阴极炭块

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。

浅析400KA电解槽提高电流效率的几种途径摘要：在工业生产中，铝电解槽是一个重要的设备，用于生产铝材。

而解槽的作用就是将铝氧化物还原成金属铝。

然而，在这个过程中，会遇到电流效率不高的问题，导致直流电耗增加，生产成本上升。

因此，提高铝电解槽的电流效率具有重要意义。

本文主要分析400KA铝电解槽提高电流效率的几种途径，异形阴极的凸起结构可以增加聚焦效应，提高电流密度，从而增加电流效率。

新型阳极则可以通过排气通道将气体排出，降低气泡对阳极的影响，提高电流效率。

高导电铝芯复合阳极钢爪则可以提高阳极的导电性能，降低电阻，从而提高电流效率。

同时，钢爪保护环技术可以保护钢爪，防止钢爪氧化，延长使用寿命。

这些技术的应用可以发挥重要作用，提高铝电解槽的电流效率，降低生产成本，提高生产效益。

因此，应该重视各种关键技术的研发和应用，不断推进解槽技术的发展，推动工业生产的进步。

关键词：400KA；电解槽；电流效率引言：在电解厂中，提高电流效率是首要任务之一。

电流效率是指电解过程中所使用的电能与最终得到的产品之间的比率。

电解技术参数对电流效率影响很大，包括电解质温度、电解质成分、极距、电流密度以及铝水平和电解质水平等。

其中，电解质温度是影响电流效率的关键因素之一，因为在高温下，电流效率会下降，而在适宜的温度下，电流效率会得到提高。

此外，电解质成分也对电流效率有很大影响，因为电解质成分的变化会导致电解效率的变化。

除了电解技术参数外，科学技术条件对提高电流效率也至关重要。

这包括了设备维护、操作技术、工人素质等方面。

在设备维护方面，要保证设备的良好运行状态，确保设备的稳定性和可靠性。

在操作技术方面，要保证操作规程的规范性和操作流程的合理性。

在工人素质方面，要提高工人的技能水平，确保工人能够熟练操作设备。

本文以400KA铝电解槽生产为例进行探究。

在这个过程中，要注意控制电解质温度、电解质成分、极距、电流密度以及铝水平和电解质水平等参数，以提高电流效率。

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。

第１２卷第４期　２００２年１２月　炭　素　科　技　ＣＡＲＢＯＮ　ＳＣｌＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＶｏＩ＿１２　Ｎｏ．４　

Ｄｅｃ．２００２　

铝用石墨化阴极炭块的比较　孙义诚　（兰州炭素集团有限责任公司　兰州　７３００８４）　

１　铝用阴极炭块性能比较　表１铝用阴极炭块性能比较　可比性质　无定形炭块半石墨质炭块石墨化炭块　

（１）这里指的半石墨质阴极炭块，其骨料　是１００　９，６人造石墨，另加粘结剂煤沥青，生制　品成型后经焙烧不再进行石墨化处理，因此粘　结剂只经焙烧不经石墨化处理，粘结剂形成的　炭是无定形炭。这与国内目前生产的半石墨　质阴极炭块，以电煅烧无烟煤为骨料，加上部　分人造石墨的生产方案有所不同。　（２）石墨化阴极炭块共有两种，一是经　２０００℃左右低温处理称低温石墨化阴极炭块，　二是经３０００℃左右处理称高温石墨化阴极炭　块。　

２采用石墨化阴极炭块主要优越　性　

（１）石墨化阴极耐碱侵蚀性能好，其电解　膨胀率在０．３～０．４　９／６之间，是各种炭材料中　最好的一种。因此电解槽寿命长，一般情况下　比目前生产的半石墨质阴极延长１０００天以　上，槽总寿命接近３０００天。　（２）由于铝用电解工业的技术进步，铝槽　的电流容量不断增加，所以电解槽的热收入增　多，采用半石墨质阴极炭块时，因导电性、导热　性都比石墨化炭块低，通过槽体散热量小，使　电解槽过热，影响电流效率提高和电解槽正常　操作，如采用石墨化炭块时其导电性、导热性　性能好，电解槽散热性能也好，电解槽的电流　效率提高８　以上，电耗下降６００ｋｗｈ／ｔＡｌ。　（３）采用石墨化炭块，能提高槽电流强度　和产量。如加拿大的ＡｌＭＡ铝厂，设计电流　为３００ＫＡ，当采用石墨化阴极后电流强度提　高到３２０－－３２５ＫＡ，产量由原设计能力３７．５　万吨提高到４０万吨，增产６．６　。　（４）槽电压降低。在使用半石墨质阴极炭　块时，在炭块中加入ｌ０—１５　人造石墨，槽电　压比传统的无定形基炭块产品低１５～２０ｍＶ，　当石墨含量为３０　时槽电压降低４５ｍＶ，对石　墨化炭块来说能降低８Ｏ～１００ｍＶ。　（５）槽温突变时耐抗性好。温度突变的耐　抗性与制品的抗弯强度和导热性成正比，与弹　性模量和热膨胀性成反比，但随着石墨阴极石　墨含量增加，而耐抗性提高。因此石墨化阴极　抗热震性能好。　（６）制品裂纹的形成及裂纹扩展速度与原　料性能有定向关系。当采用石墨化砖取代无　烟煤时则可明显抑制裂纹的扩展。石墨砖比　炭砖提高为３０　９，６。　

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。