Наверх!
                            

+7 (391) 241-66-94

+7-902-914-27-22
+7-923-282-81-25

Заказать обратный звонок

 

Наш адрес: Россия, Красноярск,
ул. 26 Бакинских комиссаров, д.1
Наш e-mail: elterk@yandex.ru

 
ENGLISH 

 

 

ООО "НТЦ ЭЛТЕР"

 

+7 (391) 241-66-94

+7-902-914-27-22
+7-923-282-81-25

Заказать обратный звонок

Пропитка материалов подины

   В процессе эксплуатации металлургических агрегатов происходит пропитка материалов футеровки компонентами расплава, что приводит к существенному изменению их свойств: прочность уменьшается, теплопроводность и коэффициент термического расширения материалов с низким значением заметно возрастают. Кроме того, внедрение компонентов расплава в футеровку сопровождается расширением материалов, что приводит к возникновению дополнительных механических напряжений. От скорости пропитки материалов футеровки компонентами расплава существенно зависит не только степень изменения их свойств по глубине футеровки, но и разность величины расширения пропитанных и непропитанных слоев футеровки, что, в свою очередь, влияет на величину механических напряжений и возможность разрушения футеровки.   Компоненты расплава, достигающие до несущих элементов конструкций, приводят к их коррозии со всеми вытекающими из этого отрицательными последствиями, при достижении токоведущих элементов агрегата увеличивают контактное электрическое сопротивление между электропроводной футеровкой и токоведущими элементами и/или могут вывести их из строя. При достижении компонентами расплава теплоизоляционных материалов происходит существенное увеличение их теплопроводности и потеря их функционального назначения, как теплоизолятора.

 

   Скорость пропитки футеровки компонентами расплава наиболее интенсивно происходит в послепусковой период и зависит не только от свойств материалов (пористость, смачиваемость и т.п.), но и от условий обжига перед пуском (температуры рабочей поверхности шахты и градиента температуры в футеровке) и технологических параметров пуска (состав и уровень расплава, плотность тока). Наиболее существенное влияние условий обжига и пуска проявляется в неформованных материалах, свойства которых формируются в процессе обжига, например, подовая масса швов подины электролизеров. 

 

  Для измерения скорости пропитки специалистами центра разработана экспериментальная установка ИП (Измерение Пропитки) рисунок 1., позволяющая измерить скорость пропитки компонентами электролита подовой массы и углеродных подовых блоков электролизера для производства алюминия, исследовать влияние на скорость пропитки свойств материалов, условий обжига электролизера, состава электролита, плотности тока.

 

Схема установки

 

рисунок 1.

 

В комплект установки входит:

1.    печь для плавления электролита;

2.    шкаф управления;

3.    станина и печь для нагрева образца и проведения электролиза;

4.    компьютер;

5.    печатное устройство (принтер);

6.    программное обеспечение.

 

Образцы для испытания 

 

 

рисунок 2. 

 

Сущность метода заключается в нагреве образца до заданной температуры и поддержании градиента температуры по высоте, наплавлении или заливке электролита, подключении постоянного электрического тока (пуск) и проведении электролиза в течение нескольких суток, определении глубины проникновения и концентрации компонентов и соединений.

 

Основные параметры эксперимента:

 

Время нагрева до заданной температуры обжига, час ................................…..5–72

Температура нагрева печи, °С ………….………………………………………........25–1050

Градиент температуры в печи сверху вниз, °С ………..………….....…….……...10–200

Ток электролиза, А.…………………………………….........................................…..0–100

Время проведения электролиза, суток………................................................…...0–7

Режим проведения электролиза ……………………………………….................… непрерывный

 

Параметры процесса обжига (пример)

 

Время нагрева, мин

Температура

в зоне 1, ºС

Температура

 в зоне 2, ºС

Температура

в зоне 3, ºС

0

20

20

20

82,2

263

-

131

95,7

303

213

191

102,1

322

259

199

113,3

355

295

217

140,0

434

369

289

193,1

591

531

457

197,9

605

548

473

211,4

645

591

520

290,2

878

850

811

300,0

907

885

847

 

Параметры электролиза (пример)

 

Параметры электролиза

Значения параметров

1

Температура Зоны 1,    ºС

980

2

Температура Зоны 2,    ºС

922

3

Температура Зоны 3,    ºС

909

4

Температура электролиза, ºС

1004

5

Ток электролиза, А

65

6

Напряжения электролиза, В

3,5

7

Криолитовое отношение

2,7

8

Уровень электролита, мм

55÷90

9

Межполюсное расстояние (МПР),

30

10

Расход аргона, л/мин

5

 

Образцы после испытаний

 

Результаты испытаний:

Графики газопроницаемости и распределения пор подового блока

 

 

 

 

 

Результаты рентгеноспектрального анализа

 

Подовый блок

№ слоя

Si

Fe

V

Na

Al

Ca

Ti

Ni

F

Исходный

 

0,16

0,11

0,003

0,05

0,1

0,023

0,0025

0,0009

-

Образец 1

1

0,1

0,06

0,003

12,6

1,0

0,6

0,0020

0,0005

-

2

0,14

0,10

0,003

4,2

0,15

0,05

0,0029

0,0011

-

3

0,14

0,12

0,003

0.2

0,15

0,02

0,0026

0,0009

-

Образец 2

1

-

-

-

7,3

1,4

-

-

-

3,0

2

-

-

-

3,7

0,7

-

-

-

1,2

3

-

-

-

0,15

0,09

-

-

-

0,06

Образец 3

1

0,16

0,071

0,004

2,7

0,19

-

-

-

0,2

2

0,15

0,068

0,004

1,7

0,15

-

-

-

0,03

3

0,29

0,09

0,002

0,038

0,22

-

-

-

следы

Образец 4

1

-

-

-

8,63

0,82

-

-

-

2,59

2

-

-

-

1,98

0,12

-

-

-

0,11

3

-

-

-

1,03

0,12

-

-

-

0,07

4

-

-

-

0,027

0,12

-

-

-

<0.003

5

-

-

-

0,021

0,12

-

-

-

<0.003

6

-

-

-

0,031

0,18

-

-

-

<0.003

7

-

-

-

0,018

0,13

-

-

-

<0.003

 

Результаты рентгеновского фазового анализа 

 

Соединение

Название

Образец 1

Образец 2

Образец 3

№ слоя

№ слоя

№ слоя

1

2

3

1

2

3

1

2

3

 C

 Graphite-2\ITH\RG

32,9

-

-

82,5

91,6

-

98,0

99

99

 NaF

 Villiaumite, syn

21,7

-

-

13,5

5,0

-

0,50

0

0

 Na3Al F6

 Cryolite, syn

4,0

-

-

1,9

1,5

-

-

-

-

 CaF2

 Standard:  Fluorite, syn

1,2

-

-

0,4

0,4

-

-

-

-

 NaAl11O17

 Diaoyudaoite

0,9

-

-

0,5

0,5

-

-

-

-

 Na1.65 Al1.65Si0.35 O4

 Sodium Aluminum Silicate

1,2

-

-

-

-

-

-

-

-

 Na2(CO3)

 

1,0

-

-

1,1

0,6

-

-

-

-

 С

 Аморфный углерод

37,0

-

-

-

-

-

-

-

-

 Na6Al4Si4O17

 Sodium Aluminum Silicate

-

-

-

-

-

-

1,5

1

0

 Na6 (AlSiO4)6

 Sodium Aluminum Silicate

-

-

-

-

-

-

0

0

0,5

 Al2.35Si0.64 O4.82

 Mullite, syn

-

-

-

-

-

-

0

0

0,5