Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия:

Г. Д. Апалькова, проф., эл. почта: apalkova@yandex.ru

Основными направлениями повышения эксплуатационной стойкости углеродных футеровочных материалов для алюминиевых электролизеров являются:
– повышение содержания в их рецептуре графита, как наиболее стойкого из углеродных материалов к воздействию криолит-глиноземного расплава;
– использование графитированных блоков.
Эти тенденции диктуют необходимость использования подовых масс, адаптированных к углеграфитовым и графитированным подовым блокам. Если по физико-химическим характеристикам, методам и средствам контроля подовых и боковых блоков среди потребителей и производителей нет существенных разногласий, то, по оценке специалистов, для применяемых подовых масс характерна неопределенность уровня их качества. Техника и технология производства подовых масс в последние десятилетия развивались по пути применения пластифицированного пека для получения холоднонабивных масс. На этом пути достигнуты определенные успехи в части как экологии, так и упрощения его использования. Вместе с тем пластифицированный пек, характеризующийся избыточным содержанием масляных фракций, имеет повышенный выход летучих веществ и, соответственно, низкий выход коксового остатка, что обуславливает пониженные физико-механические характеристики композиций на его основе по сравнению со среднетемпературным и высокотемпературным пеками, которые используют в производстве блоков. Эта специфика пластифицированного пека ставит и соответствующие задачи оптимизации производства и использования холоднонабивных масс. Показано, что наряду с решенными вопросами остаются несколько очередных проблем на уровне научно-технической документации, и, в частности, это относится к методологии определения уплотняемости (основной характеристики подовых масс) и подготовки образцов для приемо-сдаточных испытаний, в том числе новых, аналогично международным стандартам.

Статья выполнена при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013), соглашение № 02.A03.21.0011.

1. Oye H. А. Carbon Cathode Materials: Approval and Quality Control Procedures. 1995. February. P. 14–21.
2. Sorlie M., Oye H. A. Cathodes in aluminium electrolysis. — 2-nd edition. — Dusseldorf : Aluminium-Verlag GmbH, 2010.
3. Ножко С. И., Блашков А. А. Перспективы повышения мощности алюминиевых электролизеров // Цветные металлы. 2012. № 10. С. 65–67.
4. Ножко С. И., Сухов О. Ю. Практика увеличения производительности алюминиевых электролизеров второго поколения путем увеличения силы тока // Цветные металлы. 2013. № 2. С. 63–66.
5. Apalkova G. D., Prosvirina I. I., Selesnev A. N. Design, development and production of cathode blocks for new generation of high power electrolyzers // 1-st World Conference on Carbon Eurocarbon 2000. 9–13 july 2000. Berlin, Germany.
6. Vergazova G., Apalkova G. A new approach to establishing thermal shock resistance of cathode blocks // Light Metals. 2006. Р. 945–949.
7. Вергазова Г. Д., Баранцев А. Г., Савинов В. И. Разработка и освоение холоднонабивной подовой массы на Красноярском алюминиевом заводе // Цветные металлы. 2001. № 3. С. 60–62.
8. Савинов В. П. К вопросу о факторах влияния на срок службы электролизеров алюминия // Алюминий Сибири – 2004 : cб. науч. статей. — Кpаснояpск : Бона компани, 2004.
9. Бутакова Т. В., Зюлковская Э. А., Блескин Г. С., Матвеев А. В., Спекторук А. А. Моделирование режимов обжига и пуска алюминиевых электролизеров и влияние на эксплуатационные свойства холоднонабивной массы // Сб. тезисов докладов восьмого международного конгресса «Цветные металлы и минералы». 13–16 сентября 2016 г., Красноярск. С. 174.
10. Вохидов М. М., Мурадиён А., Азизов Б. С. Свойства холоднонабивной подовой массы алюминиевых электролизеров // Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук. 2013. № 3 (152). С. 70–76.

11. Andersen F. B., Stam M. A., Eisma D. A. Laboratory Evaluation of Ramming Paste for Aluminium Electrolysis Sells // Light Metals. 2005. P. 739–744.
12. Дюма Д., Масюгу С., Паулус Р. Важнейшие свойства подовой массы, используемой в алюминиевой промышленности // Алюминий Сибири – 98 : сб. науч. статей / Краснояр. гос. ун-т. — Красноярск, 1999. С. 179–189.
13. Апалькова Г. Д. Вязкопластические свойства пекоуглеродных композиций и закономерности их изменения // Производство углеродной продукции. Формирование свойств углеродной продукции на «зеленом» переделе : сб. трудов. Вып. II / под ред. А. Н. Селезнева. — М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2006. С. 85–96.
14. ISO 17544:2004. Материалы углеродные для производства алюминия. Массы подовые холоднонабивные и горяченабивные. Определение уплотняемости масс. URL : http://www.standards.ru/document/3631900.aspx (дата обращения: 30.05.2017)
15. ГОСТ Р ИСО 17544–2017. Материалы углеродные для производства алюминия. Массы подовые холоднонабивные и горяченабивные. Определение уплотняемости масс. Проект. ; опубл. 28.04.2016. URL: http://www.normacs.ru (дата обращения: 30.05.2017)
16. ISO 11706:2012. Carbonaceous materials for the production of aluminium — Prebaked anodes — Determination of the fracture energy ; опубл. 30.08.2012. URL: http://www.standards.ru/document/5292787.aspx (дата обращения: 30.05.2017)
17. ISO 20203:2005. Carbonaceous materials used in the production of aluminium — Calcined coke — Determination of crystallite size of calcined petroleum coke by X-ray diffraction ; рubl. : 06.10.2005. URL: http://www.standards.ru/document/3614557.aspx (дата обращения: 30.05.2017)
18. ISO 18142:2014. Carbonaceous materials for the production of primary aluminium — Baked carbon bodies — Determination of the dynamic elasticity modulus by the resonance method ; publ. 03.02.2014. URL: http://www.standards.ru/document/5322528.aspx (дата обращения: 30.05.2017)