Влияние проницаемости углеродных подовых материалов на срок службы алюминиевых электролизеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат технических наук Храменко, Сергей Андреевич

• Храменко, Сергей Андреевич
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Храменко, Сергей Андреевич

Введение.

Основные обозначения и сокращения.

Глава 1. Конструкция и причины разрушения катодного устройства электролизера.

1.1. Конструкция катодного устройства и свойства подовых материалов

1.1.1. Свойства углеродных подовых ^ материалов.

1.1.2. Свойства огнеупорных и теплоизоляционных подовых материалов.

1.1.3. Общие закономерности формирования структуры пористости углеродных материалов.

1.2. Модели, применяемые для описания процессов тепломассопереноса в пористой среде.

1.2.1. Течение жидкости в поровом пространстве углеродных подовых материалах.

1.2.2. Математические модели фильтрации жидкости и газа в монопористых средах.

1.2.3. Особенности моделей, описывающие процесс фильтрации жидкости в бипористой среде.

1.2.4. Теплоперенос в пористых средах.

1.3 Проникновение электролита и натрия через углеродную подину.

1.3.1. Образование и распространение натрия.

1.3.2. Влияние натрия на углеродные подовые материалы.

1.3.3. Образование карбида алюминия в углеродной подине.

1.4. Реакции в огнеупорной футеровке.

1.4.1. Реакции с электролитом.

1.4.2. Реакции с алюминием.

Глава 2. Формирование капиллярно-транспирационных свойств подовых углеродных материалов.

2.1. Методика проведения экспериментов.

2.2. Влияние состава композиций на структуру пористости

2.2.1. Влияние пылевой фракции на структуру и свойства углеродных композиций.

2.2.2. Влияние количества связующего на структуру пористости и свойства углеродных композиций.

2.3. Влияние технологических факторов на структуру пористости.

2.3.1. Влияние режима уплотнения на структуру пористости и свойства углеродных композиций.

2.3.2. Влияние режима обжига на структуру пористости и свойства углеродных композиций.

Глава 3. Математическое моделирование фильтрации электролита через поры углеродных подовых материалов.

3.1. Постановка краевой задачи фильтрации несжимаемой жидкости в пористой среде.

3.1.1. Постановка задачи.

3.1.2. Математическая модель.

3.1.3. Особенности применяемой модели.

3.2. Моделирование фильтрации электролита через поры углеродных подовых блоков в изотермических условиях.

3.2.1. Фильтрация электролита через бипористые композиции

3.2.2. Фильтрация электролита через промышленные подовые блоки.

3.3. Математическое моделирование неизотермической фильтрации электролита в углеродную подину в условиях пуска электролизера и послепускового периода.

3.3.1. Постановка задачи фильтрации электролита в углеродную подину в условиях пуска электролизера и после пускового периода.

3.3.2. Численное моделирование фильтрации электролита в углеродную подину алюминиевого электролизера

Глава 4 Проницаемость подовых блоков и срок службы электролизеров.

4.1 Опыт исследования пористости подовых блоков на ОАО «РУСАЛ Красноярск» в 1997 году.

4.2 Исследование пористости углеродной подины аварийных электролизеров в ОАО «РУСАЛ Красноярск» в году.

4.3 Влияние проницаемости подовых блоков на срок службы электролизеров пуска 2004 года по компании РУСАЛ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние проницаемости углеродных подовых материалов на срок службы алюминиевых электролизеров»

Алюминиевая промышленность России выходит на новый качественный уровень. Создание крупнейшей в мире алюминиевой компании объединением РУСАЛа и СУАЛа, пуск впервые за последние 20 лет нового алюминиевого завода в Хакассии, строительство заводов в Богучанах и Тайшете, создание собственной технологии получения алюминия на электролизерах с силой тока 300 и 400 кА являются показателем динамического развития отрасли.

Алюминий получают электролизом фторидно-глиноземных расплавов в алюминиевых электролизерах. Основной частью конструкции электролизера является катодное устройство - футерованный контейнер для расплавов электролита и алюминия. Функциональной частью катодного устройства является углеродная подина, выполненная из углеродных подовых блоков. Благодаря свойствам углерода подина обеспечивает не только жаростойкость и долговечность электролизера, но и подвод электрического тока в зону реакции.

Строительство новых заводов, оснащенных современными мощными электролизерами, предъявляет повышенные требования к качеству подовых блоков. Наряду с повышением электро- и теплопроводности подовых блоков особое внимание обращается на свойства, обеспечивающие долговечность электролизеров.

Ремонт вышедших из строя электролизеров требует значительных капитальных и производственных затрат, объем которых составляет более 3 000 000 рублей на один электролизер. Ремонт мощных электролизеров требует еще больших издержек.

Отработанная футеровка электролизеров, пропитанная фтористыми солями, является экологически опасным продуктом и подлежит утилизации, которая требует строительства и поддержания в безопасном состоянии специальных хранилищ. Поэтому увеличение срока службы электролизеров имеет экономическое и экологическое значение.

Проблемы долговечности электролизеров постоянно находятся в центре внимания производителей алюминия. Наиболее интенсивно этими проблемами занимались за рубежом. Систематизированные данные по конструкции, технологии ремонта, пуска, а также причинам выхода электролизеров из строя приведены в монографии M.Sörlie, Н.А.0уа [1]. Значительное количество данных по конструкции электролизеров, качеству футеровочных материалов и катодных блоков приведено в работах Thonstad [2], B.J.Welch [3], E.Sturm [4], C.Allaire [5], , A.Zolochevsky [6], J. и др. Наиболее полный обзор по термодинамике разрушения огнеупорных слоев под действием проникающего электролита можно найти в работах O.-J.Siljan. [7]. Механизмам электрохимического разрушения графитовых подовых блоков и роль пористости в этих процессах рассмотрены в работах P. Rafiei, и F. Hiltmann [8].

В отечественной алюминиевой промышленности работы по сроку службы и качеству футеровочных материалов стали развиваться в 90-х годах прошлого столетия. Стимулом к изучению проблем срока службы электролизеров в отечественной алюминиевой промышленности стал сделанный в 1997 году перевод П.В.Поляковым монографии М.Сорлье и Х.Ойя «Катоды алюминиевых электролизеров». Книга открыла доступ российским инженерам к мировому опыту по проблемам надежности электролизеров. Наиболее интенсивно работы по изучению причин выхода электролизеров из строя стали проводиться в компании РУСАЛ в связи с разработкой технологии мощных электролизеров на 300 и 400 кА (РА-300, РА-400). Здесь следует отметить работы Проппсина A.B., Пингина В.В., Полякова П.В.[9], и др.

Из работ зарубежных и отечественных исследователей причин выхода электролизеров из строя следует, что основным разрушающим фактором является фильтрация компонентов электролита через поры подовых блоков в огнеупорные и теплоизоляционные слои. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы изготавливаются из неорганических оксидов и подвержены химической деградации под действием расплавленных фторидов, входящих в состав электролита. Увеличение объема продуктов реакции электролита с огнеупорами по отношению к исходным вызывает подъем и разрушение углеродной подины. В настоящее время усилия по увеличению срока службы электролизеров направлены на применение сложных схем футеровки электролизеров, совершенствования качества огнеупорных и теплоизоляционных материалов, а также созданию специальных малопроницаемых барьеров, уменьшающих скорость фильтрации электролита в слои огнеупоров и теплоизоляции.

С другой стороны не следует упускать из виду, что углеродная подина является первым барьером на пути электролита в огнеупорную часть катода, и ее проницаемость по отношению к электролиту является исходной причиной разрушения катодного устройства. Проницаемость подины определяется капиллярно-транспирационными свойствами подовых блоков, т.е. их способностью насыщаться и пропускать электролит через поровую структуру. В профессиональной литературе проблема снижения проницаемости подовых блоков с целью увеличения срока службы электролизеров почти не обсуждается, несмотря на то, что важность этой проблемы очевидна.

Углеродные подовые блоки являются пористыми композиционными материалами на основе углеродного наполнителя и каменноугольного связующего. Из теории фильтрации [10] известно, что капиллярно-транспирационные свойства зависят не столько от величины общей пористости, сколько от распределения пор по размерам, и характеризуются коэффициентом проницаемости. Распределение пор по размерам в подовых блоках формируются в результате многоступенчатого технологического процесса. Управление величиной проницаемости является сложной технологической задачей, которая требует знания механизмов и закономерностей формирования капиллярно-транспирационных свойств подовых блоков.

В настоящее время контроль величины проницаемости при производстве и входном контроле подовых блоков отсутствует. В значительной степени это связано с отсутствием экспериментальных доказательств влияния проницаемости на срок службы электролизеров и обоснования ее предельно допустимой величины.

Удовлетворяя требованиям алюминиевой промышленности, электродные заводы переходят на производство подовых блоков с повышенным содержанием графита. Мощным электролизерам требуются подовые блоки с повышенной тепло- и электропроводностью. Увеличение графитовой составляющей в подовых блоках сопровождается изменением величины и структуры пористости. Бесконтрольное изменение структуры пористости может стать причиной серьезного снижения срока службы электролизеров при переходе на производство блоков с повышенным содержанием графита.

Целью настоящей работы является установление зависимости срока службы алюминиевых электролизеров от проницаемости углеродных подовых блоков, и разработка мер, направленных на повышение надежности работы электролизеров.

Для достижения поставленной в диссертации цели решены следующие задачи: исследованы механизмов формирования пористости углеродных подовых материалов; проведены ртутной порометрией систематические исследования структуры пористости углеродных подовых блоков 14 производителей; установлены закономерности и разработана математическая модель течения электролита через поровое пространство углеродных подовых материалов; исследован процесс пропитки электролитом углеродных подовых блоков с различной структурой пористости; определен характер зависимости срока службы электролизеров от проницаемости углеродных подовых блоков .

Исходя из целей и задач диссертации, в качестве объекта исследования выбрано влияние фильтрации расплава электролита через углеродную подину на срок службы алюминиевого электролизера. Основным компонентом сборно-набивной подины являются углеродные подовые блоки, через пористость которых происходит фильтрация электролита в нижние слои катодного устройства. Поэтому предметом исследования в диссертации являются капиллярно-транспирационные свойства углеродных подовых блоков, их способность насыщаться и пропускать электролит. Эти свойства характеризуется коэффициентом проницаемости, зависимость срока службы от которого предстояло установить.

В процессе решения поставленных задач получены и сформулированы новые научные результаты и положения:

Впервые выявлена и статистически подтверждена закономерность влияния коэффициента проницаемости углеродных подовых блоков на срок службы электролизера, заключающаяся в том, что между проницаемостью блоков и сроком службы электролизеров существует зависимость, выражающаяся гиперболической функцией:

Т - 327(52 • К~°'7281

Впервые ртутной порометрией показано, что макропористость углеродных подовых материалов в диапазоне ОД - ЮОмкм имеет бимодальное распределение пор по размерам. Экспериментально показано, что пористость углеродных подовых материалов можно представить как суперпозицию двух систем пор: транспортной (10100 мкм) и матричной (0,1-10 мкм), играющих различную роль в процессе пропитки углеродных блоков криолит-глиноземным расплавом. и Впервые на основе производственной статистики и сравнительного анализа физико-механических свойств углеродных подовых блоков показано, что выход электролизеров из строя сроком до двух лет связан с высокой проницаемостью подовых блоков, которая определяется наличием в их структуре большого количества пор диаметром 10-100 мкм и более. в Разработана математическая модель течения электролита в бипористой структуре углеродных подовых материалах, на основе которой впервые получены скорости течения электролита через углеродные подовые блоки с разной величиной проницаемости. Показано, что при высокой проницаемости углеродных подовых блоков (более 18,0 пРт) движение фронта электролита будет определяться изотермой ликвидуса и проходить в условиях фазовых переходов «жидкость-твердое-жидкость». Результатом может быть образование продольных трещин в блоках за счет скачка концентрации натрия на фронте фазового перехода. В работе использованы следующие методы научных исследований: анализ ранее выполненных научных исследований; обобщение отечественного и зарубежного опыта по анализу причин выхода электролизеров из строя; физическое моделирование формирования структуры пористости подовых блоков; исследование распределения пор по размерам методом ртутной порометрии; физико-механические испытания углеродных подовых материалов, математическое моделирование и численные исследование на ЭВМ особенностей течения электролита в блоках с разной структурой пористости; статистические расчеты; натурные наблюдения; технико-экономический анализ.

Достоверность результатов исследований подтверждена сходимостью результатов математического моделирования с оценкой срока службы электролизеров; использованием полученных результатов в практике оценки качества подовых материалов при капитальном ремонте электролизеров; значительным объемом статистических данных.

Практическая значимость работы заключается в следующем: и Разработана, позволяющая по величине проницаемости углеродных подовых блоков оценивать экономическую эффективность вовлечения в капитальный ремонт алюминиевых электролизеров подовых блоков новых производителей. н Установлен верхний предел величины проницаемости углеродных подовых блоков 5,0 пРш, при превышении, которого использование блоков в капитальном ремонте электролизеров экономически нецелесообразно. ■ Разработана методика моделирования течения электролита через поры подовых блоков в условиях пуска электролизера, позволяющая корректировать температуру обжига и регламент пуска электролизера с учетом величины проницаемости углеродных подовых блоков для предотвращения течения электролита в условиях фазовых переходов. и На примере статистики выхода из строя электролизеров пуска 2004 года показано, что своевременное исключение из капитального ремонта блоков с высокой проницаемостью производства ОАО «ЧЭЗ» позволило бы избежать убытков на 1 306 400 долларов. Из проведенных исследований следует необходимость введения показателя проницаемости в спецификации качества углеродных подовых блоков.

На защиту выносятся:

1. Представление о формирования бипористой структуры углеродных подовых материалов, как суперпозиции транспортной и матричной систем пор.

2. Математическая модель фильтрации электролита на основе существования двух механизмов течения электролита через пористость подовых блоков; ламинарного в транспортных и растеканием в матричных порах.

3. Результаты математического моделирования течения электролита в бипористых структурах промышленных углеродных подовых блоков в условиях пуска электролизера.

4. Зависимость срока службы электролизеров от величины проницаемости подовых блоков.

Основные положения работы докладывались на международной конференции-выставке «Алюминий Сибири» (Красноярск, 1999, 2000, 2001, 2002, 2007), юбилейной конференции, посвященной 70-летию институтов «НИИграфит» и «ГосНИИЭП» «Современные проблемы производства и эксплуатации углеродной продукции» (Челябинск, 2000), ежегодной международной конференции TMS (The Minerals, Metals & Materials Society) (Сан-Франциско, 2005). По теме диссертации опубликовано 12 научных статей Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложена на 147 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, 46 рисунков, список использованной литературы из 87 наименований. Первая глава посвящена анализу литературы и постановке задачи исследования. Во второй главе приведены результаты изучения формирования пористости подовых блоков и влияния технологических факторов на распределение пор по размерам. В Главе 3 описана математическая модель фильтрации электролита через поровую структуру подовых блоков и расчеты скорости насыщения и проникновения электролита в подблочное пространство. Глава 4 посвящена анализу промышленной статистики по сроку службы и причинам выхода электролизеров из строя.

Заключение диссертации по теме «Металлургия черных, цветных и редких металлов», Храменко, Сергей Андреевич

137 ВЫВОДЫ

1. Выявлена и статистически подтверждена закономерность влияния коэффициента проницаемости углеродных подовых блоков на срок службы алюминиевых электролизеров. Закономерность выражается гиперболической зависимостью:

Т = 3276,2 • .

Зависимость позволяет по величине проницаемости углеродных подовых блоков прогнозировать срок службы электролизера, проводить экономическую оценку использования подовых блоков перспективных производителей, исключать использование в капитальном ремонте некачественных подовых блоков и, тем самым увеличивать надежность работы алюминиевых электролизеров

2. Методом ртутной порометрии показано, что структура пористости углеродных подовых материалов характеризуется бимодальным распределением пор по размерам. Лабораторными экспериментами показано, что форма распределения пор по размерам зависит от грансостава наполнителя, содержания связующего, режимов прессования и обжига углеродных подовых материалов. Структуру пористости подовых блоков можно представить, как суперпозицию двух систем пор: транспортной с размером пор 10-100 мкм и матричной с размером пор 0,1-10,0 мкм. Величина коэффициента проницаемости углеродных подовых материалов определяется размером и количеством транспортных пор.

3. Математическим моделированием исследованы закономерности течения электролита в бипористых структурах. Показано, что скорость насыщения пористости определяется с одной стороны течением электролита в глубину блока по транспортным порам, а с другой стороны аккумулирующим эффектом матричных пор, которые замедляют движение фронта электролита. Результатом взаимодействия двух типов течения является стабилизация скорости проникновения электролита на уровне, который определяется величиной проницаемости подового блока.

4. Впервые, с использованием рассчитанных скоростей, проведена оценка срока службы электролизера футерованных подовыми блоками с разной величиной проницаемости. Расчетный срок службы складывается из времени насыщения пористости углеродных подовых блоков электролитом и временем образования под блоками электролитной линзы критической высоты, рост которой со временем приводит к разрушению блоков.

5. Проведены расчета фильтрации электролита в условиях пуска электролизера с учетом величины проницаемости углеродных подовых блоков. Выявлено, что при высокой проницаемости углеродных подовых блоков (более 18,0 пРт) движение фронта электролита будет определяться изотермой ликвидуса и проходить в условиях фазовых переходов «жидкость-твердое-жидкость». На границе фазового перехода возникает скачок концентрации натрия, возникающие при этом механические напряжения, могут привести к разрушению блоков. Показано, что учет величины проницаемости при выборе подовых блоков для капитального ремонта позволяет снизить процент преждевременного выхода электролизеров из строя сроком службы до двух лет.

6. На основе производственной статистики и систематических исследований структуры пористости подовых блоков впервые показано, что преждевременный выход электролизеров из строя в большинстве случаев связан с наличием в структуре пористости углеродных подовых блоков большого количества крупных пор диаметром 10 - 100 мкм и более, определяющих высокую проницаемость подовых блоков к электролиту. На основании установленных требований к гарантированному сроку службы электролизеров определен верхний предел величины проницаемости углеродных подовых блоков - 5,0 пРш, при превышении которого использование углеродных подовых блоков в капитальном ремонте электролизеров экономически нецелесообразно.

7. Согласно статистике выхода из строя электролизеров пуска 2004 год показано, что своевременное исключение из капитального ремонта блоков величина проницаемости которых превышала 10,0 пРт, позволило бы избежать убытков на 1 306 400 долларов, связанных с выходом из строя электролизеров сроком службы до 2-х лет. Из результатов проведенных исследований следует вывод о необходимости введения показателя проницаемости в спецификации качества углеродных подовых блоков.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Храменко, Сергей Андреевич, 2009 год

1. Sorlie M., Oye H.A. Cathodes in Aluminium Electrolysis. 2nd edition. Aluminium-Vertag. 1994. 408 p.

2. Thonstad J. and Rolseth S. On the Cathodic Overvoltage on Aluminium in NaF-AlF3-A1203 Melts-II//Electrochimica Acta. 1978. Vol. 23. №3. P.233-241.

3. Welch B.J. Advances in electrochemistry // Proc. 8th Int. Light Metals Congress. Leoben-Vienna. 1987. P. 120-123.

4. Sturm E., Prepeneit J., Sahling M. Economic Aspects of an Effective Diffusion Barrier. // Light Metals. 2002. P.433-439.

5. Allaire C., Peletier P. Corrosion in Potlining Refractories: Effect of Cathode Material Interpreted Using a Unified Approach // Journal of Metals. 2003. Nov. P. 59-61.

6. Zolochevsky A., Hop J., Servant G. et al. Rapoport-Samoilenko test for Cathode Carbon Materials I. Experimental Results and Constitutive Modelling // Carbon. 2003. Vol. 41, №3. P.497-505.

7. Siljan O.-J. Dr.Ing. Thesis. // Norwegian Technical University, Trondheim, Norway. 1990. 348p.

8. Rafiei P., Hiltmann F. Hyland M. et al. Electrolytic Degradation within Cathode Materials // Light Metals. 2001. P.747-752.

9. Proshkin A. V., Pogodaev A.M., Polyakov P.V. et al. Property Change of Dry Barrier Mixes Used in Cathode of Aluminium Reduction Cell // Light Metals. 2007. P.833-838

10. Ю.Коллинз P. Течения жидкостей через пористые материалы. M., 1964. 350 с.

11. П.Юрков А.Л. Огнеупоры и углеродные катодные материалы дляалюминиевой промышленности. Красноярск, 2005. 257 с. 12.Wilkening S. and Reny P. Erosion Rate Testing of Cathode Materials// Light Metals, 2004. P.597-602.

12. Черемской П.Г., Слезов В.В., Бетехтин В.И. Поры в твердом теле. М., 1990. 373 с.

13. Н.Костиков В.И., Белов Г.В. Гидродинамика пористых графитов. М., 1988. 207 с.

14. Дубинин М. М., Физико-химические основы сорбционной техники. 2 изд., М., 1935. 289 с.

15. Фиалков А.С. Углеграфитовые материалы. М., 1979. 320 с.

16. Привалов В.П., Степаненко М.А. Каменноугольный пек. М., 1981. 208 с.

17. Крылов А.Н., Вильк Ю.Н. Углеграфитовые материалы и их применение в химической промышленности. М., 1965.147 с.

18. Тарабанов А.С., Костиков В.И. Силицированный графит. М., 1977. 208 с.

19. Фризоргер В.К., Храменко С.А., Анушенков А.Н.Основные принципы колодного анода. //Цветные металлы. 2007. №12. С.57-60,

20. Емельянов А.Н., Сюняев З.И., Долматов JI.B. Аналитический метод определения расхода связующего при приготовлении анодной массы. // Цветные металлы. 1970. №10. С. 42-45.

21. Лукина Э.Ю.Тепловое расширение углеродных материалов. Обзорная информация.М., 1989. №5, 32 с.

22. Фиалков А. С. Формирование структуры и свойств углеграфитовых материалов. М., 1965. 288 с.

23. Скороход В.В. Реологические основы теории спекания. Киев, 1972. 149 с.

24. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М., 1987.840 с.

25. Reffstrap J., Houbak N. A finite element analysis of hot and cold water displacement in porous media and comparison against experimental results // Numer. Meth. in Heat Transfer / Edited by Lewis A.W.John Wiley and Sons Ltd. 1985. P.247-267.

26. Prasad V. Thermal convection in a rectangular carity filled with a heat-generating, Darcy porous medium // Trans ASME: J. Heat Transfer. 1988. №.2. P. 134-142.

27. Loi F.-C., Choi Y.S., Kulacki F.A. Natural convection in horisontal porous layers with diserete heat sources // AiAA Paper. 1988. №659. P. 1-10.

28. Ettefagh J., Vafai K. Natural convection in open-ended covitces with a porous of structing medium // Jnt. J. Heat Mass Transfer. 1988. Vol.31. №4. P.673-693.

29. Prasad V., Loi F.-C., Kulacki F.A. Mixed convection in horisontal porous layes heated from below // Trans. ASME: J. Heat Transfer. 1988. Vol.110. №.2. P.395-407.

30. Prasad V., Kulacki F.A., Keyhani M. Natural convection in porous media // J. FluidMech. 1985. Vol.150P.89-119.

31. Чжань С., Айви Д., Бэрри Р. Естественная конвекция в замкнутой полости, заполненной пористым материалом // Теплопередача. 1970. №1. С.23-27.

32. Tong T.W., Subramanian Е. A boundary layer analysis for natural convection in porous enclosure-use of the Brinkman-extended Darcy model // Jnt. J. Heat and Mass Transfer. 1985. Vol.28. P.563-571.

33. Ислам P.H., Нандакумар K.P. Многозначные решения задачи о термогравитационном течении во влагонасыщенных пористых средах при больших числах Пекле // Теплопередача. 1986. №1. С. 119-126.

34. Laurat G., Prasad V. Natural convection in a vertical porous cavity a numerical study for Brinkman-extended Darcy formulation // Trans. ASME: J. Heat Transfer. 1988. Vol.110, №.2. P.124-134.

35. Poulikakos D., Kozmierzak M. Forsed convection in a duct partially filled with porous material // Jbig. P. 88-97.

36. Beckermann C., Ramadhyani S., Viskanta R. Natural convection flow and heat transfer between a fluid layer and a porous layer inside a rectangular enclosure // Jbig. P.89-92.

37. Hunt M.L., Tien C.L. Non-Darcian convection in cylindrical packed beds // Trans. ASME: J. Heat Transfer. 1988. Vol.110, №.2. P.378-384. ,

38. Georgiadis J.G., Catton J. Dispersion in cellular thermal convection in porous layers//Jnt. J. Heat Mass Transfer. 1988. Vol.31, №.5. 3.1081-1098.

39. Hong J.T., Yamada Y., Tien C.L. Effect of non-Darcian and nonuniform porosity on vertical-plate natural convection in porous media // Trans. ASME: J. Heat Transfer. 1988. Vol.110, №.1. P.76-83.

40. Поляев B.M., Майоров В. А., Васильев JI. Л. Гидродинамика и теплообмен в пористых элементах конструкций летательных аппаратов. М., 1988. 168 с.

41. Vafai К. Convective flow and heat transfer in variable porosity media // J. Fluid Mech. 1984. Vol.147, p.233-239.

42. Баренблатт Г.И., Ентов B.M., Рыжик B.M. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М., 1984. 208 с.

43. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Теория нестационарной фильтрации жидкостей и газов. М., 1972. 288 с.

44. Ромм Е.С. Фильтрационные свойства трещинноватых горных пород. М., 1966. 283 с.

45. Combarnous М.А., Bories S.A. Hydrothermal convection in saturated porous media // Adv. in hydroscience Academic Press. N.Y., 1975. Vol.10. P.231-307.

46. Carbonell R.G., Whitaker S. Heat and mass transfer in porous media // Fundamental of transport phenomena in porous media, J.Bear, M.Y.Corapcioglu, eds., NATO ASI Series, 1964. P.68-75.

47. Tien C.L., Hunt M.L. Boundary-layer flow and heat transfer in porous beds // Chem. Eng. Proc. 1987. Vol.21. P.53-63.

48. Майоров B.A. Теплопроводность пористых металлов // Тепло- и массообмен в системах с пористыми элементами. Минск: ИТМО АН БССР. 1981. С.121-130.

49. Лыков А.В. Тепломассобмен. Справочник. М., 1978. 480 с.

50. Wakao N., Kaguei S. Heat and mass transfer in packed beds. N.Y., 1982. 364 p.

51. Коэффициенты сопротивления, теплоотдачи и переноса в засыпной активной зоне с шаровыми телами. Обзор/Н.Б. Адамова, Р.С. Демешев, В.Н. Крымасов и др/.- М.: ИАЭ им. И.В. Курчатова, 1983, 52 с.

52. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций. М.,1968, 464 с.

53. Shamsili R. and 0уе Н. A. Melt Penetration and Chemical Reactions in Carbon Cathodes During Aluminium Electrolysis. 1П. // Light Metals. 1994. P.731-739.

54. Dewing E. W. The Reaction of Sodium with Nongraphic Carbon: Reactions Occurring in the Linings of Aluminum Reduction Cells. //Transactions of the Metallurgical Society of AIME. Vol. 227, №12. 1963. P.1328-1334

55. Dell M. B. Reaction Between Carbon Lining and Hall Bath.// Extractive Metallurgy of Aluminium, /ed. G. Gerard, N.Y. 1963. P.403-415.

56. Brilloit P. A., Lossius L. P., and 0ye H. A. Penetration and Chemical Reactions in Carbon Cathodes During Aluminium Electrolysis. I. Laboratory Experiments. //Metallurgical Transactions B. Vol. 24B, №1. 1993. P.75-89

57. Liao X. and 0ye H. A.Increased Sodium Expansion in Cryolite-Based Alumina Slurries. // The 127th TMS Annual Meeting, San Antonio. Texas, 1998. P.659-666.

58. Dresselhaus M. S. and Dresselhaus G. M. Intercalation Compounds of Graphite.//Adv.Phys. Vol.30, №2. 1981. P.139-326.

59. Belitskus D. Effect of Anthracite Calcination and Formulation Variables on Properties of Bench Scale Aluminum Smelting Cell Cathodes. // Metallurgical Transactions B, V0I.8B, №4. 1977. P.591-596.

60. Welch B.J., Hyland M.M, Utley M. et al. Interrelationship of Cathode Mechanical Properties and Carbon/Electrolyte Reaction During Start-Up. // The 120th TMS Annual Meeting. New Orleans, Louisiana. 1991. P.727-733.

61. Hop J. G. Sodium Expansion and Creep of Cathode Carbon. Ph.D. Thesis // Norwegian Technical University, Trondheim, Norway. 2003. 176 p.

62. Rutlin J.L. Chemical reaction and mineral phase formation by sodium fluorite attack on alumino-silicate and anorthite based refractories. Ph.Dr. thesis // Norwegian Technical University, Trondheim, Norway, 1998.

63. Rutlin J. and Grande T. Phase Equilibria in Subsystems of Quaternary Reciprocal System Na20-Si02-Al203-NaF-SiF4-AlF3. //J. Am. Ceram. Soc., Vol.82.1999. P.2538-2544.

64. Moyer J.R. Phase diagram for mullite SiF4. // J. Am. Ceram. Soc. Vol.78, №12. 1995. P.3253-3258.

65. Schoning C. Results based on autopsy of shut-down aluminium reduction cells. //Norwegian Technical University, Trondheim, Norway. 1999. 368 p.

66. Siljan O.-J., Grande Т., Schoning C. Refratories for aluminium redaction cells. Part П. Physical properties of penetrating melt, reduction by metals and volatile fluorides.//ALUMINIUM 77. 2001. P.5-10.

67. Храменко С.А. Структура пористости подовой массы // Сборн. докл. 5-й Междун. конф. «Алюминий Сибири 99». Красноярск, 2000, С. 174-178.

68. Храменко С.А., Воробьева Т.С., Скрынник Г.И. и др. Применение гелиевого пикнометра для контроля прокалки кокса // Цветные металлы. 2001. №11. С.66-67.

69. Carman Р. С. Flow of gases in porous media. London. 1956. 182 p.

70. Школьников Е.И. Уточнение выражений для проницаемости пористого слоя при вязком течении жидкостей и газов под действием перепада давления//Колл. ж. Т.58, №4. 1996. С.553-557.

71. Храменко С.А. Исследование пористости подовых материалов // Сб. докл. 4-й Между нар. конф. «Алюминий Сибири 98». Красноярск, 1999. С.76-83.

72. Веселов В.В., Аникин Е.Г., Таянчин А.С., Храменко С.А. Исследование влияния грансостава шихты и содержания связующего на показатели качества подовой массы // Сборн. докл. 7-й Междунар. конф. «Алюминий Сибири-2000». Красноярск, 2001. С.137-141.

73. Храменко С.А. Развитие пористости и контактных явлений в углеродных материалах // Сборн. докл. 7-й Междунар. конф. «Алюминий Сибири -2001». Красноярск, 2002. С. 121-126.

74. Керамика из высокоогнеупорных окислов / Под ред. Д. Н. Полубояринова и Р. Я. Попильского. М., 1977, 304 с.

75. ХольмР. Электрические контакты. М., 1961. 232 с.

76. Храменко С.А. Формирование структуры «жестких» и «мягких» подовых масс при уплотнении // Сборн. докл. 6-й Междунар. конф. «Алюминий Сибири-2000». Красноярск, 2001. С.96-99.

77. Щелкачев В. Н. Основы и приложения теории неустановившейся фильтрации: Монография. В 2 ч. —М.: Нефть и газ, 1995, Ч. 1. 586 с.

78. Ладнюк Л.Г. Аналитический обзор работы завода по сроку службы электролизеров //Техн. экон. вестник ОАО «КрАЗ», №11. 1998. С. 1-4.

79. Forland K.S, Forland Т. and Ratkje S.K. IrreversibleThermodynamics. Theory and Application. JOHNWILEY & SONS, 1988. 231 p.

80. Stig F. J., Kjelstrup s.k. Penetration Force of Bath Components into Pot Linings //LightMetals, 1997. P.287-292.

81. Борисов В.И., Храменко С.А. Исследование подовых материалов аварийных электролизеров. // Сборн. науч. тр. «Современные проблемы производства и эксплуатации углеродной продукции». Челябинск, 2000. С.158-160.

82. Юрков A.JI., Храменко С.А., Борисов В.И. О влиянии структуры и свойств подовых углеродных блоков на преждевременное отключение электролитических ванн. // Новые огнеупоры,-2008, №4, с. 3-12.

83. Khramenko S.A., Polyakov P.V., A.V. Rozin et al. Effect of Porosity Structure on Penetration and Performance of Lining Materials // Light Metals, 2005. P.795-799.

84. Храменко C.A., Поляков П.В., Пингин B.B., Борисов В.И. Величина проницаемости подовых блоков и срок службы алюминиевых электролизеров // Цветные металлы, 2009. №6. С. 89-91.