Protective Coatings Based on Titanium Diboride and Carbon Fillers

N. V. Ogoreltseva; Огорельцева Н. В.; E. N. Fedorova; Федорова Е. Н.; G. E Nagibin; Нагибин Г. Е.; I. I. Puzanov; Пузанов И. И.; A. S. Dem'yanov; Демьянов А. С.

doi:10.31857/S0044185623700377

Защитные покрытия на основе диборида титана и углеродных наполнителей

Авторы: Огорельцева Н.В.¹^,2, Федорова Е.Н.²^,3, Нагибин Г.Е.², Пузанов И.И.¹, Демьянов А.С.²
Учреждения:
1. ООО “РУСАЛ Инженерно-технологический центр”
2. ФГАОУ ВО “Сибирский федеральный университет”
3. Красноярский филиал “Федерального исследовательского центра информационных и вычислительных технологий”
Выпуск: Том 59, № 4 (2023)
Страницы: 433-443
Раздел: НОВЫЕ ВЕЩЕСТВА, МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
URL: https://ogarev-online.ru/0044-1856/article/view/139731
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185623700377
EDN: https://elibrary.ru/SFNHIS
ID: 139731

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведены исследования по разработке составов защитных покрытий на основе TiB₂ и различных углеродных наполнителей, а также способу их нанесения на катодные блоки алюминиевых электролизеров. Определены физико-химические свойства (морфология поверхности частиц, гранулометрический и фазовый состав) исходных порошков диборида титана, физико-механических свойства и микроструктура лабораторных образцов защитных покрытий. Показано, что наиболее перспективными являются композиции на основе TiB₂ и углеродного наполнителя МХНУ (масса холоднонабивная низкоусадочная). Проведены высокотемпературные испытания лабораторных образцов покрытий оптимального состава с добавкой 50% МХНУ, которые показали, что покрытие смачивается расплавом алюминия и позволяет уменьшить износ катодных блоков. Покрытие толщиной 20 мм нанесено на подину опытного электролизера локально в виде полос шириной 900 мм вдоль бортов электролизера с учетом профиля износа и в настоящее время проходит промышленные испытания. Результаты мониторинга содержания титана в металле в течение 196 сут после пуска электролизера показывают эффективность использования разработанного покрытия для защиты катодных блоков от износа и увеличения срока службы.

Ключевые слова

алюминиевый электролизер, катодные блоки, защитное покрытие, диборид титана (TiB₂), углеродные наполнители

Список литературы

SØrlie M., Øye H.A. Cathodes in Aluminum Electrolysis, Aluminum Verlag, 3rd edition, 2010. P. 662.
Фещенко Р.Ю., Ерохина О.О. // Инновация в науке: Сборник статей по материалам LXVI международной научно-практической конференции № 12(61). Часть II. Новосибирск: СиБАК. 2016. С. 66–73.
Dreyfus J.-M., Lacroix S. // Light Metals. 1999. P. 199–207.
Reny P., Wilkening S. // Light Metals. 2000. P. 399–404.
Li J., Fang J., Li Q., Lai Y. // J. Cent. S. Univ. Technol. 2004. V. 11. P. 400–404.
Ibrahiem M.O., Foosnæs T., Øye H.A. // Light Metals. – TMS (The Minerals, Metals & Materials Society). 2006. P. 691–696.
Xue J., Chen X., Gao Y., Zhu J. // Light Metals. – TMS (The Minerals, Metals & Materials Society). 2010. P. 383–386.
Wang Z., Li H., Zhang C., Xue J., Liu X., Li X., He D. // Ceramics International. 2021. V. 47. Issue 9. P. 12096–12103.
Ogoreltceva N., Fedorova E., Puzanov I., Zavadyak A., Nagibin G., Kirillova I. // Procedia Structural Integrity. 2020. V. 28. P. 1340–1346.
Nagibin G.E., Fedorova E.N., Dobrosmyslov S.S., Kirillova I.A., Zavadyak A.V., Puzanov I.I. Method for the protection of cathode blocks of aluminum electrolytic cells with calcined anodes: protective composition and coating. Patent RU 2724236C9, publ. 22.06.2020, Bull. № 25.
Mann V., Zavadyak A., Puzanov I., Platonov V., Pingin V. // Light Metals. 2018. P. 715–719.