В ходе выполнения проекта «Разработка энергосберегающего способа получения алюминия, содержащего бор или скандий с использованием расплавленных солей» по Соглашению о предоставлении субсидии от 21 августа № 14.607.21.0042 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 июля по 31 декабря 2015 г. выполнялись следующие работы:
- Экспериментальные исследования основных закономерностей процесса восстановления Sc из его соединения для определения режима электролиза при получении лигатурного сплава Al-Sc с содержанием Sc от 1,5 до 2,0 мас.%.
- Монтаж экспериментальная установка для получения базового сплава Al-Sc с содержанием Sc от 0,2 до 0,4 мас.%.
- Разработка Программы и методик испытаний экспериментальной установки для получения базового сплава Al-Sc с содержанием Sc от 0,2 до 0,4 мас.%.
- Испытания экспериментальной установки для получения базового сплава Al-Sc с содержанием Sc от 0,2 до 0,4 мас.%.
- Изготовление узлов экспериментальной установки для получения сплава Al-B: печи и магнитогидродинамического вращателя.
- Монтаж экспериментальная установка для получения сплава Al-B.
- Разработка Программы и методик испытаний экспериментальной установки для получения сплава Al-B.
- Испытания экспериментальной установки для получения сплава Al-В.
- Выполнялись работы по обоснованию, выбору и приобретению материалов для проведения испытаний экспериментальной установки получения базового сплава Al-Sc
Были получены следующие результаты:
- Проведены экспериментальные исследования основных закономерностей процесса восстановления Sc из его оксида для определения режимов получения лигатурного сплава Al-Sc (1,5-2,0 %). Выяснено, что для получения лигатурного сплава Al-Sc (1.5-2.0 мас.%) необходимо удалять образовавшийся Al2O3 из расплава способом его электролитического разложения. В лабораторных условиях проведена серия длительных электролизных испытаний по получению лигатурных сплавов Al-Sc (1.5-2.0 мас. %) с периодической подгрузкой Sc2O3, в результате которых были подобраны параметры электролиза: сила тока, скорость подгрузки Sc2O3, скорость выгрузки сплава, обеспечивающие непрерывное получение лигатуры Al-Sc с фиксированным содержанием скандия (2.0 ± 0.1 мас. %).
- Изготовлена экспериментальная установка для получения базового сплава Al-Sc с содержанием Sc от 0.2 до 0.4 мас.% и проведен ее монтаж. В соответствии с разработанными Программой и методиками испытаний экспериментальной установки проведены испытания по получению базового сплава Al-Sc с содержанием Sc от 0.2 до 0.4 мас.%. Полученный в результате испытаний экспериментальной установки базовый сплав Al-Sc в количестве 50 кг содержал требуемое количество равномерно распределенного Sc (0,4 %) и по химическому составу (по примесям) превосходил требования ТУ 11-01-01-2001.
- Изготовлены узлы экспериментальной установки для получения сплава Al-В: печь и магнитогидродинамический вращатель, установленный с боковой стенки плавильного узла, что обеспечивает наиболее эффективное проникновение магнитного поля в расплав и равномерное перемешивание в продольном и поперечном направлениях. Проведен монтаж экспериментальной установки. В соответствии с разработанными Программой и методиками испытаний экспериментальной установки для получения сплава Al-В проведены испытания по получению сплава Al-В алюмотермическим способом с использованием новых составов легкоплавких флюсов на основе калиевого криолита в интервале температур 700-800°С. Полученный в результате испытаний экспериментальной установки сплав Al-В содержал 4,04 % бора, обладал однородной и плотной микроструктурой.
Подана «Способ получения лигатурного сплава алюминий-бор» принята к рассмотрению. Дата поступления 16.07.2015. Регистрационный номер: 2015129292. Заявитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук. Уведомление о положительном результате формальной экспертизы от 15.10.2015г.
Разрабатываемая технология получения сплавов алюминия с бором поддерживается индустриальным партнером-1 OOO «НПЦ Магнитной гидродинамики», а технология получения сплавов алюминия со скандием поддерживается индустриальным партнером-2 OАO «РУСАЛ Красноярский Алюминиевый Завод».
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.
