Разработка технологии изготовления токоподвода к углеграфитовым анодам магниевых электролизеров

Основная идея разработки
Технологическая схема изготовления контактного соединения: 1 – тигель; 2 – расплав металла; 3 – индуктор; 4 – углеграфитовый материал; 5 – каналы для ЭКП; 6 – каналы для отвода воздуха
Предлагается способ изготовления металлических электроконтактных пробок в углеродном блоке путем принудительного заполнения расплавом каналов в углеродном блоке под действием импульсного магнитного поля.
Преимущества:
- Образование плотного контакта за счет эффективного заполнения пор и неровностей в углеродном блоке жидким металлом под действием ИМП:
- возрастание площади контакта;
- снижение переходного сопротивления.
- Высокая производительность и малое энергопотребление.

Результаты компьютерного моделирования
5 мкс 10 мкс 15 мкс
Распространение ударных волн
по объему расплава в различные моменты времени
при энергии обработки 1,32 кДж
Характер изменения давления во времени для различных элементов расплава (энергия обработки 1,32 кДж)
Распределение температурных полей в расплаве
20 с 40 с
60 с 80 с

Полученные образцы
Заполнение канала для отвода воздуха: а) образец, полученный без МИО;
б) образец с МИО 1,32 кДж
а) б)
Образцы были получены при следующих параметрах магнитно-импульсной обработки:
Энергия разряда: 0,66 кДж, 1 кДж, 1,32 кДж.
Количество импульсов: 10.
Используемые материалы:
Алюминиевый сплав АК9;
Блоки из угольно-коксового материала марки ИФУ.

Оценка качества полученных образцов
а) б)
в) г)
Адгезия металла к углеграфитовому блоку: а) облицовка образца без обработки ИМП; б) облицовка образца с обработкой ИМП 0,66 кДж; в) с обработкой ИМП 1 кДж; г) с обработкой ИМП 1,32 кДж
Результаты замеров переходного сопротивления контактов
а)
б)
Микроструктура образцов: а) с обработкой ИМП 1,32 кДж (х125); б) без обработки ИМП (х125)
1 - алюминиевый сплав; 2 - включение алюминия в углеграфите; 3 – углеграфит; 4 – сплав Вуда (использовался при подготовке микрошлифов).