有色金属行业标准《铝电解用石墨质阴极炭块》解读

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。

过热度和电流密度对半石墨质阴极低温电解膨胀性能的影响

采用改进型阴极电解膨胀率测试仪,研究低温电解质[K3AlF6/Na3AlF6]-AlF3-Al2O3中电流密度和过热度对半石墨质阴极电解膨胀性能的影响,并对阴极的电解膨胀性能进行数值化表征。结果表明:金属K和Na由表及里渗透进入阴极内部;随着过热度和电流密度的增大,阴极电解膨胀率均呈增大趋势;当电解质过热度由10℃升高至50℃时,阴极电解膨胀率由1.41%增大至2.10%;随电流密度的增大阴极电解膨胀率呈现出不同的增幅;当电流密度小于0.4A/cm2或大于0.7A/cm2时,阴极电解膨胀率均明显增大;而当电流密度在0.4A/cm2到0.7A/cm2之间变化时,阴极电解膨胀率相对恒定、增幅最小;数学模型中引入的参数可用于表征阴极的电解膨胀及低温电解质中阴极抗K和Na渗透性能;低温电解时,降低熔体过热度、选择合适的阴极电流密度均可减小金属K和Na对阴极的破坏作用。

高石墨质阴极生产新技术研究

介绍了高石墨质阴极炭块的生产新工艺,详细研究了石墨加入量对产品各项理化指标的影响,对工业试验块性能指标进行了分析测试,结果表明用该工艺所生产的高石墨质阴极炭块完全满足大型铝电解槽的使用要求。

电解质渗透对铝电解石墨质阴极材料高温导电性的影响

测试了半石墨质(HC35)和全石墨质(HC100)两种工业阴极碳块在铝电解前后的高温电阻率。结果表明,电解前,由于热膨胀引起的有关孔隙结构参数变化影响阴极材料电阻率;电解时,钠和电解质渗透亦影响阴极电阻率。孔隙平均直径和连通率越大、曲折度越小,越有利于钠和电解质的渗透,电解前后阴极材料电阻率变化也越大。

石墨质多孔炭在不同电解液中的电化学性能研究

以中间相炭微球为原料,NaOH和FeCl_3分别作为活化剂和催化剂,一步活化催化法制备了一种石墨质多孔炭。将该石墨质多孔炭作为超级电容器的电极材料,研究了其在1 M LiPF_6/EC∶DEC(v/v_(=1)∶1)、1 M Et_4 NBF_4/PC(v/v_(=1)∶1)和1M[BMIM]BF_4/AN(v/v_(=1∶)1)三种不同电解液中的电化学性能。研究表明,该石墨质多孔炭在三种电解液中均表现出优异的电化学行为,在电解液Et_4NBF_4/PC中性能最优,是一种理想的电容型材料。

电热模压焙烧半石墨质炭块的电阻和导热性能研究

用电热加压焙烧法制得半石墨质炭块试样，测定结果表明，用这种方法制得的半石墨质炭块较比传统方法制得的半石墨质炭块具有较高的密度，较低的电阻和较高的导电系数。借助于本文中建立起的数学模型，讨论了实验和测定结果。半石墨质炭块的导热和导电性能的提高可以用在配料中减少沥青量和沥青焦化炭密度的方法实现。

高石墨质炭块骨料最大容重粒度配比研究

电解铝用高石墨质炭块生产过程中,骨料粒度组成对材料性能影响较大,按照颗粒尺寸分布及紧密堆积理论,采用Andreassen提出的连续尺寸分布的颗粒堆积方程,通过调节粒度分布系数(n值)的变化,计算出不同配料的粒度组成,并按照该数据进行高石墨质炭块骨料最大容重粒度配比试验,得到3种原料最大容重;结合粉料纯度及实际生产原料配比,得到粉料纯度33%.50%两类高石墨炭块各3组优化配方,其容重大小符合相关企业生产工艺需求。

石墨化和50%石墨质阴极铝电解槽指标与磁流体稳定性特征对比分析

石墨化阴极炭块以其优良的性能品质在铝电解槽节能、提效和环境友好等方面起着重要作用,在国外铝企得到广泛的工业应用。本文是石墨化阴极炭块应用的一次工业探索。通过大量生产数据对比分析发现石墨化电解槽的电流效率高出石墨质电解槽1.46%左右,直流电耗低~200 kWh/t-Al。极限磁流体稳定性特征分析表明槽电压相同的情况下石墨化电解槽的平均极距高出石墨质电解槽约1.2 mm,极距分布明显好于石墨质电解槽,其抗干扰能力高于石墨质电解槽。

半石墨质阴极炭块应用的技术条件及效果

以半石墨质阴极炭块应用试验为例，论述半石墨质阴极炭块的优点。

石墨化和全石墨质阴极材料在350kA铝电解系列中的应用

结合铝电解生产实际,在阴极压降、电压、铝水平、电流分布、炉底钢板温度、电流效率和电耗方面对比了石墨化和全石墨质阴极材料在350kA铝电解系列中的应用情况,用石墨化阴极的电耗比用全石墨质阴极的电耗低。

石墨化和50%石墨质阴极炭块在500 kA预焙铝电解槽生产实践中的应用对比

本文对40台石墨化阴极炭块电解槽和40台50%石墨质阴极炭块电解槽在保持工艺技术条件一致的情况下包括日氟盐次数、日氟盐量、日下料量等一系列运行参数、三钢温度以及槽膛内型进行了生产数据收集。通过对以上数据进行经济技术指标对比分析,结果认为和50%石墨质阴极炭块电解槽相比,石墨化阴极炭块电解槽生产运行稳定、电流效率高、电耗低、寿命长以及应用性价比更高。

大型高炉用半石墨质自焙炭砖

本文介绍了大型高炉用半石墨质自焙炭砖的特性,生产工艺及质量性能,及其在大型高炉中的使用情况。

电解铝全石墨质阴极电解槽节电技改效果

介绍了本公司对300kA系列电解槽进行了技术改造,在保持原有槽型、母线配置、电解槽内衬中窄加工面及选用氮化硅结合碳化硅侧块及干式防渗料等优点的前提下,采用石墨化阴极炭块更换原有的半石墨质炭块以及优化槽密闭排风系统,达到节能降耗的目的。

半石墨质炭块在电解槽上的应用

半石墨质阴极炭块在电解槽上的应用，对降低炉底压降，降低电耗，提高电流效率都有显著作用。本文就半石墨质炭块的砌筑工艺和开展工业性试验进行了论述，并介绍所取得的经济技术效果。

石墨质多孔炭的制备及其双离子电容储能机理

作为锂离子电池和超级电容器的结合,锂离子电容器由于兼备电池和电容器的优点而受到了广泛关注。然而因其正极双电层电容行为的储能机理,锂离子电容器的能量特性受到了较大的限制。因此,为了从根本上增强锂离子电容器正极材料性能,本研究提出了双离子电容器的储能机理。以柠檬酸钾/镁/铁为原料,合成了兼备石墨质结构与层次化多孔结构的石墨质多孔炭,并以其为正极材料,实现了兼具锂离子电容器正极离子吸附行为与双离子电池正极阴离子插层行为的双离子电容储能。由于石墨质多孔炭结构中石墨质结构在高电位下由阴离子插层反应贡献的额外平台容量以及对于材料导电性的增强,石墨质多孔炭正极材料的能量特性明显超过多孔炭及人造石墨正极,实现了从储能机理的层面的器件性能增强。

全石墨质阴极炭块实验与研究

介绍了实验室选定骨料配方、确定粘结剂配入量和工艺条件研制全石墨质阴极炭块,同时将所制得工业试验块和国外同类产品性能进行了比较。结果表明,除气孔率外,工业试验炭块完全达到了研制目标要求。

半石墨质阴极碳块在自焙槽上的应用

介绍了包头铝厂半石墨质阴极碳块试验槽四年多来的运行精况、考核结果及管理经验。炉底电压４年平均降低２７．２ｍＶ，电流效率提高０．９１％，节电１４５ｋＷｈ／ｔ铝，每槽每年增产铝１．６６２ｔ。

全石墨质铝用阴极炭块的研制与应用

通过对全石墨质阴极炭块生产用原料的选择、生产配方的选用、黏结剂用量及生产工艺参数确定等方面的探讨,成功地开发出了全石墨质铝用阴极炭块。将所制得工业试验块应用于306kA电解槽实验,结果表明,工业试验炭块完全达到了研制目标,并优于国外同类产品性能,节电效果显著。

全石墨质阴极在300KA电解槽应用实践

为响应国家“双碳”战略,适应国家能耗双控政策更高更严要求,某企业在300KA电解槽开展全石墨质阴极铝电解工业应用并取得了较好的技术指标和经济效益。其中全石墨质阴极电解槽直流电耗达到了12302kwh/t-Al,实现了较好的节能降耗效果。