Развитие технологии производства углеродных материалов для электролиза алюминия в Китае. Сравнительная характеристика графитизироваииых и графитовых катодных блоков, страница 8

2

Лт

что приводит к более короткому сроку службы, который составляет примерно 1800-2000 суток для технологии АРЗО [1, 2]. Тем не менее, графитизированные блоки имеют экономические преимущества, поскольку более короткий срок службы более чем компенсируется увеличенной производительностью ванн благодаря повышению силы тока [1,2].

В случае графитовых блоков, за исключением 100 % графитовых агрегатов, процесс производства является таким же, как у традиционных угольных блоков, в котором блоки получают из смеси наполнителя и пека связующего с последующим обжигом при температуре примерно 1200 °С. В отличие от аморфных блоков с беспорядочной структурой, графитовые блоки, состоящие из графитовых агрегатов с высоко упорядоченной структурой, имеют более низкое электрическое сопротивление и высокую теплопроводность. Однако, поскольку связующее в графитовых блоках не является графитом и не способно полностью графитизироваться при температуре 1200 С, то графитовые блоки имеют электро- и теплопроводность ниже, чем графитизированные блоки, но, с другой стороны, имеют более высокое сопротивление эрозии. Последние наблюдения показывают, что ожидаемый срок службы ванн с графитовыми блоками на конкретных заводах компании Alcan составляет 2400 - 2500 суток, тогда как для графитизированных блоков он составляет 1800 - 2000 суток.

Лучшее понимание свойств этих блоков и соотношения производительность/срок службы при их использовании позволило бы применять их для конкретных технологий. Как правило, выбор блоков для электролиза основывается на результатах серии лабораторных испытаний. Однако, зачастую затруднительно сравнивать свойства блоков, которые определялись в различных лабораториях с использованием разных методик характеристики. Кроме того, на конечный выбор в сильной степени оказывает влияние известное поведение блока при работе ванны. В конечном счете, для того чтобы иметь возможность знать потенциальный блок для отдельно взятой технологии, первым шагом должно быть построение картины каждого типа блока. В данной статье приводится сравнение свойств катодных блоков разной категории (графитизированных и графитовых), а также различных блоков одной категории.

Методика эксперимента

В исследовательском центре Arvida компании Alcan были охарактеризованы семь графитизированных и семь графитовых блоков с использованием стандартных методик Alcan. Описание блоков представлено в таблице 1. Блоки от А до G являются графитизированными, а блоки от М до S — графитовыми, из которых блок S является графитовым блоком компании Alcan. В течение последних семи лет в исследовательском центре Arvida и центре производства катодов осуществлялись разработка и производство графитовых блоков. Эти графитовые блоки использовались на заводах компании Alcan и считаются пригодными для промышленности. Результаты характеристики графитовых блоков Alcan также включены в данную статью.

Блоки были охарактеризованы в соответствии со стандартными методиками компании Alcan [3, 4]. На рисунке 1 показано место отбора проб в блоках, где Z - это направление вибрации для полученных вибрацией блоков, а X - это направление экструзии для блоков, полученных экструзией. В таблице 2 представлена подробная информация относительно размеров и основных параметров образцов, используемых для этих испытаний.