить скорость коррозии штырей в анодной массе, что обеспечит:

- сокращение расхода анодных штырей в 2 раза;

- сокращение поступления в электролизер железа более, чем на 20 %;

- снижение выхода угольной пены на 25 %;

- увеличение выпуска алюминия на 1049 т/год.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы на Братском алюминиевом заводе составит более $ 38,9 млн. в год.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение: на 2-ой Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой промышленности (Иркутск, 2004); научно практических конференциях «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и> металлургических производств» (Иркутск, 2005; 2006); 2-ой Всероссийской школе-семинаре ученых «Обогащение руд», с международным участием, посвященной 75-летию со дня рождения члена корреспондента РАН С.Б. Леонова (Иркутск, 2006); 4 -ой республиканской научно-технической конференции ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности (Иркутск, 2006); научно - практической конференции «Оценка эколого-экономической ситуации водных экосистем в бассейне оз. Байкал и управление экологическим риском» (Иркутск, 2006); .6 - ой Всероссийской научно — технической конференции, посвященной 50- летию института СибВАМИ (Иркутск, 2008).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 работ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 114 наименований. Работа содержит 125 страниц машинописного текста, включая 23 таблицы и 33 рисунка.

4.4 Выводы по главе

1. Применение коррозионно-стойких штырей позволит повысить V I технико-экономические показатели производства алюминия. 1

2. Снижение поступления в электролизер железа позволит получать металл более высоких сортов, в частности, исключить производство самого низкосортного алюминия А-0.

3. Снижение выхода угольной пены на 25%., позволит получить экономию за счет хранения хвостов угольной пены на 77 тыс. долларов в год.

4. Сокращение скорости коррозии анодного штыря с хромуглеродсодержащим покрытием обеспечивает снижение ввода в эксплуатацию новых штырей в 2 и более раз, что в абсолютных цифрах составляет около 15 ООО штырей или 6 млн. долл. в год.

5. Сокращение поступления в электролизер железа обеспечивает рост выхода по току более чем на 0,57 %. Эта величина эквивалентна увеличению производительности электролизера в среднем на 1,25 кг/сутки. В масштабах ОАО «РУСАЛ Братск» увеличение наработки металла составит порядка 1049 т/год, а дополнительная прибыль от его реализации - более 250 тыс. долл. в год.

6. Затраты на хромирование анодного штыря оцениваются в 2,161 млн. долларов.

7. Суммарный экономический эффект от внедрения результатов работы в промышленном масштабе составит 38,9 млн. долл. в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе даны решения актуальных задач повышения коррозионной стойкости токоподводящих штырей электролизера с верхним токоподводом. В результате внедрения результатов работы в промышленном масштабе достигается повышение качества производимого алюминия и производительности электролизера' за счет сокращения поступления в электролизер железа; а также обеспечивается сокращение ввода в эксплуатацию новых анодных штырей за счет повышения срока их службы.

На основании проведенного аналитического обзора, лабораторных и промышленных исследований установлены следующие закономерности и результаты:

1.В процессе эксплуатации анодный штырь находится в условиях воздействия агрессивных газов, наиболее активным из которых является диоксид серы. Его образование происходит вследствие окисления, серы, содержащейся в коксе и пеке, исходном сырье, используемом' для производства анода. С переходом алюминиевых заводов на использование высокосернистых коксов, содержание серы в которых может достигать 5,0 % масс., увеличила скорость износа анодных штырей, с 2,4 см/год до 3,1 см/год. В результате срок службы штыря сократился с 4,0- 4,5 лет до 3,0 - 3,5 лет. При эксплуатации анодных штырей, «возраст» которых от 3,0 - 3,5 до 4,0 -4,5 лет, электролизное производство недополучает прибыль порядка 0,9 $/тА1. Недополученная прибыль связана: со снижением выхода по току; увеличением расхода электроэнергии и анодной массы; увеличением потерь глинозема и фтористых солей, обусловленным ростом выхода угольной пены.

7. Определена количественная закономерность коррозии стали СтЗ в анодной массе в лабораторных и промышленных условиях. Установлено, что с повышением температуры скорость коррозии возрастает по линейной зависимости и достигает своего максимума - 30 мм /год - при температуре 800° С.

8. Выполнены исследования коррозионного износа штыря по высоте. Установлено, что износ штыря по высоте неравномерен: максимальная коррозия, до 30 мм/год, наблюдается в его нижней части; минимальная, 2 -3 мм/год в его верхней части.

9. Определено численное значение энергии активации коррозии железа в анодной массе. Установлено, что при величине энергии активации 22,5 кДж/моль, реакция окисления анодного штыря лимитируется диффузионной стадией.

10. Разработана технология нанесения композиционного хромуглеродсодержащего покрытия на поверхность анодного штыря и определена его электропроводность. Установлено, что применение покрытия, нанесенного по разработанной технологии сокращает скорость коррозии штыря в 2 - 3 раза при сохранении его электропроводности на» уровне, сопоставимом с электропроводностью стали.

Использование результатов работы в целом обеспечит сокращение поступления железа в электролизер более, чем на 20 %; сокращение потребности в новых штырях более, чем на 15 тыс. шт/год; снижение выхода угольной пены на 25%, увеличения выпуска алюминия более на 1049 т/год.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы на Братском алюминиевом заводе ОАО «РУСАЛ Братск» составит более 38, 9 млн. $ в год.

1.С., Зельберг Б.И., Чалыз^^ В.И., Черных А.Е.

2. Электрометаллургия алюминия. С-Пб.: Изд-во МАНЗС^Эб.- 2005,- 427 с.

3. Бузунов В.Ю., Куликов Б.П. Технические аспекты экологической безопасности алюминиевого производства. Texzre:3cnKo - экономический вестник РУСАЛа. - 2005., №11, с. 5-14.

4. Борисоглебский Ю.В., Галевский Г.В., Е^^^гулагин Н.М., Минцис

5. М.Я., Сиразутдинов Г.А. Металлургия алюминия: Новосибирск: Наука

6. Сибирская издательская фирма РАН. 1999. - 438 с.

7. Косыгин В.К., Аюшин Б.И. Особенности =ю:ерехода на технологию «полусухого» анода в условиях ИркАЗа. в сб. тр. ГЗЕЦ научно - практической конференции ИркАЗ - СУ АЛ «Повышение эффеь^^гтивности действующего производства». - Шелехов. — 2001. - с. 99 - 100.

8. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Остзп<овы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. 1УЦ д: Машгиз, 1963, -468 с.

9. Енохович А.С. Краткий справочник по физ^зпсе. М.: Высшая школа 1976-288 с.

10. Лукьянец В.А., Алмазова З.И., Бур^л^истрова Н.П. и др.

11. Физические эффекты в машиностроении: Справочник. М.:

12. Машиностроение. 1993. - 224 с.

13. Куликов Б.П., Тарасов И.А. Сера в производстве алюминия. -Цветные металлы. 2006., №9. - с. 65 - 70.

14. Ильин В.П., Минцис М.Я., Пинаев. А.Ф., Соловьев А.С.

15. Моделирование токораспределения в алюминиевое электролизере. в сб. докладов IX Международной конференции «Алк>миний Сибири 2003». -Красноярск, с. 171 - 177.

16. ГОСТ 12.1.007-76. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

17. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том 1. Органические вещества. Под ред. засл. деят. науки проф. Н.В. Лазарева. Л.: Химия - 1976. - 592 с.

18. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03, Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны

19. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

20. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

21. OSPAR Convention for the Protection of the Marine Environment of the North East Atlantic. Ministerial Meeting of the OSPAR Commission./ Sintra: 22 -23 July 1998.

22. Буркат B.C., Куликов Б.П., Смола B.B. Основные направления повышения экологической безопасности электролизеров Содерберга. -Технико-экономический вестник РУСАЛа. 2005. - №11.-е. 21-23.

23. Мортен Сорлье. ПАУ и выбросы паров пека с поверхности анода Содерберга. Технико-экономический вестник РУСАЛа. - 2005. - №11. — с. 33 -37.

24. Черских И.В., Половников В .М., Леви О.Э. Роль анодного штыря в технологии анода. Технико-экономический вестник РУСАЛа. - 2007. -№19.-с. 22-28.

25. Черских И.В., Половников В.М., Леви О.Э. Роль анодного штыря в технологии анода. в сб. докл. IV заседания Международного клуба Содерберг. — Красноярск. - сент. 2008.

26. Черских И.В., Галивец Г.В., Стеблин К.И., Андрющенко С.Г.

27. Поведение анода в условиях повышения силы тока. в сб. докладов X Международной конференции «Алюминий Сибири 2004». - Красноярск.: -2007.-е. 99-106.

28. Турусов С.Н., Бунтин О.В., Меньших К.А., Рыков Э.С.

29. Повышение устойчивости работы электролизеров Содерберга. в сб. докладов X Международной конференции «Алюминий Сибири 2004». -Красноярск.: -2007. - с. 107 - 112.

30. Турусов С.Н., Черневский С.А., Соболев Э.М. Анодная плотность как критерий оценки эффективности процесса оптимизации корпуса №25 ОАО «БрАЗ». в сб. докладов X Международной конференции «Алюминий Сибири 2004». - Красноярск.: -2007. - с. 113 - 118.

31. Маслов В.А., Ласенко Э.П., Лоза Н.М., Демичев Д.Н. Освоение технологии «сухого» анода на БрАЗе. Технико - экономический вестник РУСАЛа. -2005.-№11, с. 15-16.

32. Фризоргер В.К., Сорокин В.В., Соколов А.Е. Новая технологическая политика в производстве анодной массы. Технико-экономический вестник БрАЗа. - 2002. - №8. - с. 11 - 13.

33. Баранов А.Н., Победаш А.С., Юдин А.Н. Влияние состояния, анодных штырей на эффективность производства алюминия и пути повышения их эксплуатационных свойств. .// Матералы научно-практической конференции,-Иркутск: Изд-воИрГТУ, 2007.-С124-125 .

34. Кулеш М.К., Деревягин В.Н., Фризоргер В.К. и др. Составной анодный штырь алюминиевого электролизера. Патент России № RU 2087597. - опубл. 20.08.1997.

35. Деревягин В.Н. Анодный штырь алюминиевого электролизера с верхним подводом тока. Авт. свид. России № RU 2082829. - опубл. 27.06.1997.

36. Деревягин В.Н. Анодный штырь алюминиевого электролизера с верхним подводом тока. Патент России №RU 94039247. - опубл. 10.04. 1997.

37. Рагозин Л.В., Ефимов А.А., Бубнов И.Н. и др: Анодный штырь алюминиевого электролизера. — Заявка на изобретение № RU 2003110949. — опубл. 27.12.20041

38. Барсов А.Л., Беляев А.С., Строгое B.C. Анодный штырь алюминиевого электролизера и способ его изготовления. Патент России RU № 2118407. - опубл. 27.08.1998. о

39. Бегунов А.И., Цымбалов С.Д., Абрамов А.С. Анодный штырь электролизера для получения алюминия. Авт. свид. СССР № SU 1648990. -опубл. 15.05.1991 в БИ №18.

40. Виноградов В.Ф., Гупало И.П., Кулаков А.И. Анодный штырь электролизера с боковым токоподводом.- Авт. свид. СССР № 954522. -опубл. 30.08.1982 в,БИ№32.

41. Кудинов В.М., Петушков В.Г., Погорецкий Г.И. Сталеалюминиевый анодный штырь алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР № 447456: - опубл. 25.10.1974 в БИ №39.

42. Грибанов Г. А. Составной анодный штырь алюминиевого электролизера с верхним токоподводом. Авт. свид. СССР № 395509. -опубл. 28.08.1973 в БИ№35.

43. Теляков Г.В., Коркунов А.И., Шипилов Ю:М. Составной анодный штырь алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР № 386028. -опубл. 14.06.1973 в БИ№26.

44. Хомяков B.C., Зайцев В.Н. Анодный штырь для алюминиевых электролизеров с верхним подводом тока к аноду. Авт. свид. СССР №258610.-опубл. 12.08.1968 в БИ№ 1.

45. Баранов А.Н. Шишкин Г.М., Лбов Ю. С., Электролит для осаждения сплава цинк-железо- Пат. 2086712 РФ МКИ С 25 Д 3/56 . -опубл. 12.04.1990.

46. Оголихин В.М., Злобин E.G., Зибер Г.Е. Сталеалюминиевый анодный штырь алюминиевого электролизера. Авт. свид. России № RU 2059740. - опубл. 10.05.1996.

47. Барсов; А.Л., Беляев А.С., Строгов B.C. Анодный штырь алюминиевого электролизера и способ его изготовления. — Авт. свид. России №RU 2118407.-опубл. 27.08.1998.

48. Шахрай С.Г., Петров A.M., Сугак Е.В., Фризоргер В.К. Анодный штырь алюминиевого электролизера. Патент на изобретение № 2321684. -опубл. 10.04.2008 в БИ № Ю.

49. Востоков O.K., Хитров В.А., Екимов И.Ф. Анодный' штырь алюминиевого электролизера с верхним подводом тока.- Авт. свид. СССР № 327260. опубл. 26.01.1972 в БИ №5.

50. Барсов А.Л., Величко Б.П., Никифоров В.П. и др. Составной анодный штырь алюминиевых электролизеров. — Авт. свид. СССР № 299564. опубл. 26.03.197L в БИ № 12.

51. Даутов Ф.И. Анодный заземлитель. Патент России № RU1778832. опубл. ЗОЛ 1.1992.

52. Даутов Ф.И. Анодный заземлитель. Патент России № RU1778833.-опубл. 30.11.1992.

53. Херодинашвили З.Ш., Эбаноидзе Д.Д., Херодинашвили И.З. Анодный заземлитель и способ его изготовления. — авт. свид. № SU 1830395. -опубл. 30.07.1993.

54. Деревягин В.Н. Анодный штырь алюминиевого электролизера. — Авт. свид. СССР № SU 1808882. опубл. 15.04.1993 в БИ№ 14.

55. Грибанов Г.А., Гусельников И.М. Анодный штырь алюминиевого электролизера с верхним подводом тока. Авт. свид. СССР №358412. -опубл. 03.11.1972 в БИ№ 34.

56. Кузьмин В.И., Лысак В.И., Кривенцов А.Н. и др. Способ получения композиционного сталеалюминиевого переходника сваркой взрывом. Патент РФ № RU 2194600. - опубл. 20.12.2002.

57. Богунов А.З., Кузовников А.А., Малышев В.В. и др. Сталеалюминиевые вставки нового типа: формирование соединения и оценка прочности. в сб. докладов X Международной конференции «Алюминий Сибири 2004». - Красноярск.: -2007. - с. 156 - 160.

58. Кулеш М.К., Калужский Н.А., Турушев И:Г. Анодный расходуемый токоподвод электролизера для получения алюминия. — Авт. свид. СССР №85360.-опубл. в 30.11.1981 вБИ№44.

59. Цомаев1 З.С., Скрипник, А.Г., Гопиенко В.Г. и др. Анодный токоподвод алюминиевого электролизера. авт. свид. СССР № 537130. -опубл. 30.11.1976.

60. Кудрявцев A.M., Бухтин B.C., Пистогова Т.Н. Анодный штырь алюминиевого электролизера с верхним подводом тока. — Авт. свид.'-СССР № 673671. опубл. 15.07.1979. в БИ № 26.

61. Шулепов И. М., Матвеев Н. С., Занин С. А. и др. Анодный штырь алюминиевого электролизера. авт. свид. СССР № 393359.

62. Герасимов Я.И. Курс физической химии. Том II. М.: Химия. 1973. - 624 с.

63. Тринадцатый элемент. Энциклопедия алюминия. — М.: Библиотека РУСАЛа. 2007. - 240 с.

64. Гладышев A.M. Анодный штырь алюминиевого электролизера. -Свидетельство на полезную модель RU№ 2248. опубл. 10.03.2002.

65. Мангараков С.А., Волков К.Ю., Школьников М.Р. Опытно-промышленные испытания анодных штырей новой конструкции. — Электрометаллургия легких металлов. Сб. научн. тр. Иркутск. - 2000. -с.16.

66. Костыгов В.Т. Особенности изнашивания зубчатых передач трансмиссий. Вестник ДГТУ., - 2005. - т.5. - №4(26). - с. 538 - 544.

67. Талимов А.В., Филиновский В.Ю., Титов А.Г. Формирование термостойких анодных окисных пленок и их использование для изготовления фотодиодов на InSb. Прикладная физика. - 2002,. - № 4. - с. 134-142.

68. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. — М.: Химия. 2002. - 336 с.

69. Электронный ресурс http://lib.mexmat.ru/books/7942

70. Янко Э.А. Производство алюминия. Пособие для мастеров и рабочих цехов электролиза алюминиевых заводов. С.Птб.: Издательство С.Петербургского Университета. - 2007. - 305 с.

71. Гротгейм К., Уэлч Б.Дж. Технология электролитического производства алюминия. Теоретический и прикладной подход. изд. при поддержке Королевского Норвежского Совета для научных и промышленных исследований. - Норвегия. - 1980. - 326 с.

72. Технологический регламент TP 02.03.01.03-2006 (редакция 1). Производство анодной массы. Технические требования к анодной массе.

73. Временный технологический регламент ВТР 449.03.01.03 (редакция 1). Производство коллоидной анодной массы. Технические требования к коллоидной анодной массе.

74. Расчетная инструкция (методика) по определению состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия (в ред. Приказа Ростехнадзора от 29.11.2005 № 892).

75. Буркат B.C., Друкарев В.А. Сокращение выбросов в атмосферу при производстве алюминия. Санкт - Петербург. - 2005, - 275 с.

76. Коробов М.А., Дмитриев А.А. Самообжигающиеся аноды алюминиевых электролизеров.- М.: Металлургия, 1972.- 208 с.

77. ГОСТ 2590-88: Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент.

78. ГОСТ 380-94 Сталь углеродистая обыкновенного качества.

79. Сорокин В.Г., Волосникова А.В., Вяткин С.А. Марочник сталей и сплавов. -М.: Машиностроение. — 1989. 640 с.

80. Михалев М.Ф., Третьяков Н.П., Мильченко А.И., Зобнин В.В.

81. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. Примеры и задачи. Учебное пособие для студентов ВТУЗов- Д.: Машиностроение. — 1984. 3-1 с.

82. Шрайер JI.JL Коррозия. Справ, изд. Пер: с англ. -М.: Металлургия. -1981.-632 с.

83. Арзамасов Б.Н., Соловьева Т.В., Герасимов С.А. и др.

84. Справочник по конструкционным материалам. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2005. - 640 с.

85. Масленников С.Б. Жаропрочные стали и сплавы. Справочник. -М.: Металлургия. 1988. - 192 с.

86. Будур А.И., Белогуров В.Д. Справочник конструктора. Стальные конструкции. Киев: изд-во Сталь. — 2004. - 210 с.

87. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя в III томах. Т. I. 8-е изд, перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестовой- М.: Машиностроение. — 2001. - 920 с.

88. Арзамасов Б.Н., Брострем В.А., Буше Н.А'. и др. Конструкционные материалы: Справочник. — М.: Машиностроение. — 1990. -688 с.

89. Акимов Г. В. Теория и методы исследования коррозии металлов. -М.—Д.: изд-во АН СССР. 1945. - 414 с.

90. Розенфельд И. JL, Жигалова К. А. Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов. М.: «Металлургия», - 1966. - 347 с.

91. Г Романов В. В. Методы исследования коррозии металлов. — М.: Металлургия 1965. - 280 с.

92. Томашов Н. Д., Жук Н. П., Титов В. А., Веденеева М. А. Лабораторные работы по коррозии и защите металлов. — М.: Металлургия -1971.280 с.

93. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия 1976.

94. Баранов А.Н., Михайлов Б.Н., Селектор С.Л. Коррозия и защита металлов. Учеб. пособие. Иркутск: изд-во Иркутского ун-та. — 1977. - 144 с.

95. Баранов А.Н., Михайлов Б.Н. Защита металлов от коррозии. Учеб. пособие. Иркутск: изд-во ИрГТУ. - 2004. - 157 с.

96. Хауффе К. Реакции в твердых телах и на их поверхности. -М.: Изд-во иностр. лит-ры. —1963. -Т.1. —276 с.

97. Хауффе К. Реакции в твердых телах и на их поверхности. -М.: Изд-во иностр. лит-ры. -1963. -Т.2. -276 с.

98. Баранов А.Н., Баранов К.О., Победаш А.С. Коррозия анодных штырей в электролизерах с верхним токоподводом. Материалы-научно-практической конференции, -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008.-С. 80-83.

99. ГОСТ 9.908-85 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости

100. ГОСТ 5272-68: Коррозия металлов. Термины.91 ГОСТ 9020-74.

101. ГОСТ 17332-71 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы испытаний на климатических испытательных станциях.

102. Отчет ВАМИ Исследование скорости анодных штырей на Братском алюминиевом заводе. Отчет по теме 5-77-856. - 1980 г.

103. Альтман М.Б., Стромская Н.П. Повышение свойств стандартных литейных алюминиевых сплавов. М.: Металлургия. - 1988. - 135 с.

104. Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г.А. Электрометаллургия алюминия. Новосибирск: Наука. - 2001. - 368 с.

105. Победаш А.С. Влияние срока службы штырей на образование угольной пены в электролизерах с верхним токоподводом. Иркутск: Изд-во ВЕСТНИК ИрГТУ.-2007. с. 86-88.

106. Баранов А.Н., Победаш А.С., Юдин А.Н. Повышение эффективности производства алюминия путем увеличения срока службы токоподводящих штырей. Материалы научн. — практ. конф. Иркутск:. Изд-во ВЕСТНИК ИрГТУ.-2008. с. 60 - 64.

107. Кочергин В.П. Защита металлов от коррозии в ионных расплавах и растворах электролитов. Учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та. - 1991.-304 с.

108. Краснопёрое А.Н. Промышленные испытания технологического инструмента с хромовым покрытием. Тезисы докладов., Иркутск ОАО «Суал-Холдинг», ОАО «СибВАМИ». - 20-21 октября 2005.- с. 100 - 102.

109. Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов.-М.: КомКнига. 2006.-592с.

110. А.С. Победаш Исследование коррозионных процессов в производстве алюминия /А.Н. Баранов, А.С. Победаш/ Изв.Вузов Цветная металлургия №4 2008 С. 51-56.

111. Stephen J. Lindsay. Diagnosing iron contamination in pot room metal.^ Light Metals - 2005, TMS. - 2005.

112. ГОСТ 11069-74 Алюминий первичный. Марки.

113. Галочка В.Г., Шаповалов В.И., Черняховскй Л.В., Нерубащенко В.В. Очистка электролитического алюминия от железа. «Совершенствование производства алюминия, электродных материалов и защита окружающей среды». Сборник научных трудов. - Л.:ВАМИ. - 1984.

114. Васильченко Г.Н., Ковбасенко В.В., Потапская И.Т., Шаповал

115. Победаш А.С. Влияние срока службы штырей на образование угольной пены в электролизерах с верхним токоподводом. //Вест. ИрГТУ. — 2007. № 1 — С.19-21.

116. Баранов А.Н., Баранов К.О., Победаш А.Н. Коррозия анодных штырей в электролизерах с верхним токоподводом / Материалы научно-практической конференции Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009.- С. 110-112.- с. 75-78.