В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 03.10.2016 г. №14.578.21.0193 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 3 в период с 1 января 2018 г. по 31 декабря 2018 г. в соответствии с План-Графиком выполнены следующие работы:
Разработана новая конструкция вакуумного ковша со съемным сифоном, обеспечивающая закрытый перелив алюминия.
Скорректирована эскизная конструкторская документация на аппаратурно-технологическую схему транспортировки, подготовки и разливки жидкого металла.
Оценка эффективности созданных в рамках проекта технических решений показала:
- при выливке алюминия из электролизеров с использованием вакуум-транспортного ковша с сифоном:
- прирост концентрации водорода в вылитом алюминии уменьшается ~35 %, по сравнению с традиционной выливкой;
- сокращаются потери алюминия за счет окисления, количество образующегося шлака снижается на 39 %.
По результатам испытаний предложена концепция перспективного вакуум-транспортного ковша со съемной траверсой и съемной крышкой с жестко закрепленным на ней сифоном. Работы по созданию и испытаниям такого ковша будут продолжены индустриальным партнером АО «РУСАЛ Саяногорск» в 2019 г.
За счет средств индустриального партнера АО «РУСАЛ Саяногорск»:
Изготовлен и испытан опытный образец съемного сифона вакуум-транспортного ковша.
Разработан, утвержден и принят в работу технологический регламент производства малогабаритной чушки из литейного сплава на линии «BROCHOT» с содержанием водорода до 0,10 см3/100 г Al».
Разработана и внедрена технология производства литейных сплавов в виде малогабаритной чушки на линии «Befesa-2» с содержанием водорода не более 0,10 см3/100 г Al.
Полученные по итогам выполнения ПНИЭР результаты имеют научное и прикладное значение.
В научном плане полученные результаты:
- расширяют и углубляют представления о механизме и интенсивности насыщения алюминия водородом на различных участках аппаратурно-технологической схемы производства продукции из алюминия и его сплавов;
- позволяют количественно оценить влияние различных видов водородных включений на физико-механические и литейные свойства алюминия и его сплавов;
- дают количественную оценку содержания различных видов и размеров водородных включений в алюминии и его сплавах;
- расширяют знания о влиянии галогенидсодержащих флюсов и присадок на насыщение алюминиевых сплавов водородом;
- включают ряд новационных решений по уменьшению эмиссии водорода в алюминий, защищенных патентами Российской Федерации.
В практическом плане полученные теоретические и экспериментальные результаты исследований использованы для разработки комплекса организационно-технических мероприятий, направленных на совершенствование аппаратурно-технологической схемы подготовки и разливки металла, которые включают:
- закрытый перелив алюминия из электролизера в вакуум-транспортный ковш и из ковша в миксер с использованием сифона;
- вакуумную обработку жидкого алюминия в ковшах при регламентированных параметрах разрежения и температуры металла;
- технологию приготовления высокоэффективных плавленых галогенидсодержащих флюсов с регулируемыми характеристиками (температура плавления, плотность, вязкость, химическая активность);
- новые методики отбора проб жидкого металла и экспресс анализа концентрации водорода в товарной продукции алюминиевого производства;
- технологии производства литейных сплавов, гарантирующие получение продукции с содержанием водорода менее 0,10 см3/100 г Al.
В подтверждение факта внедрения на АО «РУСАЛ Саяногорск» усовершенствованной аппаратурно-технологической схемы производства сплавов с мая по август 2018 г. произведено 589,17 т литейных сплавов в виде малогабаритной чушки и 817,13 т плоских слитков 6ххх серии с содержанием водорода 0,10 см3/100 г Al и менее.