Развитие технологии производства углеродных материалов для электролиза алюминия в Китае. Сравнительная характеристика графитизироваииых и графитовых катодных блоков, страница 5

За последние годы была разработана технология регенерации тепла из кальцинаторов. Высокотемпературные пары подводятся к теплопроводному маслу для плавления угольного пека и нагрева смесителей, что позволяет достигнуть хороших экономических результатов и обеспечивает возможность использования высокотемпературного и высококачественного пека.

Технология формовки

За последние годы в Китае был достаточно быстро разработан новый процесс формовки, по которому однопозиционные вибрационные формовочные машины применяются для производства «зеленых» анодных блоков различных размеров, и особенно большеразмерных катодных блоков (3450ммх515ммх450мм). Относительно дешевые вибрационные формовочные машины (около 100000 USS) могут быть выбраны и использованы для формовки «зеленых» анодных блоков плотностью 1,68-1,70 г/дм . Гидравлический пресс и безударные вибрационные формовочные машины с вакуумной системой (около 150000-200000 US$) используются для формовки «зеленых» катодных блоков с большими размерами и плотностью до 1,80-1,85 г/дм3.

Успешное развитие технологии формовки имеет следствием сокращение капиталовложений электродных заводов и удовлетворение потребностей Китайских алюминиевых заводов с ваннами с предварительно обожженными анодами в катодных блоках больших размеров.

Полуграфитнрованные предварительно обожженные аноды

В связи с увеличением производительности ванн и плотности тока, пропускаемого через аноды, требуются предварительно обожженные аноды все более высокого качества. Для того, чтобы удовлетворить требования алюминиевых заводов, предварительно обожженные аноды должны хорошо проявлять в процессе работы ванн не только такие эксплуатационные характеристики, как прекрасную электропроводность, высокую механическую прочность, хорошее сопротивление к окислению и химическую чистоту, но также и удовлетворительное сопротивление тепловому удару и теплопроводность.

Поэтому был изучен и разработан новый процесс производства полуграфитированных предварительно обожженных анодов, при котором полуграфитированный нефтяной кокс и лом синтетического графита добавляются в «зеленые» аноды. Конечные анодные продукты содержат 20-40 % синтетического графита и имеют превосходную тепло- и электропроводность (удельное электросопротивление 35-40 мкОмм) и хорошее сопротивление к окислению.

Разработка производства крупноразмерных, полуграфитированных и композитных TiB;-C катодов с помощью специального процесса Формовки

На фоне увеличения размеров ванн на алюминиевых заводах затраты на их футеровку, обжиг и пуск увеличиваются настолько, что срок службы ванн оказывает значительное влияние на себестоимость алюминия.

Средний срок службы ванн с обожженными анодами на Китайских алюминиевых заводах составляет всего около 1300-1500 дней по сравнению со сроком службы 2500 дней в среднем по миру, что значительно повышает интерес Китайских ученых и инженеров к этой проблеме.

Одной из основных причин повреждений на ранних стадиях и короткого срока службы являются низкое качество и эксплуатационные характеристики футеровочных материалов, особенно катодных блоков. Исследовательскими работами [1,2] доказано, что преобладающим механизмом, вызывающим разбухание, растрескивание и разрушение катодов, является проникновение металлического натрия в них. Процесс проникновения натрия может быть замедлен, если содержание графита и степень графитизации в катодах увеличивается. В промышленной практике содержание графита в катодах становится все больше и больше для того, чтобы улучшить их коррозионное сопротивление по отношению к натрию. Полностью графитированные катоды находят все более широкое применение на алюминиевых заводах во всем мире. Тем не менее ожидается, что сопротивление износу и отношение производительность/цена будут улучшены.

Диборид титана является идеальным инертным катодным материалом [3,4]. обладающим хорошей электрической проводимостью, сильной коррозионной стойкостью к электролиту и огнеупорностью, а также прекрасной смачиваемостью расплавленным алюминием.