铝电解用石墨化阴极炭块编制说明

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铝电解阴极炭块与钢棒加热装置(新版

铝电解阴极炭块与钢棒加热装置(新版

设备装置易出现问题:铜压头打火损伤、 绝缘木老化
设备装置易出现问题:冷却水漏水、绝缘破 坏发生设备故障
50%石墨质炭块合理的加热温度
阴极炭块在电解槽焙烧启动时最高温度要超过 1000度,正常生产时要达到950度左右。 阴极炭块下表面与燕尾槽温度在850度左右。 阴极钢棒温度在300-800度之间。 因此, 50%石墨质炭块的合理的加热温度建议在 600度左右。 贵院有更合理的工艺要求:我们可以将炭块温度 加热到800度左右,因此可以满足贵院更合理的工 艺要求。
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一种先进的阴极炭块与钢棒 预热装备
内蒙古风光源节能环保科技有限公司
目 录
为什么要采用磷生铁浇注? 传统的阴极预热装置与存在的问题 50%石墨质炭块合理的加热温度 一种先进的阴极预热装备介绍
合作方式
为什么要采用磷生铁浇注?
铝电解槽阴极炭块与阴极钢棒的连接大致有 两种方式:钢棒糊、磷生铁浇注。 钢棒糊工艺:具有现场施工方便、一次性投资成本 低等特点,因此现在大多数铝厂普遍采用这种技 术,但炉底压降偏高;以50%石墨质为例,一般 炉底压降在300-320mv。 磷生铁浇注工艺:目前仅有少数铝厂采用,比较 成功的是全石墨化阴极,炉底压降在190-220mv, 50%石墨质的炉底压降在240-260mv,同等材质, 采用磷生铁浇注可降低40-60mv,因此,磷生铁 浇注必将为铝电解大幅度节能提供有效的技术支 撑。
装备主要技术参数
额定功率: 额定电压: 额定频率: 最高加热温度: 加热区有效尺寸: 温控精度: 控温方式: 台车行走方式: 每车装载量: 700Kw(智能可调) 380V 50HZ 800℃ 5m×5m ≤±5℃ 采用PLC自动控制工艺 变频驱动 六组30吨

铝用阴极SiC侧部碳块试验性生产探索

铝用阴极SiC侧部碳块试验性生产探索

铝用阴极SiC 侧部碳块试验性生产探索张 玲太谷腾飞炭素有限公司,山西 太谷 030800摘 要:本文介绍中铝贵州分公司和贵州铝厂华阳碳素厂通过研制新配方和对混捏成型工艺进行优化和改进后,在我公司生产铝用阴极SiC侧部碳块的可行性实验初步探索过程。

实验结果数据表明,碳化硅侧块的体积密度、耐压强度和电阻率平均达到1.65g/m3、33MPa和52μΩ.m,较常规侧块相比,有较大幅度的提高。

因此在电解槽上使用时,有利于改善电解槽侧部散热性和减少电解槽水平电流,并能在电解槽上使用时减少碳化硅侧块吸纳膨胀的观点。

关键词:碳化硅;侧部异型碳块;抗钠侵蚀;导热性能;抗熔盐冲刷性能中图分类号:TF351 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2024)04-0074-4Experimental production exploration of SiC side carbon blocks for aluminum cathodesZHANG LingTaigu Tengfei Carbon Co., Ltd., Taigu, Shanxi 030800,ChinaAbstract: This article introduces the preliminary exploration process of feasibility experiments on the production of cathode SiC side carbon blocks for aluminum in our company by China Aluminum Guizhou Branch and Guizhou Aluminum Plant Huayang Carbon Plant, after developing new formulas and optimizing and improving the kneading process. The experimental results show that the volume density, compressive strength, and resistivity of silicon carbide side blocks reach an average of 1.65g/m3, 33MPa, and 52, respectively μΩ. m, compared to conventional side blocks, there is a significant improvement. Therefore, when used on the electrolytic cell, it is beneficial to improve the side heat dissipation of the electrolytic cell and reduce the horizontal current of the electrolytic cell, and can reduce the absorption and expansion of silicon carbide side blocks when used on the electrolytic cell.Keywords: silicon carbide; Side shaped carbon blocks; Resistance to sodium erosion; Thermal conductivity; Resistance to molten salt erosion收稿日期:2023-12作者简介:张玲,生于1982年,女,山西太谷人,大专,研究方向:炭素工艺技术。

有色金属行业标准《铝电解用石墨质阴极炭块》解读

有色金属行业标准《铝电解用石墨质阴极炭块》解读

有色金属行业标准《铝电解用石墨质阴极炭块》解读曾萍【摘要】YS/T 623-2012《铝电解用石墨质阴极炭块》于2012年12月28日发布,2013年6月1日实施.该标准是对YS/T287-2005《铝电解用半石墨质阴极炭块》以及YS/T 623-2007《铝电解用高石墨质阴极炭块》的整合修订.本文对铝电解用阴极炭块标准进行解读,同时详尽介绍标准各次版本及其修订内容,方便用户了解该标准及产品.【期刊名称】《贵州科学》【年(卷),期】2015(033)004【总页数】5页(P41-44,80)【关键词】标准、阴极炭块;半石墨质;高石墨质;石墨质【作者】曾萍【作者单位】贵州理工学院,贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】TG146.21前言据统计,目前我国铝产能达2 700 万吨,实际产量为2 000 万吨,居世界首位。

铝用碳素生产作为铝电解行业生产的一个重要分支,业内常把电解槽的阳极和阴极比作铝电解槽的心脏,可见其对铝冶炼行业的重要影响。

众所周知,阴极炭块作为电解槽的筑炉材料,在铝电解槽上的作用不仅是作为熔融状态下铝液及电解质的容器,且传导电流。

由此决定了其必须具有良好的抗热震性能、抗钠浸蚀能力和良好的导电性能。

多年来,铝电解用阴极炭块执行的标准为YS/T 287-2005《铝电解用半石墨质阴极炭块》、YS/T 623-2007《铝电解用高石墨质阴极炭块》以及YS/T 699-2009《铝电解用石墨化阴极炭块》(极少用)。

自2013 年6 月1 日实施YS/T 623-2012《铝电解用石墨质阴极炭块》之日起,YS/T 287-2005《铝电解用半石墨质阴极炭块》以及YS/T 623-2007《铝电解用高石墨质阴极炭块》同时废止。

2 铝电解用阴极炭块历年修订版本1951 年,中国从前苏联引进了60KA 自焙电解槽,开创了中国的铝工业;1979 年贵州铝厂从日本轻金属株式会社引进160KA 预焙电解槽,在消化、吸收后,中国开始独立开发大型预焙电解槽技术。

铝电解槽石墨化阴极的性能分析及改善措施

铝电解槽石墨化阴极的性能分析及改善措施

铝电解槽石墨化阴极的性能分析及改善措施赵亚军【摘要】铝电解槽阴极炭块作为电解槽的内衬和阴极导电材料,直接关乎到电解槽的使用寿命及生产指标,在电解铝生产中起到非常重要的作用.本文重点介绍了铝电解槽石墨化阴极炭块电阻率低、热导率高、抗热冲击性能高、钠渗透膨胀率低等主要特点,以及其在降低电解槽能耗、提高电流效率、延长电解槽寿命等方面的作用,并结合东兴铝业公司500kA电解槽实际情况提出该公司采用石墨化阴极后在炉底保温、筑炉质量、技术条件调整以及电解槽日常管理等方面的一些改善措施.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2017(000)014【总页数】3页(P18-20)【关键词】铝电解槽;石墨化阴极;改善措施;阴极材料【作者】赵亚军【作者单位】酒泉钢铁(集团)公司技术中心,甘肃嘉峪关735100【正文语种】中文【中图分类】TF111Abstract:The cathode carbon block of aluminum electrolysis cell used as the inner lining of the electrolysis cell and the cathode conductive material is directly related to the electrolytic cell service life and production index.It plays an important role in the electrolytic aluminum production.The papermainly introduces the main characteristics of low resistivity, high thermal conductivity, high thermal shock resistance and low sodium penetration expansion rate of the graphitized cathode carbon block of aluminum electrolysis cell, as well as its role in saving energy, improving current efficiency, extending electrolysis cell service life and so on.According to the practical production of the large aluminum company 500kA electrolytic cell, the paper proposes some improvement measures on thermal insulation in the furnace bottom, furnacebuilding quality, technical conditions adjustment and electrolytic cell daily management after employing the graphitized cathode.Keywords:aluminum electrolysis cell; graphitized cathode; improvement measures; cathode material自2016年以来,煤炭供给侧改革力度较大,带动煤价上涨,氧化铝、氟化铝价格随铝业市场回暖上涨明显,导致电解铝成本大幅度上升;加之国家高度重视环境保护,尤其对重工业的环保要求日益严格,电解铝行业正在面临着成本和环保的双重考验。

铝电解炭素工艺教程讲解

铝电解炭素工艺教程讲解

铝电解预焙炭素阳极生产工艺前言自1886年美国的Hall和法国的Heroult发明炼铝的基本方法——Hall-Heroult高温熔盐电解炼铝法以来,铝电解工业无论在工艺技术水平,还是在生产规模以及在自动化程度上均取得了突飞猛进的发展;尤其在近30年间,铝电解生产的电流效率由80%多提高到现在最高水平的96%,电解直流电耗由过去的16000多kWh/吨铝降低到现在的13000kWh/吨铝以下;在生产规模方面,铝电解槽由几仟安培的规模扩大到现在的320KA,甚至500KA。

一个多世纪以来,工业铝电解槽经历了由小型预焙阳极电解槽、侧插式自焙阳极电解槽、上插式自焙阳极电解槽到大型预焙阳极电解槽的发展阶段;在自动化控制程度上,成功地开发出了控制精度高、系统鲁棒性好、具有明显的增产节能效果的电解过程控制系统。

全世界年铝产量由二十世纪初期的6000吨/年发展到二十世纪末期的2000多万吨/年。

这些进展可以说是基于人们对于Hall-Heroult炼铝法的基本原理有了更加深入的了解和认识。

铝电解生产过程中需要消耗大量的炭素材料,这些炭素材料因电解槽类型、电解生产用途、对其性能要求的不同,其规格型号有别,但生产工艺大同小异。

铝电解用炭素材料主要包括:1)、预焙阳极2)、底部炭块3)、侧部炭块4)、炭缝糊其中以炭素阳极的消耗量为主,过去(10年前),在预焙铝电解生产中炭素阳极的消耗量达到了550-600Kg/吨铝,随着科学技术的发展,目前预焙阳极在铝电解生产中的消耗量降到了480Kg/吨铝以下,有的生产厂家通过技术革新甚至将阳极炭耗降到了440Kg/吨铝以下。

我国铝电解用炭素阳极的生产始于1963年,在郑州铝厂(现长城铝业公司)试生产成功。

此后我国铝电解用炭素阳极生产迅速发展,白银铝厂、包头铝厂、青海铝厂、贵州铝厂、平果铝业公司、青海铝厂二期扩建的配套炭阳极生产车间、云南铝厂等阳极生产线的相继建成投产,使我国目前铝用炭素阳极的年产量较十年前成倍增长,形成了我国铝电解用炭素阳极生产的成熟技术和规模,并相继建立了两个系列的炭阳极质量标准:振动成型系列的GB8741-88和挤压成型系列的YB2809-78。

电解铝大修渣中总氟含量分析

电解铝大修渣中总氟含量分析

2017年第4期 环境与可持续发展 ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT No.4,2017 

电解铝大修渣中总氟含量分析 赵亮宋兴宽路齐英唐俊岩李亚平 (济南浩宏伟业技术咨询有限公司。山东济南250101) 

【摘要】通过测定500kA高能效电解原液槽产生的各大修渣中总氟含量,结合各种大修渣产生量,确定大修渣中总 氟含量。结果表明,大修渣中氟含量在3.16~367g/kg(wt:0.03%~36.7%)范围内。根据某企业运行情况,吨铝氟 消耗量为9.53kg/t・A1,大修渣中总氟含量为2.78kg/t・A1,大修渣中带出的总氟占进入系统的总氟比例为29.2%。 【关键词】电解铝;大修渣;总氟含量 中图分类号:X21 文献标识码:A 文章编号:1673—288X(2017)o4一Ol14—02 

铝电解生产采用冰晶石一氧化铝熔盐法.溶解在熔 融氟化盐电解质中的氧化铝在直流电作用下,在阴极析 出金属铝液。铝电解生产所需主要原材料为氧化铝。辅 助原料有氟化铝、冰晶石。电解槽阴极内衬是铝电解槽 的重要组成部分.电解铝过程中不可避免受高温熔融电 解质的浸泡和腐蚀_】],以及腐蚀过程中产生应力的作用 而发生槽变形和破损。电解槽大修时要清除阴极炭块等 阴极内衬材料。形成大修渣_2]。这种废渣对环境危害较 大,由于其中含有一定量氟,若不能妥善处置可能会污 染地下水 J 以往研究主要针对电解槽大修渣中可溶性氟化物浓 度,确定大修渣为危险废物[4],而针对大修渣中总氟含 量的研究较少。左学敏|5]以160kA预焙铝电解槽为例开 展了铝电解槽氟平衡的研究,胡颖[7]以75kA预焙铝电 解槽为例进行了槽衬氟吸附情况研究。但随着铝电解工 艺的发展,铝电解槽的电流强度已逐步以500kA、 600kA替代160kA、60kA。本研究通过测定500kA高能 效电解原液槽产生各大修渣中总氟含量。结合各大修渣 产生量,确定大修渣中总氟含量,可为大修渣的分类处 置提供参考,并为电解铝氟元素物料平衡的研究提供数 据支撑。 1内容与方法 1.1电解槽组成 电解槽基本结构由上部结构和阴极结构组成。阴极 结构由槽壳结构和阴极内衬结构组成,其中电解槽槽壳 主体可回收利用 因此电解槽大修渣主要为阴极内衬结 构。以某企业电解槽(500kA)为例,其阴极内衬结构及 大修渣情况见表1。 1.2分析方法 (1)样品制取 采用四分法采集电解槽产生的各类大修渣样品后, 研磨过筛后放人镍坩埚中,加入3g氢氧化钠,盖住样 品。将坩埚放入600 ̄C~650 ̄C马弗炉内10min,取出坩 埚旋转数秒钟后再放回炉内熔融5min。取出坩埚冷却 后置于200mL塑料杯中,加60mL水浸取熔融物。熔融 液冷却后移人100mL塑料容量瓶,以水稀释至刻度混 匀。过滤弃去初始滤液,滤液收集于塑料烧杯,收集滤 液约40nL,待测。 表1 电解槽阴极内衬结构说明 

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YS/T XXX-XXXX
铝电解用石墨化阴极炭块(初审稿)
编制说明
2008.4
YS/T XXX-XXXX《铝电解用石墨化阴极炭块》(初审稿)
编制说明
1、任务来源
根据中色协办字[2007]132号《关于下达2007年有色金属行业标准制(修)订项目计划的通知》的安排,中国有色金属标准计量质量研究所归口的有色行业标准《铝电解用石墨化阴极炭块》由中国铝业贵州分公司、郑州浩宇炭素负责起草。

2、工作简况
计划下达后,由中铝贵州分公司负责,组织成立了起草小组,起草人员主要由各家起草单位的技术开发部、碳素厂、销售部、分析测试中心等技术骨干组成,并主要进行以下工作:
1)确立标准起草遵循的基本原则;
2)收集相关技术资料;
3)查阅国外先进标准;
4)确定产品主要技术内容;
5)对全国主要生产厂家的产品进行取样
6)对样品进行分析测试;
7)根据测试数据确定技术指标取值范围;
8)编写征求意见稿草案。

3、标准制定原则与标准的主要内容
3.1 标准制定遵循以下的基本原则
A、实事求是原则
按照我国自然资源、生产、使用、流通和法规等实际情况。

B、科学、合理原则
参照法国沙瓦公司的指标体系和产品标准,积极采标,做到技术先进、指标科学与合理。

C、用户为主的原则
D、和谐一致的原则
与本标准相关联的分析标准和分析方法要协调一致和衔接配套,并符合我国标准体系的需要。

3.2本标准的主要内容与论据
3.2.1 国外阴极制品及产品标准状况
近年来,随着国内外铝电解槽的槽型改变和生产技术的提高,各铝电解生产厂家都把发展方向已转向强化电流、延长电解槽寿命和提高单位面积产能等方面,在对阴极碳块的选择上,出现了向增大石墨化度方向的发展趋势,国外越来越多的铝电解生产厂家开始选用石墨化阴极碳块。

国内部分铝电解生产厂家也出现了尝试使用进口石墨化阴极碳块的趋势。

因此,国内部分碳素生产厂家已开始对石墨化阴极碳块进行生产。

目前,国外品质较优和得到用户认可的碳素阴极制品,主要有法国沙瓦公司、德国西格里公司和日本电极公司生产的产品。

其中以法国沙瓦公司生产的产品为主要代表,其标准涉及的范围较广,在产品系列的牌号规定方面是按照人造石墨的配入含量和生产工艺不同进行。

其系列产品主要有CF1、CF2、HC3、HC5、HC10(不同石墨含量)阴极碳块和G、K (浸渍、不浸渍)石墨化阴极碳块两大类别。

在理化指标方面主要有:真密度、体积密度、气孔率、灰份、抗压强度、抗弯强度、电阻率、导热率、热膨胀系数、弹性模量和钠膨胀系数等。

并且还提供产品不同方向的理化指标值。

该标准能全面和较好地反映不同类别制品的特性和要求。

其中,浸渍和不浸渍石墨化阴极碳块的指标体系及平均理化指标如下表所示:
而目前国内相关的产品标准仅有《半石墨质铝用阴极碳块》标准和《高石墨质铝用阴极碳块》标准。

它们只能反应该种类阴极碳块的特性和要求。

而石墨化阴极碳块至今尚无相关的产品标准作指南。

这给生产工作的组织和销售工作的开展带来极大的不便。

因此,需石墨化阴极碳块的生产标准进行制订。

3.2.1 确定本标准的指标体系
2007年9月本标准起草小组一行五人前往国内石墨化阴极碳块的主要生产厂家进行调研,对各家的工艺状况、设备状况和质量控制体系进行了调查,通过对各厂的生产数据和样品进行收集、取样、整理和分析,得出我国目前石墨化阴极碳块的真实状况和水平如下:
表(1)
为能全面反映石墨化铝用阴极碳块的特性和满足用户需求,并引导阴极碳块工厂的设计、生产。

本产品标准将参照法国沙瓦公司标准体系进行制订,确定本标准的指标包括:真密度、表观密度、电阻率、气孔率、耐压强度、灰份、抗折强度、杨氏模量、钠膨胀率、热膨胀系数。

同时考虑了目前我国分析设备的客观实际,将真密度、表观密度、气孔率、耐压强度、电阻率和灰份指标作为常规指标。

其余指标作为参考指标。

现将本标准的制订说明如下:
A、产品理化指标方向的规定
产品中所涉及到的理化指标均按照其在成型过程中平行于受力方向进行规定。

B、产品标准中各牌号的规定
国外众多碳素生产厂家在对石墨化系列阴极碳块的牌号进行分类时,是按照其在生产和制造中的工艺过程处理来划分,主要有浸渍和不浸渍两种牌号的石墨化阴极碳块。

石墨化阴极碳块的生产和使用,是国内近年来才开始起步的产业,目前国内能进行生产或准备进行生产的厂家不多,主要分布在贵州、河南、山西、山东和宁夏一带。

其产品主要是以批量生产或试制生产不经浸渍处理的石墨化阴极碳块为主。

而经浸渍处理后的石
墨化阴极碳块因技术、成本和市场方面的原因,各碳素生产厂家都还未考虑进行生产。

因此,本次标准制订时,暂时只对不经浸渍的石墨化阴极碳块进行划分和规定。

C、常规指标的制定与说明
通过对国内各厂家的生产数据收集和分析,并充分考虑国内实际生产状况后,将值各项常规指标制订如下。

从上述所列的各项指标中可看出:各项常规指标值基本上接近国内同类产品的平均水平。

同时也基本接近法国沙挖公司同类产品的典型值。

在制定本标准的过程中,将常规指标中各项指标的实际值选择在国内同类产品的平均水平,是出于如下考虑的:
石墨化阴极碳块对于我国碳素行业和铝电解行业来说,都是一个新生事物。

在目前能生产该项产品的厂家中,基本上处于批量性生产和探索性试制的过程中,一些关键工艺和经济技术指标都还有待进一步优化、完善和提高。

因此,在初次制定本标准时,不宜将各项指标值选择过高。

另外,从前期调研的结果看,目前国内所批量生产和试制的石墨化阴极碳块,还未完全应用在国内铝电解行业,基本上都是销往国外。

而国外用户在进行商务谈判时,基本上是应用法国沙瓦等几家碳素公司的标准作指南。

如果此次将各项指标制定过高,那将不利于整个碳素行业的发展。

鉴于上述,本次制定各项指标值的原则是。

既使之符合我国碳素生产实际状况,又与法国沙瓦公司系列产品的典型值相接近。

D、参考指标的制定与说明
在制定本标准时,按照国际惯例,也引入了抗折强度、热膨胀系数、杨氏模量和钠膨胀率等指标。

但考虑到国内部分厂家目前还未具备分析能力,因此,本次制定作为参考指标。

各指标值如下:
从上述的数据看,各项参考指标也基本上达到了国内和法国沙瓦公司的典型值。

因此,本标准的初次制定,在全面性、先进性和适用性方面基本上已和国际接轨。

各项指标值也接近国外同类产品的平均水平。

起草小组
2008年4月。

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