Специалисты Сибирского федерального университета предложили техническое решение, которое помогает металлургам избежать простоев и снизить затраты при производстве алюминия. Новое устройство уже прошло испытания в реальных промышленных условиях и показало стабильный результат.
В чём была проблема
Процесс получения алюминия связан с работой электролизёров — установок, где из расплава криолита и глинозёма под действием тока образуется металл. Глинозём подаётся в ванну автоматически через специальные пробойники, которые пробивают твёрдую корку на поверхности расплава.
Однако именно на этом этапе часто возникали сложности. Металлический наконечник пробойника сильно нагревается, а холодный порошок глинозёма при контакте с ним начинает налипать. В итоге отверстие подачи забивается, оборудование приходится останавливать, чистить или менять, а это потери времени и денег.
Как объясняют инженеры, ситуация напоминает налипший снег на горячую лопату: чем выше температура, тем быстрее образуется «корка».
Простое решение вместо сложных систем
Команда СФУ решила не усложнять управление процессом и не бороться с последствиями, а устранить саму причину — перегрев наконечника. В конструкцию пробойника встроили компактный термосифон. Это самоохлаждающийся элемент, который отводит тепло от рабочей части и рассеивает его в окружающую среду.
За счёт этого наконечник сохраняет стабильную температуру и остаётся «чистым»: глинозём не прилипает, а система подачи работает без сбоев.
Важно, что устройство не требует дополнительного питания, насосов или теплообменников. Оно использует естественные физические процессы, что делает его надёжным и экономичным.
Результаты испытаний
В ходе полугодовых тестов специалисты зафиксировали более тысячи рабочих циклов и ни одного случая налипания сырья. Температура наконечника удерживалась ниже критического уровня, а в рабочем режиме составляла около 250 градусов.
По расчётам, срок службы такого элемента достигает двух тысяч часов, а скорость отвода тепла значительно превышает показатели традиционных решений.
Почему это важно для отрасли
Ранее предприятия пытались решать проблему с помощью дорогих покрытий, сложных «умных» систем управления или частого обслуживания оборудования. Новая разработка позволяет отказаться от этих затрат и повысить общую надёжность процесса.
В перспективе инженеры СФУ планируют адаптировать систему под разные типы электролизёров и доработать конструкцию для масштабного внедрения.
Источник: РИА Новости