Research of High Temperature Gas Corrosion of Low-Alloy Chrome-Silicon Cast Iron in an Environment of Anodic Gases of Aluminum Electrolysers

Abstract

Аннотация. Атмосфера анодных газов алюминиевых электролизеров ЭкоСодерберг содержит соединения фтора, оксиды серы и ванадия, вызывающие интенсивную газовую коррозию элементов газосборного колокола. Коррозия чугунных секций газосборного колокола приводит к сокращению срока их службы. Следовательно, появляется необходимость более частых ремонтов, что является причиной снижения сортности первичного алюминия по примесям железа. Проведено исследование коррозионной стойкости низколегированного хромо-кремнистого чугуна (3,06 % Si, 0,71 % Cr) в среде анодных газов алюминиевых электролизеров. Исследования проведены в промышленных условиях. Из экспериментального чугуна выполнены полнопрофильные секции газосборного колокола. Продолжительность эксплуатации секций составила 24,32 месяца. Потери массы вследствие коррозии составили 13,5 %, средние удельные потери массы -0,128 •10 -3 г/(см 2 •ч). Удельные потери массы штатно используемого высокопрочного чугуна марки ВЧ с шаровидным графитом 50 почти в 4,8 раза выше и составляют 0,614 •10 -3 г/(см 2 •ч). Основа экспериментального низколегированного хромо-кремнистого чугуна ферритная, выделения графита имеют форму близкую к сферической, коррозионные процессы развиваются по границам зерен феррита. Твердость чугуна 140 -149 НВ. Повышенная коррозионная стойкость чугуна основана на способности хрома и кремния формировать на поверхности металла защитные пленки, препятствующие диффузии окислительных газов. Кремний способствует повышению точки образования и стабильного существования в продуктах коррозии вюститной фазы FeO до температуры 900 °С, формирует слой Fe 2 SiO 4 • SiO 2 , обладающий повышенными защитными свойствами, который замедляет процессы высокотемпературной газовой коррозии. Экспериментальный состав чугуна рекомендуется к промышленному применению.