автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Снижение энергозатрат при электролитическом производстве алюминия за счет применения хромуглеродсодержащих покрытий блюмсов

На правах рукописи Гаманжов Иван Геннадьевич

СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ АЛЮМИНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ХРОМУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОКРЫТИЙ БЛЮМСОВ

Специальность 05.16.02. - Металлургия черных, цветных и редких металлов

^АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Иркутск - 2011

Работа выполнена в ФГЕО УВПО «Иркутский государственный технический университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Баранов Анатолий Никитич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Яковлева Ариадна Алексеевна;

кандидат технических наук Красноперов Андрей Николаевич

Ведущая организация:

«ОАО «СибВАМИ» г. Иркутск

Защита состоится « 22 » декабря 2011 года в 10 00 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 ИрГТУ. Автореферат разослан «21» ноября 2011 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, направлять по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83; ученому секретарю диссертационного совета Д 212.073.02 Саюву В.М. salov@istu.edu.

Ученый секретарь диссертационного сое

профессор

В.М. Салов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Алюминий - лёгкий, парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. Широкое применение алюминия в качестве конструкционного материала обуславливает необходимость постоянно наращивать его производство. По оценке аналитиков, ежегодный прирост потребления алюминия в мире до 2016 года будет увеличиваться в среднем на 3,8 %, что составляет примерно 1 200 тыс. тонн алюминия от объемов существующего производства. Важной задачей производителей алюминия является снижение себестоимости, что может быть достигнуто за счет уменьшения расходов электроэнергии и конструкционных материалов. Удельный расход электроэнергии, и, как следствие, напряжение на электролизере, обусловлены материальным балансом и конструкцией электролизера. Следовательно, все действия, направленные на снижение напряжения, должны сопровождаться изменением конструкции либо изменением технологических параметров электролиза. Напряжение на электролизере зависит от многих параметров, в том числе и от качества контакта в узлах электролизера, а расход материалов определяется сроком службы электролизера. Продолжительность работы электролизера зависит от срока службы катодного узла, который включает в себя стальные стержни (блюмсы). В процессе электролитического получения алюминия путем электролиза из криолит-глиноземных расплавов происходит растворение блюмсов, что приводит к преждевременному выходу катодного блока из строя, а соответственно, к загрязнению алюминия-сырца железом. Повышенное содержаний железа в первичном алюминии приводит к снижению сортности, что снижает эффективность производства алюминия. Традиционным способом защиты является изготовление оборудования из легированных хромом и никелем сталей или нанесение защитных покрытий на основе карбида кремния, титана и т.д. Однако изготовление блюмсов из нержавеющей стали значительно повышает его стоимость, а применение защитных покрытий из хрома повышает электрическое сопротивление блюмсов, что приводит к повышению расхода электроэнергии.

Для предохранения блюмсов целесообразен отход от традиционных методов защиты. В качестве перспективного направления весьма актуально рассмотреть нанесение на блюмс композиционных хромовых покрытий с включениями мелкодисперсного углерода, что позволит повысить электропроводность и снизить падение напряжения в катоде электролизера.

Цель работы. Снижение энергозатрат при электролитическом производстве алюминия за счет применения хромуглеродсодержащих покрытий блюмсов.

Для реализации этих целей были поставлены и решались следующие задачи:

з

• изучение влияния различных факторов на падение напряжения в катодном узле;

• анализ влияния растворения материала блюмсов на технико-экономические показатели промышленного производства алюминия;

• исследование скорости растворения металлов и хромсодержащих сплавов в расплавленном алюминии;

• разработка методики снижения падения напряжения в контакте «блок -блюмс» на основе хромуглеродных покрытий;

• определение стойкости защитного слоя к воздействию расплавленного алюминия;

• изучение падения напряжения в контакте «угольный блок - блюмс с хромуглеродным слоем».

Методы исследования. В работе для решения поставленных задач использовались гравиметрические и электрохимические методы определения стойкости материалов в технологических средах производства алюминия, статистическая обработка результатов измерений с применением пакета прикладных программ «Microsoft Excel», микроскопический анализ для изучения структуры получаемых хромовых покрытий. Эксперименты с расплавленным алюминием проводились в лабораторных условиях. Производились измерения температур теплоотдающих поверхностей блюмсов инфракрасным пирометром «ТегтаСАМЕ45».

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается привлечением установленных ГОСТом методик при современном метрологическом обеспечении лаборатории ИрГТУ и воспроизводимостью результатов параллельных опытов.

Научная новизна работы заключается в том, что на основе выполненных исследований и анализов впервые:

• изучена скорость растворения блюмсов в расплавленном алюминии в интервале температур 700-900 °С;

• установлено, что в диапазоне температур 700-800 °С процесс растворения блюмсов контролируется законами диффузии, а с повышением температуры - кинетическими закономерностями;

• установлено влияние добавки мелкодисперсного углерода в хромсодер-жащее покрытие блюмсов на увеличение электропроводности контакта «блок - блюмс», приводящее к снижению удельного расхода электроэнергии;

• предложена классификация раннего обнаружения процессов разрушения подины с помощью хром-индикатора.

Практическая значимость. Предложена методика увеличения электропроводности контакта «угольный блок - блюмс» и защиты блюмсов от растворения в расплавленном алюминии при разрушении подины с помощью применения хромуглеродсодержащего слоя. Данная методика позволяет снизить скорость растворения блюмсов в расплавленном алюминии в 2 раза, что повышает сортность получаемого алюминия и увеличивает срок службы элек-

тролизера, а также уменьшить падение напряжения в контакте «угольный блок - блюмс» в 2,5 раза. Предложен способ раннего обнаружения разрушения подины с помощью хром-индикатора. Ожидаемый экономический эффект от использования результатов работы на Братском алюминиевом заводе составит более 36 млн долл. в год.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств» (Иркутск, 2006-2008); 2-ой Всероссийской школе-семинаре ученых, с международным участием, посвященной 75-летию со дня рождения члена корреспондента РАН С.Б. Леонова «Обогащение руд» (Иркутск, 2006); У1-ой Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой промышленности ОАО «СибВа-ми» (Иркутск, 2008).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК.

Объём и структура работы. Диссертационная работа содержит 144 страницы машинописного текста, 62 рисунка и 41 таблицу. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 131 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и практическая ценность диссертационной работы, направленной на повышение эффективности электролизного производства путем увеличения сортности производимого алюминия за счет уменьшения скорости растворения блюмса в расплавленном алюминии, снижения потерь электроэнергии посредством применения токопроводящих покрытий.

Сформулирована цель, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен аналитический обзор конструкций катодного устройства электролизеров для производства первичного алюминия (рис. 1). Рассмотрены основные способы подготовки и сборки катодных секций, а также технологии монтажа блюмсов.

Проведенный обзор конструкции катодных блоков показывает, что используемые в отечественной промышленности геометрические параметры блюмсов, способы монтажа и исходные материалы нуждаются в доработке. Рассмотренные конструкции катодных стержней предназначены для снижения напряжения в подовых блоках, а также для уменьшения падения напряжения в катоде и не решают проблемы защиты катодных стержней от растворения в расплавленном алюминии.

Рис. 1. Катодное устройство алюминиевого электролизера:

1 - катодный кожух; 2 - бортовые блоки; 3 - пробки из подовой массы; 4 - подовые блоки; 5 - межблочные швы; б - огнеупорный и теплоизоляционный цоколь; 7 - катодные стержни (блюмсы); 8 - подблочная засыпка; 9 - пробки для защиты блюмсов; 10 - ошиновка; 11-алюминиевые спуски.

Рассмотрено влияние падения напряжения в контакте «блюмс - подовый блок» на рабочее напряжение электролизера (рис. 2).

Рис. 2. Падение напряжения в катоде в зависимое™ от срока эксплуатации

По мнению многих авторов, падение напряжения в блюмсах, подине и в контакте «блюмс - подовый блок» являются самыми важными компонентами общего перепада напряжения в катоде в электролизерах. В то время как потери напряжения в блюмсе только слегка меняется с возрастанием срока службы электролизера, а удельное электросопротивление подины с течением времени уменьшается но мере ее графитизации, то перепад напряжения в контакте быстро увеличивается с течением времени и становится главным фактором падения напряжения в катоде. Ухудшение контакта является следствием образования интерметаллических соединений на поверхности катодного стержня.

По результатам первой главы сформулированы основные направления исследовании.

Во второй главе проанализированы технологические и конструктивные решения, оказывающие существенное влияние на срок службы электролизера. Приведены результаты промышленных испытаний внедрения различных конструкторских решений по модификации катодного блока.

Рассмотрен механизм и схема электрических кош-актов «алюминий-железо». Показано, что наибольшее влияние на неравномерное распределение тока оказывает результирующее сопротивление подовой секции и, в основном, сопро-

тивление переходного контакта «блок - блюмс». Сопротивление переходного контакта «блок - блюмс» увеличивается со временем в 2-3 раза вследствие образования соединений Al-Fe, обладающих высоким электрическим сопротивлением. Соединения, образующиеся между алюминием и железом при проникновении жидкого алюминия: через катодную футеровку, могут также формироваться при температурах ниже температуры плавления алюминия. Скорость образования интерметаллических соединений контролируется диффузией и зависят от времени и температуры. Образующиеся соединения являются очень хрупкими и обладают низкой электропроводностью. Ситуация может быть улучшена за счет добавления барьера, тонкого промежуточного слоя между алюминием и железом, препятствующего образованию соединений Al-Fe.

В третьей главе проведены исследования скорости растворения железа и функциональных покрытий на основе хрома в расплавленном электролитическом алюминии, разработана методика нанесения хромуглеродных покрытий.

Покрываемый катодный стержень будет эксплуатироваться в очень жестких электрических и температурных условиях, следовательно, стандартные методы покрытия неприменимы. Известно, что для получения жаростойких покрытий применяют молочный хром, у которого наблюдается наименьшая пористость и наивысшая плотность покрытия детали. Для увеличения электропроводности покрытия в него внедряют порошок мелкодисперсного графита.

Нанесенное покрытие должно включать в себя как можно меньше примесей, которые бы не влияли в дальнейшем на сам процесс электролитического получения алюминия. В связи с этим разработан способ получения хромуг-леродного покрытия.

Для получения в лабораторных условиях хромуглеродсодержащего покрытия требовался порошок мелкодисперсного графита. Для решения этой задачи был использован метод измельчения графита на бисерной мельнице, позволяющий получить частицы размером менее 500 нм. Для воспроизводимости результатов эксперимента по разработке защитного покрытия необходимо было контролировать гранулометрический состав частиц графита. Для этого был использован лазерный дифракционный анализатор частиц «Анали-зетте 22 НаноТек» фирмы FRITSCH. На первом шаге измерения сначала производит измерение в диапазоне 100 нм - 1000 нм. На втором шаге измерения нижний предел измерительного диапазона снижается до 10 нм. Распределение по размерам производится по специально разработанному, высокоэффективному алгоритму, который основан на интегральном уравнении Фредгольма.

Хромирование выполняли в следующем порядке. Стальной образец измеряют штангенциркулем, обезжиривают ацетоном, протравливают в НС1, промывают, сушат и взвешивают. В ячейку со свинцовыми анодами заливают электролит и собирают схему установки. Компоненты электролита и режим работы указаны в табл. 1.

Таблица 1

Состав сверхсульфатного саморегулирующегося электролита и режим работы

Компоненты и режим работы Состав и режим хромирования в сверхсульфатном электролите № 1 Состав и режим хромирования в электролите № 2 с углеродом

Хромовый ангидрид - СЮ3, г/л 250 250

; Сульфат кальция - СаБОд, г/л 20 20

■ Мелкодисперсный порошок графита - С, г/л - 15

Температура 25 °С 25 °С

Катодная плотность тока, А/дм2 35 35

Хромирование начинают с «толчка» тока. Плотность тока при этом в 2 -3 раза должна превысить рабочее значение.

Подключают источник постоянного тока и устанавливают силу тока, равную 35 А/дм2. Время электролиза т (ч) составляет 30 - 60 минут и обеспечивает получение покрытия толщиной около 10 мкм.

Для визуального изучения и фотографирования микроструктуры полученных покрытий был использован металлографический микроскоп, позволяющий рассмотреть непрозрачные тела в отраженном свете. Нами использовался микроскоп марки МИМ-8.

Как видно из рис. 3 микроструктура стали Ст 3 открытая. Между зернами металла отчетливо видны границы, способствующие протеканию межкристальной коррозии металла.

Рис. 3. Микроструктура стали Ст 3 (увеличениех 400)

При хромировании детали в электролите № 1 на ее поверхности получается плотное покрытие, но при большем увеличении образца наблюдаются незащищенные участки стали (рис. 4 а). Таких изъянов не имеет образец с хромовым покрытием с включением графитовых частиц. Данное покрытие получено в результате хромирования детали в электролите № 2, в который добав-

лены коллоидные частицы углерода в виде графита. Из рис. 4 б видно, что даже при значительном увеличении изображения не наблюдаются незащищенные зоны стали, а видимые включения графита, входящие в состав электролита, заполнили границы между зернами металла.

Рис. 4. Микроструктура стали марки СтЗ:

а) с хромовым покрытием из электролита №1; 6) с композиционным хромуглеродсодер-жащим покрытием (увеличение х 500)

В связи с необходимостью контроля размеров частиц; графита зароще-ных в хромовое покрытие, помимо микроскопических методов анализа применялся и рентгеноструктурный. Рентгеноструктурный анализ основан на определении областей когерентного рассеяния лазерного луча с помощью лазерного дифрактометра. Для определения размеров областей когерентного рассеяния использовался метод подгонки профилей дифракционных линий к функции voigt (свертка гауссовой и лоренцевой функций). По результатам данных измерений был построен график функции распределения размеров ОКР для графита по объему и определено что наибольшее количество частиц графита заращиваемых в покрытие имеет размер менее 500 нм (рис. 5). Наибольшее значение аппроксимированного ряда составляет 3051 А (305,1 нм).

Рис. 5. График функции распределения размеров ОКР графита по объему

Исследования по определению скорости растворения в лабораторных условиях проводились в тиглях высотой 5 см и диаметром 4 см.

Образцы для исследований готовились из стали Ст 3 следующим образом: зачищали наждачной бумагой (кроме образцов с хромовыми покрытия-

О 00035

ми), измеряли площадь образца, обезжиривали в ацетоне и взвешивали.

Во время опытов температура постоянно контролировалась. Параллельные опыты проводились в следующем порядке: тигли с твердым электролитическим алюминием марки А85, отобранным из электролизера № 625 Иркутского алюминиевого завода, выдерживались в печи при температуре 650 °С до полного расплавления алюминия. После этого в расплав опускали различные образцы металлов и сплавов и закрывали сверху графитовой крышкой. Расплав с образцами металлов выдерживали при неизменной температуре в течение одного часа. По истечении времени образцы извлекались из расплава и охлаждались на воздухе, после чего с них удаляли застывшую алюминиевую пленку путем выдерживания в 10 % растворе ЫаОН при температуре 40 °С до полного растворения алюминия. После извлечения образец промывали водой, обезжиривали в ацетоне и взвешивали. Скорость растворения металлических материалов оценивали с помощью удельного показателя изменения массы (потери единицы поверхности металла в единицу времени):

г/(м2хч), (1)

где Дт - убыль массы образца; Э - площадь образца, м2; I - время, ч.

В результате проведения лабораторных исследований были получены следующие данные (рис. 6, табл. 2):

у = 60.575Х 320,72 В2= 0,9147

650 675 700 725 750 775 800 825 850 875 900 Температура, °С

!24х + 407,07 « 0.837

Рис. 6. Скорость растворения стали Ст 3 и стали Ст 3 с покрытиями на основе хрома в расплавленном алюминии при различный; температурах

В процессе исследований скоростей растворения стали Ст 3, выполненных в лабораторных условиях, установлено, что скорость растворения стали СтЗ(из которой изготавливают катодный стержень) при температуре 900 °С в 3 раза выше, чем при температуре 700 °С. Эти величины составляют в среднем 2189,5 мм/год и 750,6 мм/год, соответственно. Увеличение скорости растворения стали Ст 3 под действием расплавленного алюминия обусловлено процессами пластической деформации. Молекулы расплава проникают внутрь металла к развивающимся зародышевым микротрещинам путем диффузии по дефектам структуры.

Таблица 2

Влияние температуры расплавленного алкшнния на скорость растворения стали Ст 3 и покрытий на основе хрома при времени 1 час

Материал Темпера- чр Номер образца S,MM2 mi, г 1112, Г г Kni г/(мгхч) Kin мм/год Среднее значение Кд, мм/год Ошибка опыта, S,

1 1418 9,6569 8,6761 691,6 788,9

Сталь СгЗ 700 °С 2 1372 9,5076 8,6801 603,1 687,9 750,6 54,727

3 1464 9,7248 8,7301 679,4 774,9

Сталь СгЗ с 700 "С 1 568,6 3,4850 3,1240 634,8 724,0

маточным 2 508,8 3,3812 3,0764 599,1 683,6 724,3 40,913

хромзм 3 600 3,7662 3,3635 671,1 765,4

Сталь Ст 3 с 1 1137,2 6,9724 6,4375 '470,3 536,5

хромэуглс- 700 °С 2 1022,4 6,7655 6,3006 454,7 518,7 540,5 4,4

родным покрытием 3 1160,4 7,5298 6,9537 496,4 566,3

S00°C 1 1464 9,6920 8,5987 746,7 851,8

Сталь СгЗ -> 1418 9,4470 8,3326 785,8 896,4 886,2 30,642

3 1372 9,2087 8,1135 798,2 910,5 ~~1

Сталь Ст 3 с 1 896,4 5,5041 4,8350 746,4 851,3

молочным 800 "С 2 919,2 5,8131 5,1087 766,3 874,0 872,9 21,066

хрошм 3 850,8 5,2131 4,5466 783,3 893,4

Сталь СгЗ с 1 1137,2 6,9685 6,3176 572,3 652,8

хромоугле- родным покрытием 800°С 2 1088,6 6,8433 6,2356 558,2 636,7 644,2 1,26

3 1194,8 7,6241 6,9504 563,8 «3,1

1 1510 10,1166 7,2268 1913,7 2182,9

Сталь Сг 3 900 °С 2 1464 [_9J073 6,9341 1894,2 2160,6 2189,4 32,653

3 1418 9,4585 6,6925 Л950_,6 2224,9

Сталь Сг 3 с 1 531,6 4,4983 3,7823 4346,8 1536,1

молочным 900 °С 2 508,S 3,5174 2,8576 1296,7 1479,0 1531,7 50,566

хро.чяж 3 600 3,6588 2,8277 1385,1 1579,8

Сталь Ст 3 с 1 1088,6 6,8527 5,7825 983,0 1121,3

хромоугле- 900 "С 2 1126,2 6,9501 5.S692 959,7 1054,7 1101,2 1,62

покрытием 3 1160 7,5466 6,4406 953,4 1087,5

На практике, изучая зависимость скорости какого-либо процесса от температуры, вычисляют наблюдаемую или эффективную энергию активации, которая вычисляется по уравнению:

о, = 11x2,303-^18^= (2)

где Т - температура в Кельвинах; Кт- глубинный показатель коррозии, мм/год; И - универсальная газовая постоянная, Дж/мольхК.

Таким образом, энергия активации для стали Ст 3 составила: при температурах 700 °С, 800 °С - 14,409 кДж/моль; при температурах 800 °С, 900 сС - 94,596 кДж/моль, что свидетельствует о том, что при низких температурах контроль скорости растворения железа диффузионный, а с повышением температуры переходит в кинетический.

Кроме того, при смачивании жидким металлом поверхностная энергия твердою тела уменьшается, что приводит к снижению сопротивления отрыва

и, как следствие, к развитию хрупких разрушений. Скорость растворения стали с хромуглеродсодержагцим покрытием в 2 раза меньше, чем стали Ст 3 при температуре 900 °С. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что для предотвращения загрязнения алюминия-сырца железом и увеличения электропроводности катодного стержня, а также для увеличения срока службы электролизера и рентабельности производства, на блюмсы предлагается наносить хромуглеродсодержащие защитные покрытия.

В четвертой главе приведены результаты исследования падения напряжения в контакте «блюмс - подовый блок» и расчет ожидаемой экономической эффективности.

Для измерения падения напряжения была собрана установка, позволяющая получить надежный контакт между угольным бруском и испытуемыми образцами (рис. 7).

Рис. 7. Схема ячейки для определения падения напряжения

Контактная поверхность угольного образца тщательно отшлифовывалась для обеспечения равномерного контакта с металлом. Исследуемые образцы металлов зачищались наждачной бумагой (кроме металлов с покрытиями), протравливали в соляной кислоте 10 минут и обезжиривали ацетоном. На поверхности образца отмеряли площадь контакта 1 см2 и с помощью острого предмета делали насечку. Одинаковое прижимное усилие образцов к угольному блоку было достигнуто за счет использования пружины с диэлектрическим фиксатором. Исследуемый образец помещали между угольным блоком и фиксатором пружины. Затем подавали постоянный ток с помощью выпрямителя В-24. Силу тока задавали при помощи реостата и амперметра. Исследования проводились при силе тока от 0,5 до 1,5 А с шагом 0,25 Л. Падение напряжения снимали с помощью цифрового ионометра. После этого меняли направление тока и производили замеры в той же последовательности. Для каждого материала проводилось 3 опыта. В качестве образцов использовались сталь Ст 3, никель, медь, сталь Х18Н10Т, сталь 10, сталь с хромуглеродным покрытием (рис. 8, табл. 3).

0,5 0,75 1 1.25 1,5

Рис. 8. Зависимость падения напряжения различных материалов от силы тока в контакте с угольным блоком

Таблица 3

Сравнение падения напряжения и сопротивления различных _____материалов от силы тока__

Сила тока, А Сравнение с медью Сравнение со сталью СтЗ

Материал 0,5 0,75 1 1,25 1,5

Сталь 10 ДЦмВ 151,7 ь 194,0 233,0 262,0 291,7 1267,4 % 386,1 %

Я,Ом 0,303 0,388 0,466 0,524 0,583

Сталь СтЗ ДЦмВ 93,3 131,7 162,7 19831 227ДГ 328,3 % 100,0 %

Я,Ом 0,187 0,176 0,163 0,159 0,151

Никель ди.мВ 30,0 44,0 60,7 74,0 89,7 130,4% 39,7 %

Л,Ом 0,060 0,059 0,061 0,059 0.060

Медь ДЦмВ 23,0 33,7 45,3 57,0 68.3 100,0 % 30,5 %

Я,Ом 0,С46 0,045 0,045 0,046 0,046

Х18Н10Т ДЦмВ 9С,7 129,7 170,7 204,3 240,3 347,8 % 106,0 %

Я,Ом 0,181 0,173 ОД 71 0,163 0,160

Стань Ст 3 с хро- муглеродистым покрытием ДЦмВ 37.33 51,33 65,33 84,67 99,67 143,5 % 43,7 %

Я,Ом 0,075 0,068 0,065 0,068 0,066

Согласно полученным лабораторным данным, при использовании стали Ст 3 с нанесенным хромуглеродным покрытием, падение напряжения в контакте «углерод - сталь с хромуглеродным покрытием», уменьшается в 2,5 раза по сравнению с контактом «углерод - сталь Ст 3». Поскольку потери напряжения, по данным промышленных исследований, в контакте «блюмс - угольный блок» составляют от 100 мВ до 300 мВ, при использовании блюмсов с хромуглеродным покрытием, предполагаемые потери напряжения уменьшатся на 60 %, что позволит снизить расход электроэнергии.

Первая составляющая экономической эффективности от внедрения мероприятий, направленных на увеличение электропроводности блюмсов, -снижение расхода электроэнергии на получение алюминия-сырца.

Вторая составляющая экономической эффективности от внедрения катодных стержней с защитным покрытием - снижение содержания железа в алюминии-сырце за счет уменьшения скорости растворения блюмсов в расплавленном алюминии.

Третья составляющая экономической эффективности - увеличение срока службы электролизера. Согласно «Методике определения сроков безопасной эксплуатации электролизеров на предприятиях ОК РУСАЛ» основными критериями отключения электролизера в капиталышй ремонт являются: содержание железа в выпускаемом алюминии, срок службы электролизера и наличие мест разрушения подины. В большинстве случаев процесс разрушения подины электролизера протекает в течение длительного периода. Основным способом предотвращения прорыва расплава в цоколь катода является забивка мест разрушения муллито-корундовой отливкой. При использовании блюмсов с хро-муглеродсодержащим покрытием, процесс разрушения подипы можно будет определить на раннем этапе развития посредством хром-индикатора. Согласно ГОСТ 3221-85 среднее содержание хрома в алюминии- сырце составляет 0,0025%. Примесь хрома определяется при регламентированном спектральном анализе проб, поэтому дополнительных расходов на оборудование не требуется. Это позволит классифицировать источники поступления железа и сократит время на обнаружение и забивку мест разрушений подины электролизера, что в совокупности приведет к увеличению срока службы электролизера.

Таким образом, чистая прибыль за вычетом затрат составит 36,737 млн $/год. В пересчете на годовую производительность (1 млн т/год) экономический эффект составит 36,737 $/т А1 или 1175,58 руб./т А1.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований получены следующие основные результаты:

• установлена скорость растворения образцов стали, из которых изготовлены блюмсы, в расплаве электролитического алюминия, получаемого в электролизерах Иркутского и Братского алюминиевого завода: при температуре 900 °С в 3 раза выше, чем при температуре 70О °С и составляет 2189,5 мм/тд и 750,6 мм/год, соответственно;

• определена энергия активации скорости растворения стали в расплаве алюминия, которая составляет при температуре 700-800 "С - 14,4 кДж/моль, а при температуре 800-900 °С - 94,6 кДж/моль, что свидетельствует о том, что при низких температурах контроль скорости растворения железа диффузионный, а с повышением температуры переходит в кинетический;

• определено, что скорость растворения стали Ст 3 с хромуглеродсодер-жащим покрытием в 2 раза меньше, чем стали Ст 3 в расплаве электролитического алюминия при температуре 900 °С ;

• установлено, что при использовании стали Ст 3 с хромуглеродным покрытием, падение напряжения в контакте «углерод - сталь с хромугле-

родным покрытием» уменьшается в 2,5 раза по сравнению с контактом «углерод - сталь Ст 3»;

• предложен метод раннего обнаружения процессов разрушения подины с помощью хром-индикатора.

Использование результатов работы в целом обеспечит сокращение поступления не сырьевого железа в электролизер на 60 %; сокращение потребления электроэнергии электролизным производством более, чем на 245 млн кВт/год.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы на Братском алюминиевом заводе составит более 36 млн $ в год.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Гамаюнов И.Г., Баранов А.Н., Юдин А.Н. Применение композиционных покрытий на основе хрома для уменьшения падения напряжения в подине алюминиевого электролизера // Упрочняющие технологии и нокрытия, 2010. JVs 8. С. 34-38.

2. Повышение эффективности производства алюминия с применением современных способов коррозионной защиты / И.Г. Гамаюнов, А.Н. Баранов, А.Н. Красноперов, Д.В. Набеева, A.C. Победаш // Обогащение руд: II Всероссийская школа-семинар молодых ученых, с международным участием, посвященная 75-летию со дня рождения члена-корреспондента РАН' С.Б. Леонова, Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2006. С. 214-216.

3. Защита от коррозии анодных штырей в алюминиевых электролизерах путем нанесения хромовых покрытий / И.Г. Гамаюнов, А.Н. Баранов, A.C. Победаш, А.Г. Рожнев //Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Материалы научно-практической конференции. Иркутск. : Изд-во ИрГТУ, 2006. С. 160-162.

4. Гамаюнов И.Г., Баранов А.Н., Рожнев А.Г. Влияние коррозии блюмсов алюминиевых электролизеров на экологические показатели производства алюминия // Материалы научно-практической конференции. Иркутск. : Изд-во ИрГТУ, 2007. С. 131-132.

5. Гамаюнов И.Г., Баранов А.Н. Пути снижения падения напряжения в контакте стальной блюмс - угольный подовый блок // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: материалы научно-практической конференции. Иркутск. : Изд-во ИрГТУ, 2007.

6. Гамаюнов И.Г., Баранов А.Н. Снижение падения напряжения путем нанесения наночастиц углерода на стальные токоотводящие стержни в катодах алюминиевых электролизеров // Материалы VI Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов алюминиевой промышленности. ОАО «СибВами», 2008. С. 18-20.

7. Гамаюнов И.Г., Баранов А.Н. Защита блюмсов алюминиевых электролизеров от коррозии // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Материалы научно-практической конференции. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2008. С. 272-274.

8. Гамаюнов И.Г., Баранов А.Н. Повышение эффективности производства алюминия путем снижения падения напряжения [электронный ресурс] // Материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Инновационные развития горно-металлургической отрасли». Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2009.

9. Применение хромуглеродных композиционных покрытий для снижения падения напряжения в катодном блоке алюминиевого электролизера / А.Н. Баранов, А.Н. Юдин, И.Г. Гамаюнов // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Материалы научно-практической конференции. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. С. 34-35.

10.Исследование атмосферной коррозии в зоне выбросов БрАЗа / А.Н. Баранов, Н.И. Янченко, Е.А. Гусева, М.В. Константинова, А.О.Каменский, А.Н. Юдин, И.Г. Гамаюнов // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Материалы научно-практической конференции. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. С. 38-39.

11. Гамаюнов И.Г., Баранов А.Н., Юдин А.Н. Совершенствование технологии изготовления токопроводящих элементов конструкции алюминиевых электролизеров // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: Материалы научно-практической конференции. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. С. 28-29.

12. Повышение срока службы алюминиевого электролизера путем нанесения на блюмс углеродсодержащих композиционных покрытий / А.Н. Баранов, И.Г. Гамаюнов, Э.Н. Дадонов и др. // Системы. Методы. Технологии: сборник научных трудов Братсж : Изд-во БрГУ, 2010. С. 94-95.

Подписанов печать 17.11.2011. ФорматбО х90 /16. ^ л ^ Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,25.

1 гт?"Тираж 100 экз. Зак. 86к. ? м?Ч Лицензия ИД № 06506 от 26.12.2001

'Г'-^*' Иркутский государственный технический университет

" 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

/

Введение

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР КАТОДНОГО УСТРОЙСТВА

АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

1.1 Напряжение на электролизере

Конструкции катодного устройства алюминиевых электролизе

1.2 12 ров

1.3 Катодный кожух электролизеров

1.4 Футеровка катодного кожуха

1.5 Монтаж подины

1.6 Подготовка подовых блоков и сборка катодных секций

1.7 Причины выхода из строя катода

1.8 Виды аварий катода

1.9 Механизмы разрушения катода

1.10 Способы защиты металлов от коррозии

1.11 Защитные покрытия

Выводы по литературному обзору и формирование задач иссле-1. дования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМИЗАЦИИ

ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Влияние конструктивных и технологических решений на срок

2.1 49 службы электролизеров

2.2 Распределение тока в подине

2.3 Исследования распределения тока в подине

2.4 Влияние распределения тока на работу подины

2.5 Электрические переходные контакты

2.6 Расчет падения напряжения в катоде электролизера

2.7 Электрические переходные контакты алюминий - сталь

2.8 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТАЛИ И ХРОМСОДЕРЖАЩИХ ПОКРЫТИЙ С РАСПЛАВЛЕННЫМ

АЛЮМИНИЕМ

3.1 Методика получения порошка мелкодисперсного графита

Определение гранулометрического состава на лазерном ди

3.2 83 фракционном анализаторе

Результаты измерений гранулометрического состава порошка

3.3 84 графита после диспергирования на бисерной мельнице

3.4 Методика нанесения хромуглеродсодержащего покрытия

3.5 Рентгеноструктурный анализ покрытия

3.6 Испытания стали с хромуглеродсодержагцим покрытием

3.7 Расчет количества железа, поступающего в электролизер

3.8 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОНТАКТЕ БЛЮМС - ПОДОВЫЙ БЛОК

Методика исследование падения напряжения в контакте блюмс

4.1 109 - подовый блок

4.2 Расчет ожидаемой экономической эффективности

Расчет затрат на нанесение композиционных хромуглеродсо

4.3 125 держащих покрытий на поверхность блюмса

4.4 Выводы по главе 129 Заключение 130 Список литературы

Актуальность работы. Алюминий лёгкий, парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. Широкое применение алюминия в качестве конструкционного материала обуславливает необходимость постоянно наращивать его производство. По оценке аналитиков ежегодный прирост потребления алюминия в мире до 2016 года будет увеличиваться в среднем на 3,8 %, что составляет примерно 1 200 тыс. тонн алюминия от объемов существующего производства. Важной задачей производителей алюминия является снижение себестоимости, что может быть достигнуто за счет уменьшения расходов электроэнергии и конструкционных материалов. Удельный расход электроэнергии, и, как следствие, напряжение на электролизере, обусловлены материальным балансом и конструкцией электролизера. Следовательно, все действия, направленные на снижение напряжения, должны сопровождаться изменением конструкции либо изменением технологических параметров электролиза. Напряжение на электролизере зависит от многих параметров, в том числе и от качества контакта в узлах электролизера, а расход материалов определяется сроком службы электролизера. Продолжительность работы электролизера зависит от срока службы катодного узла, который включает в себя токоподводящие стальные стержни (блюмсы). В процессе электролитического получения алюминия путем электролиза из криолит-глиноземных расплавов происходит растворение блюмсов, что приводит к преждевременному выходу катодного блока из строя, а соответственно, к загрязнению алюминия-сырца железом. Повышенное содержание железа в первичном алюминии приводит к снижению сортности, что снижает эффективность производства алюминия. Традиционным способом защиты является изготовление оборудования из легированных хромом и никелем сталей или нанесение защитных покрытий на основе карбида кремния, титана и т.д. Однако изготовление блюмсов из нержавеющей стали значительно повышает его стоимость, а применение защитных покрытий из хрома повышает электрическое сопротивление блюмсов, что приводит к повышению расхода электроэнергии.

Для предохранения блюмсов целесообразен отход от традиционных методов защиты. В качестве перспективного направления весьма актуально рассмотреть нанесение на блюмс композиционных хромовых покрытий с включениями мелкодисперсного углерода для повышения электропроводности.

Цель работы. Модернизация катодного узла электролизера для производства алюминия путем нанесения на блюмсы, изготовленные из углеродистой стали, углеродсодержащих композиционных хромовых покрытий.

Для реализации этих целей были поставлены и решались следующие задачи:

• изучение влияния различных факторов на падение напряжения в катодном узле;

• анализ влияния растворения материала блюмсов на технико-экономические показатели промышленного производства алюминия;

• исследование скорости растворения металлов и хромсодержащих сплавов в расплавленном алюминии;

• разработка методики снижения падения напряжения в контакте «блок-блюмс» на основе хромуглеродных покрытий;

• определение стойкости защитного слоя к воздействию расплавленного алюминия;

• изучение падения напряжения в контакте «угольный блок-блюмс с хромуглеродным слоем».

Методы исследования. В работе для решения поставленных задач использовались гравиметрические и электрохимические методы определения стойкости материалов в технологических средах производства алюминия, статистическая обработка результатов измерений с применением пакета прикладных программ «Microsoft Excel», микроскопический анализ для изучения структуры получаемых хромовых покрытий. Эксперименты с расплавленным алюминием проводились в лабораторных условиях. Производились измерения температур теплоотдающих поверхностей блюмсов инфракрасным пирометром «TermaCAM Е45».

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается привлечением установленных ГОСТом методик при современном метрологическом обеспечении лаборатории ИрГТУ и воспроизводимостью результатов параллельных опытов.

Научная новизна работы заключается в том, что на основе выполненных исследований и анализов впервые:

• изучена скорость растворения блюмсов в расплавленном алюминии в интервале температур 700-900°С;

• установлено, что в диапазоне температур 700-800 °С процесс растворения блюмсов контролируется законами диффузии, а с повышением температуры - кинетическими закономерностями;

• установлено влияние добавки мелкодисперсного углерода в хромсо-держащее покрытие блюмсов на увеличение электропроводности контакта «блок-блюмс», приводящее к снижению удельного расхода электроэнергии;

• предложена классификация раннего обнаружения процессов разрушения подины с помощью хром-индикатора.

Практическая значимость. Предложена методика увеличения электропроводности контакта «угольный блок - блюмс» и защиты блюмсов от растворения в расплавленном алюминии при разрушении подины с помощью применения хромуглеродсодержащего слоя. Данная методика позволяет снизить скорость растворения блюмсов в расплавленном алюминии в

2 раза, что повышает сортность получаемого алюминия и увеличивает срок службы электролизера, а так же уменьшить падение напряжения в контакте «угольный блок - блюмс» в 2,5 раза. Предложен способ раннего обнаружения разрушения подины с помощью хром-индикатора. Ожидаемый экономический эффект от использования результатов работы на Братском алюминиевом заводе составит более 36 млн. долл. в год.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно практических конференциях «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств» (Иркутск, 2006; 2007;2008); 2-ой Всероссийской школе-семинаре ученых, с международным участием, посвященной 75-летию со дня рождения члена корреспондента РАН С.Б. Леонова «Обогащение руд» (Иркутск, 2006); VI -ой всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой промышленности ОАО«СибВами» (Иркутск, 2008).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК.

Объём и структура работы. Диссертационная работа содержит 144 страниц машинописного текста, 62 рисунка и 41 таблицу. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 131 наименования.

4.4 Выводы по главе

1. В процессе исследований установленно, что при использовании хромуглеродно-го покрытия, падение напряжения в контакте "углерод - сталь с хромуглеродным покрытием", уменьшается в 2,5 раза по сравнению с контактом "углерод - сталь СтЗ". Поскольку потери напряжения, по данным промышленных исследований, в контакте "блюмс - угольный блок" составляют от 100 мВ до 300мВ[122], при использовании блюмсов с хромуглеродным покрытием предполагаемые потери напряжения составят 40-120 мВ, что позволит снизить расход электроэнергии.

2. Согласно полученным лабораторным данным, при использовании хромуг-леродного покрытия, падение напряжения в контакте "углерод - сталь с хромуглеродным покрытием", уменьшается в 2,5 раза по сравнению с контактом углерод - сталь СтЗ.

3. Внедрение в промышленном масштабе блюмсов с хромуглеродсодержа-щим покрытием обеспечит снижение удельного расхода электроэнергии на производства алюминия-сырца. Повысится качество производимого алюминия. Метод обнаружения процессов разрушения подины с помощью хром-индикатора позволит увеличить срок службы электролизера, что благоприятно скажется не только на технико - экономических показателях, но и улучшит рентабельность производства.

4. Суммарный экономический эффект от внедрения результатов работы составит более 36 млн. долл. в год.

9. Из вышесказанного следует, что для предотвращения загрязнения алюминия-сырца железом и увеличения электропроводности блюмсов, а также для увеличения срока службы электролизера и рентабельности производства, на блюмсы следует наносить хрому глерод со держащие защитные покрытия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе даны решения актуальных задач:

- уменьшения удельного расхода электроэнергии путем снижения падения напряжения в контакте "блюмс - подовый блок";

- повышения качества производимого алюминия путем сокращения поступления в электролизер железа;

- повышения стойкости к растворению в расплавленном алюминии блюмсов путем нанесения на него хромуглеродсодержащего покрытия;

- увеличения срока службы электролизера;

- сокращения себестоимости производимого алюминия.

На основании проведенных исследований получены следующие основные результаты:

• установлена скорость растворения образцов стали, из которой изготовлены блюмсы, в расплаве электролитического алюминия получаемого в электролизерах Иркутского и Братского алюминиевого завода при температуре 900°С в 3 раза выше, чем при температуре 700°С и составляет 2189,5 мм/год и 750,6 мм/год соответственно;

• определена энергия активации скорости растворения стали в расплаве алюминия, которая составляет при температуре 700- 800 °С 14,4 кДж/моль, а при температуре 800- 900 °С 94,6 кДж/моль, что свидетельствует о том, что при низких температурах контроль скорости растворения железа диффузионный, а с повышением температуры переходит в кинетический;

• определено, что скорость растворения стали СтЗ с хромуглеродсодер-жащим покрытием в 2 раза меньше, чем стали СтЗ в расплаве электролитического алюминия при температуре 900 °С ; установлено, что при использовании стали СтЗ с хромуглеродным покрытием, падение напряжения в контакте "углерод - сталь с хромуглеродным покрытием", уменьшается в 2,5 раза по сравнению с контактом "углерод - сталь СтЗ"; • предложен метод раннего обнаружения процессов разрушения подины с помощью хром-индикатора.

Использование результатов работы в целом обеспечит сокращение поступления не сырьевого железа в электролизер на 60%; сокращение потребления электроэнергии электролизным производством более, чем на 245 млн. кВт/год.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы на Братском алюминиевом заводе составит более 36 млн. $ в год.

1. Скворцов Н.Г., Ахмедов С.Н., Громов Б.С, Пак Р.В., Борисоглебский Ю.В. "Исследование падения напряжения в подовых блоках с блюмсами различного сечения", Цветные металлы, №10, 2002г. с.55-56.

2. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия / под ред. Ю.В. Баймакова, Я.Е. Конторовича. М. : Металлургия, 1971.-560 с.

3. Кузнецов В.А.,Ример А.К. "Динамика падения напряжения в подине электролизеров на ОАО «БрАЗ» и возможности его снижения" Технико-экономический вестник «Русского Алюминия», №12, 2005г., с. 2226.

4. Haupin W.E.//Light Metals.-V.l.-1975.-Р.339-349.

5. Баженов А.Е., Никитин В.Я., Славин В.В. Пути повышения эффективности капитального ремонта электролизеров // Цветные металлы. -1981.-№ 10.-С. 61-62.

6. Костюков A.A., Киль И.Г., Никифоров В.П. и др. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М.: Металлургия, 1971.-560с.

7. Минцис М.Я. Распределение тока в алюминиевых электролизерах / М.Я. Минцис. Новокузнецк : СибГИУ, 2002. - 126 с.

8. Дубчак РВ. Совершенствование производства алюминия за рубежом / Р.В. Дубчак // Цветная металлургия. 1994. - № 10. - С. 28-33.

9. Вергазова Г.Д. Новые углеродистые массы и пасты для алюминиевых электролизеров / Г.Д. Вергазова, Г.А. Сиразутдинов. -М. : Нефть и газ, 1994. 86 с.

10. Grjotheim К. Aluminium Smelter Technology / К. Grjotheim, B.J. Welch. -Dusseldorf : Aluminium-Verlag GmbH, 1980. 146 p.

11. Прошкин A.B. Футеровочные материалы в алюминиевом производстве / A.B. Прошкин // VIII высшие российские алюминиевые курсы -Красноярск : 2005. 19 с.24. ТИ 25-48-07-200325. ТИ 17256-06-200326. ТУ 48-4805-133-2004

12. Рагозин J1.B., Ефимов A.A., Любушкин В.А., Сергеев В.А., Бахтин A.A. Влияние различных факторов на перепад напряжения в подине алюминиевых электролизёров // Технико-экономический вестник БрА-За.-2001.-№5.- С. 15-17.

13. Поляков, П.В. Пограничные слои в алюминиевом электролизере / П.В. Поляков // Высшие Российские алюминиевые курсы Красноярск, 2001.- 15 с.

14. Поляков П.В. Современное состояние производства алюминия / П.В. Поляков // Высшие российские алюминиевые курсы. Красноярск, 2004,- 15 с.

15. Лозовой Ю.Д. Пути повышения долговечности алюминиевых электролизеров: Дисс. канд. техн. наук: 05.16.03. -Красноярск, 1989.- 162с. Пимечание Краен ин-т цв. мет им. Калинина, спец Мет цв. и ред

16. Ахмедов C.H., Тихомиров B.B., Громов Б.С, Пак Р.В., Огурцов А.И. "Сравнительный анализ прочностных характеристик различных конструкций шпангоутных катодных кожухов". Цветные металлы, 2003, №8, с.19-24.

17. Тихомиров В.В., Ахмедов С.Н., Громов Б.С, Пак Р.В., Борисоглебский Ю.В. "Исследование напряженного состояния подовых блоков алюминиевых электролизеров". Цветные металлы, №6, 2002г., с. 47-50.

18. Тихомиров В.В., Ахмедов С.Н., Громов Б.С, Пак Р.В., Борисоглебский Ю.В. "Выбор параметров в прочностных расчетах катодных кожухов алюминиевых электролизеров" Цветные металлы, №1, 2003г., с. 55-58.

19. Сорлье М. Катоды в алюминиевом электролизе / М. Сорлье, Х.А. Ойя / пер. П.В. Полякова. Красноярск : КГУ, 1996. - 459 с.

20. Горланов Е.С., Никифоров С.А., Богомолов A.M., Каравайный A.A., Гаврилов J1.A. К вопросу о конструкции подовой секции и способах ее монтажа. // «Алюминий Сибири- 2007»: Сб. науч. ст.- Красноярск: Красноярский государственный университет, 2007 -с. 96.

21. Дыблин Б. С., Скворцов А. П., Унбуков Н. К. Оптимизация конструкции катодного узла алюминиевых электролизеров методом машинного модулирования. // «Алюминий Сибири- 1999»: Сб. науч. ст.- Красноярск: Красноярский государственный университет, 1999 -с. 68.

22. Беляев А.И. Электрометаллургия алюминия / А.И. Беляев, М.Б. Рапопорт, JI.A. Фирсанова. М. : Металлургиздат, 1953. - 720 с.

23. W.E. Haupin. Interpretation the Components of Cell Voltage. Light metals 1998. p. 531 -538.

24. Кадричев В.П. Измерение и оптимизация параметров алюминиевых электролизеров / В.П. Кадричев, М.Я. Минцис. Челябинск : Металл, 1995.- 135 с.

25. Лозовой Ю.Д. О роли распределения тока по катодным стержням электролизера// Цветные металлы,- 1979.- №11.- С.31-33.43. http://www.elemer.ru

26. Мещеряков С.М. Баланс напряжения и распределение тока в электролизере / С.М. Мещеряков // Технико-экономический вестник Красноярск : КрАЗ, 1996.-№ 5, —С. 17-19.

27. Влияние распределения тока на выход по току в электролизерах на 160 кА с обоженными анодами. Shuiping Z., Qiuoing Z. Effect of current distribution on current efficient in 160 kAprebake cells // Light Metals.-2002- pp. 503-509.

28. Грибков К.А., Парамонов С.А. Исследование токораспределения по катодным секциям электролизера. // Сб.научно-исслед. работ "ИркАЗ-СУАЛ". Шелехов, 2000. - С 50-56.

29. Баженов А.Е., Дынкин М.Е., Цыплаков A.M. О некоторых причинах преждевременного ремонта алюминиевых электролизеров // Цветные металлы, 1981. - № 112. - С. 67-69.

30. Grjotheim К. Understandig the Hall-ffiroult Process for Production of Aluminium / K. Grjotheim, H. Kvande. Düsseldorf: Aluminium-Verlag, 1986.- 164 p.

31. Николаев И.В. Металлургия легких металлов / И.В. Николаев, В.И. Москвитин, Б.А. Фомин. М. : Металлургия, 1997. - 430 с.

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

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

34. 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.

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

36. Баранов А.Н., Михайлов Б.Н., Селектор С.Л. Коррозия и защита металлов. Учеб. пособие. Иркутск: изд-во Иркутского ун-та. - 1977. - 4 с.

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

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

39. Шрайер Л.Л. Коррозия. Справ, изд. Пер. с англ. М.: Металлургия. -1981.-632 с.

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

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

42. Романов В. В. Методы исследования коррозии металлов. М.: Металлургия - 1965. - 280 с.

43. Томашов Н. Д., Жук Н. П., Титов В. А., Веденеева М. А. Лабораторные работы по коррозии и защите металлов. М.: Металлургия - 1971. 280 с.

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

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

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

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

48. Арзамасов Б.Н., Брострем В.А., Буше H.A. и др. Конструкционные материалы: Справочник. М.: Машиностроение. - 1990. - 688 с.

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

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

51. Томашов Н. Д., Жук Н. П., Титов В. А., Веденеева М. А. Лабораторные работы по коррозии и защите металлов. -М.: Металлургия 1971. 280 с.

52. Архаров В.И. Окисление металлов при высоких температурах,- Свердловск: Металлургиздат, 1945. 184 с.

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

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

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

56. 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.77.