Выпускник Аспирантуры Евгений Радионов предложил мероприятия по повышению эффективности работы алюминиевых электролизеров

21 января 2016 года//Наука

Аспирант третьего года обучения Иркутского национального исследовательского технического университета Евгений Радионов совместно с ООО «Инженерно-технологический центр РУСАЛ» (ООО «РУСАЛ ИТЦ») разработал различные методы, позволяющие повысить эффективность работы алюминиевых электролизёров на основе улучшения магнитогидродинамических параметров. Защита кандидатской диссертации молодого ученого состоялась в конце декабря на базе Диссертационного совета Д 272.073.02 ИРНИТУ.

Научный руководитель заведующая кафедрой металлургии цветных металлов Нина Немчинова рассказала, что первые шаги в науке Е. Радионов сделал после окончания химико-металлургического факультета (прежнее название Института металлургии и химической технологии им. С.Б. Леонова ИРНИТУ). В 2006 году он стал сотрудником лаборатории алюминия научно-исследовательского и проектного института ОАО «СибВАМИ». Спустя некоторое время выпускник ИРНИТУ переехал из Иркутска в Красноярск, где начал успешно работать над совершенствованием ошиновок электролизных ванн в отделе математического моделирования и измерений ООО «РУСАЛ ИТЦ». Данное подразделение занимается измерением технологических параметров в электролизном и литейном производстве для крупнейших промышленных предприятий России. Выполняя практические измерения на алюминиевых предприятиях, Е. Радионов заинтересовался вопросом повышения эффективности работы алюминиевых электролизёров на основе улучшения магнитогидродинамических параметров и поступил в аспирантуру ИРНИТУ.

В своей диссертационной работе аспирант представил различные мероприятия, направленные на повышение эффективности работы электролитных ванн при получении алюминия электролизом криолито- глиноземных расплавов. При производстве алюминия таким способом увеличиваются энергопотери и снижается выход по току, что невыгодно с точки зрения экономической эффективности и экологической безопасности. Одна из основных причин подобных потерь связана с проходящими в ванне сложными магнитогидродинамическими (МГД) процессами, которые формируются в расплаве в результате взаимодействия электрического и магнитного полей.

По информации Е. Радионова, магнитная гидродинамика играет существенную роль в формировании циркуляции и перекосов катодного металла, приводящих к потерям алюминия: «В результате обратной окислительной реакции и переходу металла в расплав с образованием оксида, МГД влияет на токораспределение в конструктивных элементах электролитных ванн. Поэтому при разработке новых и усовершенствовании действующих конструкций электролизеров особое внимание уделяется оптимизации их МГД-характеристик».

Перед российской алюминиевой промышленностью остро стоит вопрос о замене действующих ванн с анодом Содерберга на более экологичные электролизеры с предварительно обожженными анодами (ОА). В связи с этим автор совместно с коллегами из «РУСАЛ ИТЦ» предложил мероприятия по переводу ванн типа С-2,С-3 на новые электролизеры с ОА типа РА-167.

На опытной группе ванн корпуса № 10 ОАО «РУСАЛ Новокузнецк» (Кемеровская обл., г. Новокузнецк) заменили электролизеры с ВТ типа С-2, С-3 на ванны с ОА типа РА-167, сопровождающиеся модернизацией ошиновки, разработанной Е. Радионовым.

Другое технологическое решение относится к использованию трехстоячной ошиновки в электролизерах типа С-8БМ. Благодаря предложенной модели ошиновки ванны на практике удалось достичь хороших показателей МГД-характеристик работы: статический перекос металла составил 4,5 см, более высокий выход по току – 91,3 % (против 90,3 %); снижение расхода электроэнергии составило 0,76 %, что в денежном выражении на 1 корпус при производительности алюминия 1,27 т/сут - 7 749 тыс. рублей экономии в год.

Е. Радионов отметил, что данные разработки успешно апробированы и внедрены на алюминиевых заводах Иркутской, Кемеровской, Свердловской областей и Красноярского края. На ОАО «РУСАЛ Красноярск» согласно разработанной автором с коллегами схеме перевода «на ходу», т.е. без отключения тока серии, приняли решение перевести четырех- на трехстоячную ошиновку электролитные ванны типа С-8БМЭ. Также на данном предприятии удалось экспериментально подтвердить влияние положения анодной рамы (с анодной ошиновкой) на запас МГД-стабильности электролизера.

Кроме того, апробация «щелевого» анода и схемы замены ОА «каскадного» типа, в разработке и изучении характеристик которых принимал участие выпускник ИРНИТУ, успешно прошли испытания на опытном участке Уральского алюминиевого завода и на 5-ой серии ИркАЗа (Иркутская обл., г. Шелехов).

По словам Н. Немчиновой, специалисты, разбирающиеся в данной тематике и имеющие навык работы со сложными компьютерными программами по моделированию магнитной гидродинамики, очень нужны для алюминиевой отрасли.

Е. Радионов выразил благодарность специалистам кафедры металлургии цветных металлов за научно-методическую поддержку, оказанную при написании диссертации, а также коллегам из РУСАЛ ИТЦ.

Отметим, что оппонентами соискателя выступили д.х.н., Заслуженный металлург РСФСР, профессор-консультант кафедры металлургии цветных металлов Сибирского Федерального университета Петр Поляков и к.т.н., председатель Правления ассоциации «Молодежная площадка профессиональных металлургов» Александр Власов.

Ольга Балабанова

Фото предоставлено Ниной Немчиновой
и Евгением Радионовым





Вернуться