高石墨含量阴极炭块研发中几个问题的探讨
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全石墨阴极炭块膨胀率解释说明以及概述1. 引言1.1 概述全石墨阴极炭块膨胀率是指在高温下,石墨阴极炭块所发生的膨胀程度。
随着电力需求的增加和能源资源的紧缺,全石墨阴极作为一种高效、长寿命的电子器件,在能源领域中得到了广泛应用。
然而,在使用过程中,全石墨阴极面临着热膨胀引起的失效问题。
本文旨在解释说明全石墨阴极炭块膨胀率的含义以及测量方法,并探讨影响全石墨阴极炭块膨胀率因素。
同时,对全石墨阴极炭块膨胀率进行深入概述,包括其历史、现状、应用领域和意义,以及未来发展趋势与挑战。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
第一部分是引言部分,将对文章进行概述和介绍。
第二部分将详细解释说明全石墨阴极炭块膨胀率的定义与测量方法。
同时,探讨影响全石墨阴极炭块膨胀率的因素,为后续章节提供基础。
第三部分将对全石墨阴极炭块膨胀率进行概述。
首先,回顾研究历史与现状,了解该领域的发展进程。
其次,探讨全石墨阴极炭块膨胀率在不同应用领域中的意义和作用。
最后,分析未来发展趋势与挑战。
第四部分将根据实验数据进行结果与讨论,对实验数据进行分析和解读,并比较不同条件下的全石墨阴极炭块膨胀率,提出优化建议和方向。
最后一部分是结论部分,在总结全文内容的基础上,对未来相关领域的研究展望进行说明。
1.3 目的本文旨在深入探讨全石墨阴极炭块膨胀率的含义、测量方法、影响因素以及其在各个领域中的应用意义。
通过对该话题进行详细概述和解释说明,为进一步优化全石墨阴极设计提供理论依据,并推动该领域的发展与创新。
2. 全石墨阴极炭块膨胀率解释说明:2.1 石墨阴极的重要性石墨阴极是一种在电化学系统中广泛应用的关键组件。
它被用作废水处理、金属电解和能量存储等领域中的电化学反应器的主要阳极。
石墨阴极具有良好的导电性、耐腐蚀性和稳定性,使其能够承受高能量输入和产生所需的化学反应。
其中一个关键参数是全石墨阴极炭块的膨胀率。
2.2 炭块膨胀率的定义与测量方法炭块膨胀率指的是石墨阴极炭块在使用过程中由于高温和反应条件引起的体积变化百分比。
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。
铝电解用石墨化阴极专利技术综述铝业发展水平决定了一个国家的经济、工业发展水平。
因而文章针对目前铝电解用石墨化阴极的使用进行了论述,以及国内外铝电解用石墨化阴极方面的专利技术,从两方面论述了目前世界石墨化阴极主要的研究方向,即如何对石墨化阴极的耐磨性以及强度进行提高,如何避免阴极两端由于电流过于集中而首先被侵蚀。
由此可以了解当前世界铝电解用石墨化阴极的技术方向。
标签:铝;电解;石墨化阴极铝是地壳中储量居第三位的元素,在各种金属元素中铝居首位。
铝是许多矿物的重要组元,包括泥土、铝土矿、云母、氟石、明矾石、冰晶石等。
由于铝具有质轻、良好的导热性和导电性、可加工性以及构成高强度、耐腐蚀性的合金和可再生循环利用等优良的性能,因而铝成为有色金属中应用最广泛的金属,铝在全世界的消耗量仅次于钢铁,是第二大基础金属材料。
随着冶金技术的发展,电解法炼铝己成为工业生产原铝的唯一方法。
而在电解铝工业中与其配套的阴极炭素工业的兴衰也和世界铝业形势密切相连。
研究和开发高品质阴极炭块,已经成为我国电解铝阴极今后的发展主题。
1 石墨化阴极的发展根据原料和生产工艺的不同,电解铝用阴极大致可分为五类,即无定形、半石墨质、高石墨质、全石墨质和石墨化等阴极炭块。
而目前国际市场上已经很少使用半石墨质炭块以及无定形炭块,但是一些发展中国家仍旧使用该种材料。
石墨质炭块具有较高的综合性能,北美、西欧使用该种材料较为广泛,我国铝业生产中也常使用该种材料。
中国铝业股份有限公司在2004年提出了高石墨质阴极炭块的生产方法(CN1651611A)。
自2004年以来,为了满足大型预焙槽的使用要求,国内企业陆续开发了全石墨质和石墨化炭块,例如:2004年4月15日兰州海龙新材料科技股份有限公司提出了专利申请(CN1683597A),该专利中介绍了一种铝电解槽用石墨化阴极炭块及其制备方法,原料为煤沥青,石油焦或沥青焦,Fe2O3粉,硬脂酸,以石油焦或沥青焦为骨料以煤沥青为粘结剂,加入Fe2O3粉防止制品在石墨化过程中发生气胀,使用硬脂酸提高糊料的塑性,经混捏,凉料,挤压成型,焙烧,浸渍,二烧,内串石墨化得到石墨化阴极炭块;2004年7月2日贵阳铝镁设计院提出了专利申请(CN1594662A),该专利中介绍了一种石墨化阴极生产工艺,其选用延迟石油焦、沥青焦混合,经煅烧后,破碎筛分,混合后加入硬质沥青粘结剂,经过混捏,加工成毛坯,经焙烧将粘结剂沥青碳化,制得石墨化阴极炭块。
石墨质阴极炭块全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:石墨质阴极炭块是一种用于铝电解槽的关键材料,它具有良好的导电性能、化学稳定性和机械强度,是电解铝的重要辅助物料。
在铝电解工业中,石墨质阴极炭块被广泛应用,其质量和性能直接影响到电解槽的稳定运行和铝的生产效率。
一、石墨质阴极炭块的制备原理石墨质阴极炭块的主要原料是石墨焦和焦油,在一定的配方和工艺条件下,通过浸渍、压制、煅烧等工艺制备而成。
石墨焦是石墨烯的原料,具有很高的导电性和耐高温性能,是石墨质阴极炭块优良性能的关键之一。
焦油是一种碳质物质,可提供粘结和填充功能,是石墨质阴极炭块制备的重要原料。
制备石墨质阴极炭块的过程主要包括原料破碎、混合、浸渍、成型、煅烧等工序。
在石墨质阴极炭块的制备过程中,需要控制好原料的配比、混合均匀度、成型工艺以及煅烧条件等因素,以确保最终产品的质量和性能。
石墨质阴极炭块作为铝电解槽的重要部件,其性能要求较高。
石墨质阴极炭块要具有良好的导电性能,能够有效地传递电流,保证电解槽的正常工作。
石墨质阴极炭块要具有良好的化学稳定性,能够抵抗电解槽内的高温、腐蚀和氧化等环境影响,确保长期稳定运行。
石墨质阴极炭块还要具有一定的机械强度和耐磨性,能够承受电解槽中液态铝的冲击和搅拌,保持长期稳定的形状和结构。
石墨质阴极炭块主要用于铝电解槽中,作为电解槽的阴极材料使用。
在铝电解工业中,电解槽是生产铝的重要设备,而石墨质阴极炭块则是电解槽的关键部件之一。
石墨质阴极炭块能够有效地传导电流,保证电解槽的稳定运行,提高铝的产量和质量。
除了铝电解槽,石墨质阴极炭块还可以在其它高温、腐蚀和电导要求较高的领域应用,如石墨电极、石墨舟等。
随着我国铝工业的快速发展,对石墨质阴极炭块的需求量也在不断增加。
目前,国内石墨质阴极炭块的生产技术和质量已经达到了国际先进水平,产品出口量逐年增长。
在未来,随着我国铝工业的进一步发展和晋级,石墨质阴极炭块的市场前景将更为广阔。
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。
世界有色金属 2021年 10月上14冶金冶炼M etallurgical smelting延长在产石墨化阴极铝电解槽寿命的探析郭 彬,刘 驰(内蒙古锦联铝材有限公司,内蒙古 霍林郭勒 029200)摘 要:简要介绍了铝电解槽的生产原理和延长槽内衬寿命的意义,通过对石墨化阴极特点及腐蚀机理的分析,以某企业400KA石墨化铝电解槽为例,提出合理匹配的电解工艺技术条件和创新修补腐蚀坑的材料和方法,能减缓铝液流速,散热增加,炉底偏冷的状态下,炉底会生长和修补上一层保护层,达到保护阴极,提高槽寿命的目的,每年可创效19992万元,减少固体危险废物15960吨,实现了良好的经济和环保效益。
关键词:石墨化阴极;铝电解槽;腐蚀机理;措施;寿命中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)19-0014-2Prolonging the life of graphitized cathode aluminum electrolytic cellGUO Bin, LIU Chi(Neimeng gu Jinlian Aluminum Co., Ltd.,Hollingole 029200,China)Abstract: This paper briefly introduces the production principle of aluminum electrolytic cell and extend the service life of tank lining, based on the characteristics and the analysis of corrosion mechanism, the graphitized cathode in an enterprise 400 ka graphitization aluminum electrolytic cell, for example, put forward the reasonable matching of electrolytic technology conditions and innovation repair materials and methods of the corrosion pit, can slow the aluminum liquid flow rate, heat dissipation, furnace bottom slants cold, The bottom of the furnace will grow and repair a protective layer, to protect the cathode, improve the life of the tank, can create an annual effect of 19.992 million yuan, reduce the solid hazardous waste of 15,960 tons, to achieve good economic and environmental benefits. Keywords: Graphitized cathode; Aluminum electrolytic cell; Corrosion mechanism; Measures; life1 概述电解槽是电解铝产品生产的主要关键设备,电解槽内衬又是电解槽的核心。
湖南大学硕士学位论文电解铝用石墨化阴极材料的研究姓名:李永军申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:刘洪波20060430电解铝用石墨化阴极材料的研究摘 要石墨化阴极炭块具有电阻率低、热导率高、耐碱腐蚀性强、抗热震性好、电解膨胀率低、能有效延长电解槽使用寿命等特性。
它的研究与开发必将给我国的铝电解工业带来一场新的技术革命。
本文以优质电煅无烟煤为主配以一定比例的石油焦、沥青焦按照配料→混捏→模压成型→焙烧→浸渍→二次焙烧→石墨化等常规石墨制品生产工艺流程制备无烟煤基石墨化阴极试样,研究了以电煅无烟煤为主要原料制备铝电解槽用石墨化阴极材料的可行性。
此外还初步探讨了添加剂种类及用量对石墨化阴极材料性能的影响。
通过对原料焦炭和无烟煤的化学组成与性能分析,选出两种石油焦、一种沥青焦和一种无烟煤作为制备石墨化阴极试样的原材料。
将电煅无烟煤分别与3种焦炭以不同的质量比进行混合按石墨制品生产工艺制成三个系列共16个石墨化阴极试样。
通过对试样制备过程中几个主要阶段的试样进行结构与性能测定,探讨石墨化试样的结构和性能与原料及各种工艺因素的关系,确立制备石墨化阴极材料的配方组成和工艺条件。
研究表明,随着无烟煤用量的增加,X、F和L三个系列的无烟煤基石墨化阴极试样在焙烧过程中的收缩率和失重率均呈减小的趋势,而在石墨化过程中则相反。
X和L系列试样的体积密度较高且随无烟煤用量的增加呈减小的趋势,而F 系列试样则相反。
电煅无烟煤在石墨化过程中由于灰份的大量排出和晶体结构的变化造成失重率与收缩率较大,因此生产大规格无烟煤基石墨化制品时,应严格控制无烟煤的用量,并采取适当措施防止制品在石墨化过程中开裂。
以电煅无烟煤为主配以一定比例的新疆焦和沥青焦所制备的X和L系列无烟煤基石墨化阴极试样其综合性能优于由单一无烟煤制备的石墨化阴极试样W,各项常规性能与国外优质石墨化阴极产品的性能指标相当。
F系列试样的综合性能较X和L系列试样差,某些性能指标甚至低于试样W,说明抚顺焦不适合作无烟煤基石墨化阴极产品的原料。