РАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ TiB2 ДЛЯ РЕМОНТА ЛОКАЛЬНЫХ РАЗРУШЕНИЙ ПОДОВЫХ БЛОКОВ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА : научное издание

Описание

Перевод названия: Development and industrial tests of composite material based on TiB2 for repair of local destructions in electrolyzer bottom blocks

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2019

Идентификатор DOI: 10.17073/0021-3438-2019-3-12-19

Ключевые слова: алюминиевый электролизер, подовый блок, локальный ремонт, диборид титана, композиционное покрытие, износ, aluminum electrolyzer, bottom block, restoration, titanium diboride, composite coating, wear

Аннотация: Разработаны состав и технология получения ремонтной смеси, состоящей из неформованного корунда с композиционным, смачиваемым алюминием покрытием TiB2-С, для ремонта локальных разрушений подовых блоков без остановки электролизера. Предложенное техническое решение позволило уменьшить износ подины и повысить срок службы алюминиевого эПоказать полностьюлектролизера на 6 мес. Для получения ремонтной смеси оптимального состава использовали порошок диборида титана с огнеупорным порошкообразным связующим в соотношении 50 : 50 (мас.%). Полученной смесью связующего и диборида титана покрывали неформованный корунд. Далее материал сушили при температуре 150 °С и подвергали термообработке в углеродной засыпке при t = 700÷900 °С. В результате обжига в восстановительной среде на поверхности неформованного корунда формируется композиционный материал TiB2-С с содержанием углерода 15-20 мас.%. Качественная оценка свойств разработанного композиционного покрытия показывает, что после обжига оно имеет достаточно высокую твердость, износостойкость, адгезию к основе. Для проведения опытно-промышленных испытаний ремонтную смесь заливали расплавленным алюминием, в результате чего была получена ремонтная масса состава Al-TiB2-С в виде плит. Проведенные опытно-промышленные испытания ремонтной массы на действующем электролизере РА-400 в опытном цехе ОАО «РУСАЛ-Саяногорск» показали, что через 3 мес. после ремонта локальных разрушений без остановки электролизной ванны удалось замедлить износ подины. Об этом факте свидетельствует уменьшение среднего значения глубины повреждения на 13 % при стабильном значении силы тока 4,7-4,8 кА/блюмс после ремонта. Таким образом, локальное использование ремонтной массы замедлило общий износ катодной поверхности и позволило продлить срок службы электролизера. The paper presents the developed composition and technology for obtaining a repair mixture consisting of lumped corundum with a TiB2-C composite coating wettable with aluminum for restoration of local bottom block fractures without electrolyzer stops. The proposed technical solution made it possible to reduce bottom wear and increase aluminum electrolyzer service life by 6 months. A mixture of titanium diboride powder and a refractory powder-like binder in a ratio of 50 : 50 (wt.%) was used to obtain the repair mixture with an optimal composition. Then the lumped corundum was coated with the obtained mixture, dried at 150 °C and after that heat-treated under a carbon-bed at t = 700÷900 °C. As a result of reducing firing the TiB2-C composite material with a carbon content of 15-20 wt.% was formed on the surface of lumped corundum. A qualitative evaluation of the properties of the developed composite coating shows that the coating has a sufficiently high hardness, wear resistance and adhesion to the substrate after the heat treatment. For pilot testing, the repair mixture was covered with molten aluminum to obtain an Al-TiB2-C repair mass in the form of plates. The pilot testing of the repair mass on the 400 kA operating electrolyzer in the RUSAL-Sayanogorsk pilot shop showed that the bottom wear have slowed down 3 months after the local fractures were restored without electrolysis bath stops. This fact is evidenced by a 13 % decrease in the average depth of fractures with a stable current value of 4,7-4,8 kA/bloom after repair. Thus, the locally used repair mass slowed that the overall wear of the cathode surface and allowed to extend the electrolyzer life.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия

Выпуск журнала: 3

Номера страниц: 12-19

ISSN журнала: 00213438

Место издания: Москва

Издатель: Общество с ограниченной ответственностью "Калвис"

Авторы

  • Нагибин Г.Е. (Сибирский федеральный университет)
  • Завадяк А.В. (ООО «Объединенная компания «РУСАЛ Инженерно-технологический центр»)
  • Пузанов И.И. (ООО «Объединенная компания «РУСАЛ Инженерно-технологический центр»)
  • Прошкин А.В. (ООО «Объединенная компания «РУСАЛ Инженерно-технологический центр»)
  • Федорова Е.Н. (Сибирский федеральный университет)
  • Добросмыслов С.С. (Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН»)
  • Кириллова И.А. (Сибирский федеральный университет)
  • Суходоева Н.В. (Сибирский федеральный университет)

Вхождение в базы данных