Preview

iPolytech Journal

Расширенный поиск

Проблемы и решения защиты углеграфитовых электродов

https://doi.org/10.21285/1814-3520-2024-3-513-537

EDN: AEDFQP

Аннотация

Цель – литературный обзор существующих проблем и решений по защите углеграфитовых электродов от деструктивного воздействия агрессивной среды дуговых сталеплавильных печей, магниевых и алюминиевых электролизеров. В работе приведено обсуждение наиболее значимых результатов исследований коррозионной стойкости катодов и анодов по отношению к физическому, химическому и электрохимическому износу, окислительной среде, а также к активным компонентам внедрения и разрушения углеродной структуры. Проведен анализ предложений и технических решений по уменьшению или исключению воздействия агрессивной среды на электроды в конкретных условиях работы металлургических агрегатов. Установлено, что потери от бокового окисления поверхности электродов дуговых сталеплавильных печей при прохождении температурной зоны 600–800ºС достигают 40–60% от общего расхода. Значительное разрушающее воздействие на углеграфитовые изделия оказывает специфическое взаимодействие углерода с элементами и соединениями рабочей среды, способными внедряться (интеркалировать) в межслойную структуру углерода. Существующие технические и технологические решения распространяются на защиту поверхности изделий и выполняют свои функции в течение короткого времени, но не в течение срока службы металлургического агрегата. Предложено сконцентрироваться на обеспечении объемной защиты электродов от воздействия агрессивной среды. Представлены промежуточные результаты перспективного направления синтеза композитных материалов на основе углерода, адаптированного к условиям производства электродов на действующих предприятиях, а также результаты исследования окисляемости этих композитов. Существующие и предлагаемые технические решения по защите поверхности углеродных изделий не получили широкого признания, либо не используются в металлургической отрасли. Вероятная причина – ограниченный период защиты поверхности электродов, сложность воспроизведения или отсутствие рентабельности из-за высокой стоимости защитных компонентов. В этой связи для обсуждения предложено перспективное направление создания коррозионно-стойких материалов – синтез композитных электродов C – TiC/TiB2 на основе нефтяного кокса и графита в стандартных условиях промышленного производства.

Об авторах

Е. С. Горланов
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II
Россия


В. М. Сизяков
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II
Россия


Ф. Ю. Шариков
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II
Россия


А. А. Спекторук
ООО «Эл6»
Россия


Т. В. Бутакова
ООО «Эл6»
Россия


Список литературы

1. Nasifullina A.I., Starkov M.K., Gabdulkhakov R.R., Rudko V.A. Petroleum coking additive raw material component for metallurgical coke production. Part 2. Experimental studies of obtaining a petroleum coking additive // CIS Iron and Steel Review. 2022. № 2. C. 9–16. https://doi.org/10.17580/cisisr.2022.02.02.

2. Рудко В.А., Габдулхаков Р.Р., Пягай И.Н. Научно-техническое обоснование возможности организации производства игольчатого кокса в России // Записки Горного института. 2023. Т. 263. С. 795-809. EDN: KYNHWL.

3. Sharikov Yu.V., Sharikov F.Yu., Krylov K.A. Mathematical model of optimum control for petroleum coke production in a rotary tube kiln // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2021. Vol. 55. No. 4. P. 711–719. https://doi.org/10.1134/S0040579521030192.

4. Чукаева М.А., Матвеева В.А., Сверчков И.П. Комплексная переработка высокоуглеродистых золошлаковых отходов // Записки Горного института. 2022. Т. 253. С. 97–104. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.5. EDN: LCQAXS.

5. Tsareva A.A., Litvinova T.E., Gapanyuk D.I., Rode L.S., Poltoratskaya M.E. Kinetic calculation of sorption of ethyl alcohol on carbon materials // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2024. Vol. 98. Р. 421–430. https://doi.org/10.1134/S0036024424030312.

6. Зубкова О.С., Пягай И.Н., Панкратьева К.А., Торопчина М.А. Разработка состава и исследование свойств сорбента на основе сапонита // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 21–29. https://doi.org/10.31897/ PMI.2023.1. EDN: ICCFLN.

7. Болобов В.И., Попов Г.Г. Методика испытаний трубопроводных сталей на стойкость к «ручейковой» коррозии // Записки Горного института. 2021. Т. 252. С. 854–860. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.6.7.

8. Bazhin V.Yu., Masko O.N., Nikitina L.N. Decarbonization of exhaust gases of industrial metallurgical furnaces // Metallurgist. 2024. Vol. 67. No. 9-10. P. 1407–1417. https://doi.org/10.1007/s11015-024-01632-6.

9. Пиирайнен В.Ю., Баринкова А.А. Разработка композиционных материалов на основе красного шлама // Обогащение руд. 2023. № 3. С. 35–41. https://doi.org/10.17580/or.2023.03.06. EDN: GFHYYA.

10. Немчинова Н.В., Коновалов Н.П., Коновалов П.Н., Дошлов И.О. Снижение экологической нагрузки на окружающую среду при производстве алюминия за счёт применения нефтяного пека // iPolytech Journal. 2023. Т. 27. № 4. С. 800–808. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-4-800-808. EDN: YRJBRD.

11. Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М.: Аспект-Пресс, 1997. 718 с.

12. Шулепов С.В. Физика углеграфитовых материалов. М.: Металлургия, 1972. 256 с.

13. Hull A.W. A new method of x-ray crystal analysis // Physical Review. 1917. Vol. 10. Iss. 6. P. 661–696. https://doi.org/10.1103/PhysRev.10.661.

14. Bernal J.D. The structure of graphite // Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character. 1924. Vol. 106. Iss. 740. P. 749–773. https://doi.org/10.1098/rspa.1924.0101.

15. Baskin Y., Meyer L. Lattice constants of graphite at low temperatures // Physical Review. 1955. Vol. 100. Iss. 2. P. 544–544. https://doi.org/10.1103/PhysRev.100.544.

16. Bacon G.E. The interlayer spacing of graphite // Acta Crystallographica. 1951. Vol. 4. Iss. 6. Р. 558–561. https://doi.org/10.1107/S0365110X51001781.

17. Franklin R.E. The structure of graphitic carbons // Acta Crystallographica. 1951. Vol. 4. Iss. 3. Р. 253–261. https://doi.org/10.1107/S0365110X51000842.

18. Ruland W. X-ray studies on the structure of graphitic carbons // Acta Crystallographica. 1965. Vol. 18. Iss. 6. Р. 992–996. https://doi.org/10.1107/S0365110X65002414.

19. Redmount M.B., Heintz E.A. Manufacture of graphite electrodes // Introduction to carbon technologies. Alicante: University of Alicante, 1997. P. 519–536.

20. Уббелоде А.Р. Графит и его кристаллические соединения / пер. с англ.; под ред. Е.С. Головиной и О.А. Цухановой. М.: Мир, 1965. 256 с.

21. Островский В.С., Виргильев Ю.С., Костиков В.И., Сысков К.И. Искусственный графит. М.: Металлургия, 1986. 272 с.

22. Вяткин С.Е., Деев А.Н., Нагорный В.Г., Островский В.С., Сигареев A.М., Соккер Т.А. Ядерный графит. М.: Атомиздат, 1967. 180 с.

23. Тарабанов А.С., Костиков В.И. Силицированный графит. М.: Металлургия, 1977. 208 с.

24. Терентьева В.С., Лейпунский И.О., Еремина А.И., Пшеченков П.А., Астапов А.Н. Влияние архитектуры и компонентно-химического состава на структуру и свойства углеродсодержащих композиционных материалов // Механика композиционных материалов и конструкций. 2011. Т. 17. № 1. С. 30–52. EDN: NYDRST.

25. Астапов А.Н., Терентьева В.С. Обзор отечественных разработок в области защиты углеродсодержащих материалов от газовой коррозии и эрозии в скоростных потоках плазмы // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2014. № 4. С. 50–70. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2014-4-50-70. EDN: TFSAL.

26. Theodosiou A., Jones A.N., Marsden B.J. Thermal oxidation of nuclear graphite: а large scale waste treatment option // PLOS ONE. 2017. Vol. 12. Iss. 8. P. e0182860. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182860.

27. Paul R.M. Application of a three-dimensional random pore model for thermal oxidation of synthetic graphite // Journal of Nuclear Materials. 2021. Vol. 543. P. 152589. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2020.152589.

28. Muzyka R., Kwoka M., Smędowski Ł., Díez N., Gryglewicz G. Oxidation of graphite by different modified Hummers methods: 1 // New Carbon Materials. 2017. Vol. 32. Iss. 1. P. 15–20. https://doi.org/10.1016/S18725805(17)60102-1.

29. Smith R.E., Kane J.J., Windes W.E. Determining the acute oxidation behavior of several nuclear graphite grades // Journal of Nuclear Materials. 2021. Vol. 545. P. 152648. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2020.152648.

30. Setton R. The graphite intercalation compounds: their uses in industry and chemistry //Synthetic Metals. 1988. Vol. 23. Iss. 1-4. P. 467–473. https://doi.org/10.1016/0379-6779(88)90523-1.

31. Boehm H.P., Setton R., Stumpp E. Nomenclature and terminology of graphite intercalation compounds (IUPAC Recommendations 1994) // Pure and Applied Chemistry. 1994. Vol. 66. No. 9. P. 1893–1901. https://doi.org/10.1351/pac199466091893.

32. Вольпин М.Е., Новиков Ю.Н. Вопросы механизма каталитического действия слоистых соединений графита // Механизм катализа. Ч.2. Методы исследования каталитических реакций. Новосибирск: Наука, 1984. С. 100–112.

33. Гойхман А.Ш., Соломко В.П. Высокомолекулярные соединения включения. Киев: Наукова думка, 1982. 192 с.

34. Ebert L.B. Intercalation compounds of graphite // Annual Review of Materials Science. 1976. Vol. 6. No. 1. P. 181–211. https://doi.org/10.1146/annurev.ms.06.080176.001145.

35. Rudorff W. Graphite intercalation compounds // Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. Elsevier, 1959. Vol. 1. P. 223–266. https://doi.org/10.1016/S0065-2792(08)60255-1.

36. Novikov Y.N., Vol’pin M.E. Lamellar compounds of graphite with alkali metals // Russian Chemical Reviews. 1971. Vol. 40. Iss. 9. Р. 733–746. https://doi.org/10.1070/RC1971v040n09ABEH001966.

37. Rudorff W., Hofmann U. Über graphitsalze // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1938. Vol. 238. No. 1. P. 1–50. https://doi.org/10.1002/zaac.19382380102.

38. Апалькова Г.Д. К вопросу эксплуатации электродов в электродуговых печах в современных условиях индустрии инжиниринга // Электрометаллургия. 2015. № 5. С. 3–11. EDN: TTNNOL.

39. Грудницкий О.М., Исхаков Р.А.-Р., Коробов В.К. Пути снижения удельного расхода графитированных электродов на электросталеплавильных печах // Литье и металлургия. 2011. № 1. С. 100–101. EDN: TJXFMB.

40. Грудницкий О.М., Коробов В.М., Исхаков Р.А-Р. Особенности эксплуатации графитированных электродов на электродуговых сталеплавильных печах // Теплои массообменные процессы в металлургических системах: материалы VII Междунар. конф. (г. Мариуполь, 6–8 сентября 2006 г.). Мариуполь, 2006. С. 36–37.

41. Дыскина Б.Ш., Лесюк В.С., Кабанова Т.В. Оптимизация состава защитного покрытия от высокотемпературного окисления графитированных электродов // Известия вузов. Серия: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 7. С. 53–55. EDN: UHLLQJ.

42. Patent no. 110002839, China, Cl C04B 28/34. Oxidation resisting coating material for graphite electrode in electric furnace smelting /Shangkui Chao, Lixiang Li, Xiaoshuai Xiao; Rewell Refractory (Zhengzhou) Co., Ltd. No. 20191041429.X. Filed: 17.05.2019; publ. 07.07.2019.

43. Patent no. 1994967, China, Cl C04B 35/52. Processing method for dipping graphite carbon envelope with oxide solution / Xiaozhi Yang, Yuqi Gu, Zhihong Li, Yucheng Su, Ming Liu, Xiaoyong You, Chunba Xie, Xin Chen; Nantong Qingtian Industrial Co., Ltd. No. 200610037629.9. Filed: 06.01.2006; publ. 11.07.2007.

44. Patent no. 107043276, China, C1 C04B 41/87. Graphite electrode protection method / Jiaxu Huang, Xiaozhe Cheng, Tanglin Wang, Dongsheng Wang; Pangang group research institute Co., Ltd. No. 201710276386.2. Filed: 25.04.2017; publ. 15.08.2017.

45. Пат. № 2560461, Российская Федерация, C04B 41/87. Способ получения защитных покрытий на изделиях с углеродсодержащей основой / И.Л. Синани, В.М. Бушуев, М.В. Бушуев; заявитель и патентообладатель Пермский национальный исследовательский политехнический университет. № 2014124889/03. Заявл. 18.06.2014; опубл. 20.08.2015. Бюл. № 23.

46. Пат. № 2788294, Российская Федерация, C25B 11/04. Способ защиты графитированных электродов от высокотемпературного окисления / О.О. Ерохина, Р.Ю. Фещенко, Н.А. Пирогова, Р.Н. Еремин; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский горный университет. № 2022117444. Заявл. 28.06.2022; опубл. 17.01.2023. Бюл. № 2.

47. Fekri M., Jafarzadeh K., Khalife Soltani S.A., Valefi Z., Mazhari Abbasi H. Improvement of oxidation resistance of graphite by aluminosilicate coating with aluminum metaphosphate interlayer // Carbon Letters. 2023. Vol. 33. No. 7. P. 2095–2108. https://doi.org/10.1007/s42823-023-00536-w.

48. Patent no. 6632762, United States of America, C1 C04B 35/565. Oxidation resistant coating for carbon / J.A. Zaykoski, I.G. Talmy, K.J. Ashkenazi; The United States of America as represented by the Secretary of the Navy. No. 09/987,493. Filed: 15.11.2001; publ. 14.10.2003.

49. Вавилова А.Т., Коновалова Е.А., Юзихов Ю.Д., Половой Б.В. Эффективность применения защиты от окисления графитированных электродов // Формирование свойств электродного графита: сб. науч. тр. М.: НИИграфит. 1991. С. 74–77.

50. Пат. № 2193294, Российская Федерация, С1 C23C 4/00 Н05В 7/00. Графитированный электрод с защитным покрытием / Г.М. Русев, С.М. Киселев, В.В. Овсяников, Н.Ф. Галюк. № 2001129111/06. Заявл. 30.10.2001; опубл. 20.11.2002.

51. Воденников С.А. Изучение возможности снижения электросопротивления графитированных электродов // Металлургия. Запорожье: Запорожская государственная инженерная академия, 2001. Вып. 5. С. 33–134.

52. Пат. № 2772342, Российская Федерация, C23С 4/073. Способ нанесения жаростойкого покрытия на основе алюминида железа на поверхность изделий, работающих в условиях высокотемпературной газовой коррозии / А.Н. Балин, А.А. Вишневский, С.В. Невежин, А.С. Герасимов, А.М. Кашфуллин; ООО «ВВСТ». № 2021126865. Заявл. 10.09.2021; опубл. 18.05.2022. Бюл. № 14.

53. Пат. № 2805543, Российская Федерация, H05B 7/085. Графитированный электрод с покрытием на основе алюминида железа и высокой жаростойкостью / С.В. Невежин, А.С. Герасимов. № 2023106192. Заявл. 16.03.2023; опубл. 18.10.2023. Бюл. № 29.

54. Ren Yan, Qian Yuhai, Xu Jingjun, Jiang Yan, Zuo Jun, Li Meishuan. Oxidation and cracking/spallation resistance of ZrB2–SiC–TaSi2–Si coating on siliconized graphite at 1500 °C in air // Ceramics International. 2020. Vol. 46. Iss. 5. P. 6254–6261. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.11.095.

55. Ren Yan, Qian Yuhai, Xu Jingjun, Jiang Yan, Zuo Jun, Li Meishuan. Ultra-high temperature oxidation resistance of ZrB2-20SiC coating with TaSi2 addition on siliconized graphite // Ceramics International. 2019. Vol. 45. Iss. 12. P. 15366–15374. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.05.030.

56. Пат. № 2240991, Российская Федерация, C04B 41/86. Углерод-углеродный композиционный материал и способ повышения его стойкости к окислению / Т.Б. Уолкер, Л.A. Букер; Хонейвелл интернэшнл инк. № 2002123225/03. Заявл. 14.02.2001; опубл. 27.11.2004.

57. Пат. № 11708, Республика Беларусь, Способ повышения стойкости графитированных электродов к окислению при высоких температурах / В.П. Фокин, В.А. Маточкин, Р.А.-Р. Исхаков, В.К. Коробов, В.И. Дьяченко, О.М. Грудницкий, Н.А. Лепендин, Н.П. Обыденная; заявитель и патентообладатель Белорусский металлургический завод и Новочеркасский электродный завод. № 20071171. Заявл. 27.09.2007; опубл. 30.04.2009.

58. Пат. № 2522011, Российская Федерация, C25B 11/14. Cпособ изготовления графитированных изделий и устройство для его осуществления / Н.А. Наумов, И.В. Рыбянец, М.М. Напрасник, С.С. Богатырев; ОАО «Энергопром-НЭЗ». № 2013100507/05. Заявл. 09.01.2013; опубл. 10.07.2014. Бюл. № 19.

59. Ветюков М.М., Цыплаков А.М., Школьников С.Н. Металлургия алюминия и магния. М.: Металлургия, 1987. 320 с.

60. Пат. № 492593, Российская Федерация, C25D 3/08. Способ уплотнения пропитанного ортофосфорной кислотой графитированного анода в перекрытии магниевого электролизера / М.И. Колесников, А.П. Егоров, В.В. Журов, С.А. Буйненко, Ю.М. Рябухин; заявитель и патентообладатель Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт титана и Запорожский титано-магниевый комбинат. № 2027221/22-1. Заявл. 22.05.1974; опубл. 25.11.1975. Бюл. № 43.

61. Фещенко Р.Ю., Еремин Р.Н., Ерохина О.О., Дыдин В.М. Повышение окислительной стойкости графитированных блоков для электролитического производства магния методом пропитки фосфатными растворами. Часть 1 // Цветные металлы. 2020. № 10. С. 49–55. https://doi.org/10.17580/tsm.2020.10.07.

62. Фещенко Р.Ю., Еремин Р.Н., Ерохина О.О., Поваров В.Г. Повышение окислительной стойкости графитированных блоков для электролитического производства магния методом пропитки фосфатными растворами. Часть 2 // Цветные металлы. 2022. № 1. С. 24–29. https://doi.org/10.17580/tsm.2022.01.02.

63. Пат. № 2128242, Российская Федерация, C25В 11/11. Способ обработки графитовых электродов магниевого электролизера / В.А. Колесников, П.А. Донских, И.А. Кашкаров; заявитель и патентообладатель ОАО «АВИСМА титано-магниевый комбинат». № 96109729/15. Заявл. 14.05.1996; опубл. 27.03.1999.

64. Пат. № 712460, Российская Федерация, C25С 3/04. Способ защиты электродов магниевого электролизера от разрушения / И.С. Кириленко, А.Н. Барабошкин, А.С. Дементьев, С.П. Соляков, Ю.Б. Бабинцев, С.Р. Хайрулин, В.Д. Ушаков, А.В. Киселев; заявитель и патентообладатель Березниковский титано-магниевый комбинат и институт электрохимии Уральского НЦ АН СССР. № 236614/22-02. Заявл. 20.05.1976; опубл. 30.01.1980. Бюл. № 4.

65. Rubenstein J., Davis B. Wear testing of inert anodes for magnesium electrolyzers // Metallurgical and Materials Transactions B. 2007. Vol. 38. No. 2. P. 193–201. https://doi.org/10.1007/s11663-007-9025-6.

66. Wendt H., Reuhl K. Investigations for the cathodic precipitation of aluminum from chloride smelts. I // Aluminium. 1985. Т. Vol. 31. No. 7. P. 518–521.

67. Wendt H., Dermeik S., Ziogas A. Chlorine corrosion of graphites and technical carbons – I. Reaction with gaseous chlorine at elevated temperatures // Materials and Corrosion. 1990. Vol. 41. No. 8. P. 457–463. https://doi.org/10.1002/maco.19900410803.

68. Wendt H., Khalil A., Padberg C.E. High-temperature chlorine corrosion of technical carbons Part II. Anodic corrosion in chloride melt // Journal of Applied Electrochemistry. 1991. Vol. 21. No. 10. P. 929–934. https://doi.org/10.1007/BF01042461.

69. Li Bing, Lou Jingwer, Yan Mangffn, Yu Jianguo. Electrochemical investigation on chlorine and electrolyte intercalation into graphite anodes during magnesium electrolysis process // Magnesium Technology / eds. S.N. Mathaudhu, W.H. Sillekens, N.R. Neelameggham, N. Hort. Cham: Springer, 2012. P. 71–73. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48203-3_14.

70. Skybakmoen E., Rørvik S., Solheim A., Holm K.R., Tiefenbach P., Østrem Ø. Measurement of cathode surface wear profiles by laser scanning // Light Metals / ed. S.J. Lindsay. Cham: Springer, 2011. P. 1061–1066. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48160-9_180.

71. Li Tao, Johansen S.T., Solheim A. Uneven cathode wear in aluminium reduction cells // Light Metals / ed. E. Williams. Cham: Springer, 2016. P. 927–932. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48251-4_156.

72. Senanu S., Schøning C., Rørvik S., Wang Zhaohui, Ratvik A.P., Grande T. Cathode wear based on autopsy of a shutdown aluminium electrolysis cell // Light Metals: The Minerals, Metals & Materials Series / ed. A.P. Ratvik. Cham: Springer, 2017. Р. 561–570. https://doi.org/10.1007/978-3-319-51541-0_70.

73. Sorlie M., Øye H.A. Cathodes in aluminum electrolysis: 2nd edition. Dusseldorf: Aluminum-Verlag GmbH, 1994. 406 с.

74. Øye H.A., Welch B.J. Cathode performance: the influence of design, operations, and operating conditions // JOM. 1998. Vol. 50. No. 2. P. 18–23. https://doi.org/10.1007/s11837-998-0243-4.

75. Пат. № 2245396, Российская Федерация, С25С 3/08. Пропитанный графитовый катод для электролиза алюминия / Р. Полюс, Ж.-М. Дрейфус; заявитель и патентообладатель Карбон Савуа. № 2001124345/02. Заявл. 27.01.2003; опубл. 27.01.2005. Бюл. № 3.

76. Рапопорт М.Б. Углеграфитовые межслойные соединения и их значение в металлургии алюминия. М.: ЦНИИцветметинформация, 1967. 67 с.

77. Dewing E.W. The reaction of sodium with nongraphitic carbon: reactions occurring in the linings of aluminum reduction cells // Transactions of the Metallurgical Society of AIME. 1963. Vol. 227. No. 12. Р. 1328–1334.

78. Brilloit P., Lossius L.P., Øye H.A. Penetration and chemical reactions in carbon cathodes during aluminum electrolysis: Part I. Laboratory experiments // Metallurgical Transactions B. Penetration and chemical reactions in carbon cathodes during aluminum electrolysis. 1993. Vol. 24. No. 1. P. 75–89. https://doi.org/10.1007/BF02657874.

79. Grjotheim K. Introduction to aluminium electrolysis: understanding the Hall-Héroult process. Introduction to aluminium electrolysis. Düsseldorf: Aluminium-Verlag, 1993. 260 с.

80. Thonstad J. Aluminium electrolysis: fundamentals of the Hall Héroult process. Aluminium electrolysis. Düsseldorf: Aluminium-Verlag, 2001. 359 с.

81. Zolochevsky A., Hop J.G., Servant G., Foosnæs T., Øye H.A. Rapoport–Samoilenko test for cathode carbon materials: I. Experimental results and constitutive modelling // Carbon. 2003. Vol. 41. Iss. 3. P. 497–505. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(02)00346-9.

82. Ge P., Fouletier M. Electrochemical intercalation of sodium in graphite //Solid State Ionics. 1988. Vol. 28-30. Part. 2. P. 1172–1175. https://doi.org/10.1016/0167-2738(88)90351-7.

83. Робозеров В.В., Ветюков М.М. Улучшение свойств самообжигающегося анода добавкой В2О3 // Цветные металлы. 1968. № 6. C. 55–57.

84. Ветюков М.М. Испытание анодной массы с добавкой борной кислоты на промышленных алюминиевых электролизёрах // Труды Всесоюзного алюминиево-магниевого института. 1972. № 80. C. 53–58.

85. Пат. № 2155826, Российская Федерация, C25С 3/12. Process of protection of anodes of aluminum electrolyzer against oxidation / V.I. Korolev. № 97121060/02. Заявл. 16.12.1997; опубл. 10.09.2000.

86. Hildebrandt E.M., Vershinina E.P., Frizorger V.K. Protection of the anode surface of the aluminum electrolyzer from oxidation // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. 2010. Vol. 3. No. 3. Р. 272–283.

87. Merkov S.M., Alekseev A.V., Kinshpont E.R., Milinchuk V.K., Lainer Yu.A., Samoilov E.N. Investigation into the impregnation of roasted anodes of aluminum electrolyzers // Izvestiya Non-Ferrous Metallurgy. 2015. Vol. 1. Iss. 3. P. 16–21. https://doi.org/0021-3438-2015-3-16-21.

88. Пат. № 2389827, Российская Федерация, C25С 3/12. Способ защиты углеграфитового анода алюминиевого электролизера / В.В. Леонов; заявитель и патентообладатель Сибирский федеральный университет. № 2009107814/02. Заявл. 04.03.2009; опубл. 20.05.2010. Бюл. № 14.

89. Newman D.S., Justnes H., Øye H.A. The effect of Li on graphitic cathodes used in aluminum electrolysis // Metallurgy. 1986. Vol. 6. Р. 582–584.

90. Richards E.N. Aspects of Interaction of LiF/modified bath with cathodes // The International Harald A. Øye Symposium (San Diego, 1–5 March 1992). San Diego, 1995. Р. 143–157.

91. Patent no. 5378327, United States of America, А. Treated carbon cathodes for aluminum production, the process of making thereof and the process of using thereof / J.A. Sekhar, T. Zheng, J.J. Duruz. Publ. 03.01.1995.

92. Patent no. 3400061, United States of America, Cl. 204-67. Electrolytic cell for production of aluminum and method of making the same / R.A. Lewis, R.D. Hildebrandt; Kaiser Aluminum & Chemical Corporation. No. 325228. Filed: 21.11.1963; publ. 03.09.1968.

93. Patent no. 5320717, United States of America, Cl. C25C 3/06. Bonding of bodies of refractory hard materials to carbonaceous supports / J.A. Sekhar; Moltech Invent S.A. No. 28359. Filed: 09.03.1993; publ. 14.05. 1994.

94. Пат. № 2510822, Российская Федерация, C25C 3/08. Способ изготовления комбинированных подо вых блоков / А.Г. Сбитнев, Г.В. Архипов, В.В. Пингин; заявитель и патентообладатель ООО «ОК РУСАЛ ИТЦ». № 2012158364/02. Заявл. 29.12.2012; опубл. 10.04.2014. Бюл. № 10.

95. Patent no. 3471380, United States of America. Cl. 204-67. Method of treating cathode surfaces in alumina reduction cells / V.L. Bullough; Reynolds Metals Company. No. 589215. Filed: 25.10.1966; publ. 07.10.1969.

96. Горланов Е.С., Бажин В.Ю. Диборид титана для катодов алюминиевых электролизеров. Обзор. СПб.: Политех-пресс, 2019. 439 с.

97. Padamata S.K., Singh K., Haarberg G.M., Saevarsdottir G. Wettable TiB2 Cathode for aluminum electrolysis: a review // Journal of Sustainable Metallurgy. 2022. Vol. 8. No. 2. P. 613–624. https://doi.org/10.1007/s40831-022-00526-8.

98. Wang Gang, Yu Minghao, Feng Xinliang. Carbon materials for ion-intercalation involved rechargeable battery technologies // Chemical Society Reviews. 2021. Vol. 50. Iss. 4. P. 2388–2443. https://doi.org/10.1039/D0CS00187B.

99. Терещенко М.Д., Ябуров М.И., Лукоянов В.Ю., Хименко Л.Л. Обзор существующих методов получения интеркалированного графита // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2022. № 71. С. 174–181. https://doi.org/10.15593/2224-9982/2022.71.19. EDN: YQWCIY.


Рецензия

Для цитирования:


Горланов Е.С., Сизяков В.М., Шариков Ф.Ю., Спекторук А.А., Бутакова Т.В. Проблемы и решения защиты углеграфитовых электродов. iPolytech Journal. 2024;28(3):513-537. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2024-3-513-537. EDN: AEDFQP

For citation:


Gorlanov E.S., Sizyakov V.M., Sharikov F.Yu., Spektoruk А.А., Butakova Т.V. Problems and solutions to protection of carbon-graphite electrodes. iPolytech Journal. 2024;28(3):513-537. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2024-3-513-537. EDN: AEDFQP

Просмотров: 214


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4004 (Print)
ISSN 2782-6341 (Online)