铝电解用石墨化阴极炭块编制说明

1、YS/T XXX-XXXX铝电解用石墨化阴极炭块（初审稿）编制说明2008.4YS/T XXX-XXXX铝电解用石墨化阴极炭块（初审稿）编制说明1、任务来源根据中色协办字 2007132 号关于下达 2007 年有色金属行业标准制（修）订项目计划的通知的安排，中国有色金属标准计量质量研究所归口的有色行业标准铝电解用石墨化阴极炭块由中国铝业贵州分公司、郑州浩宇炭素负责起草。2、工作简况计划下达后，由中铝贵州分公司负责，组织成立了起草小组，起草人员主要由各家起草单位的技术开发部、碳素厂、销售部、分析测试中心等技术骨干组成，并主要进行以下工作：1） 确立标准起草遵循的基本原则；2） 收集相关技术资料

2、；3） 查阅国外先进标准；4） 确定产品主要技术内容；5） 对全国主要生产厂家的产品进行取样6） 对样品进行分析测试；7） 根据测试数据确定技术指标取值范围；8） 编写征求意见稿草案。3、标准制定原则与标准的主要内容3.1标准制定遵循以下的基本原则A、实事求是原则按照我国自然资源、生产、使用、流通和法规等实际情况。B、科学、合理原则参照法国沙瓦公司的指标体系和产品标准，积极采标，做到技术先进、指标科学与合理。C、用户为主的原则D、和谐一致的原则与本标准相关联的分析标准和分析方法要协调一致和衔接配套，并符合我国标准体系的需要。13.2本标准的主要内容与论据3.2.1国外阴极制品及产品标准状况近年

3、来 , 随着国内外铝电解槽的槽型改变和生产技术的提高， 各铝电解生产厂家都把发展方向已转向强化电流、延长电解槽寿命和提高单位面积产能等方面，在对阴极碳块的选择上，出现了向增大石墨化度方向的发展趋势，国外越来越多的铝电解生产厂家开始选用石墨化阴极碳块。 国内部分铝电解生产厂家也出现了尝试使用进口石墨化阴极碳块的趋势。因此，国内部分碳素生产厂家已开始对石墨化阴极碳块进行生产。目前，国外品质较优和得到用户认可的碳素阴极制品，主要有法国沙瓦公司、德国西格里公司和日本电极公司生产的产品。其中以法国沙瓦公司生产的产品为主要代表，其标准涉及的范围较广，在产品系列的牌号规定方面是按照人造石墨的配入含量和生产工

4、艺不同进行。其系列产品主要有 CF1、CF2、HC3、HC5、HC10（不同石墨含量）阴极碳块和 G、K（浸渍、不浸渍）石墨化阴极碳块两大类别。在理化指标方面主要有：真密度、体积密度、气孔率、灰份、抗压强度、抗弯强度、电阻率、导热率、热膨胀系数、弹性模量和钠膨胀系数等。并且还提供产品不同方向的理化指标值。该标准能全面和较好地反映不同类别制品的特性和要求。其中，浸渍和不浸渍石墨化阴极碳块的指标体系及平均理化指标如下表所示：典型值牌号G（浸渍）K （不浸渍）真密度（ g/cm3）2.22.2表观密度（ g/cm3）1.591.56气孔率（ %）2829灰份（ %）0.300.30抗压强度（ MPa

5、）2420抗折强度（ MPa）128弹性模量（ Gpa）67.3电阻率（ m）1010.5热导率（ W/mk ）12.012.0线性膨胀系数（ 1× 10-6/）3.22.5钠膨胀系数（） 0.5 0.52而目前国内相关的产品标准仅有半石墨质铝用阴极碳块标准和高石墨质铝用阴极碳块标准。它们只能反应该种类阴极碳块的特性和要求。而石墨化阴极碳块至今尚无相关的产品标准作指南。这给生产工作的组织和销售工作的开展带来极大的不便。因此，需石墨化阴极碳块的生产标准进行制订。确定本标准的指标体系2007 年 9 月本标准起草小组一行五人前往国内石墨化阴极碳块的主要生产厂家进行调研，对各家的工艺状况、

6、设备状况和质量控制体系进行了调查，通过对各厂的生产数据和样品进行收集、取样、整理和分析，得出我国目前石墨化阴极碳块的真实状况和水平如下：表（ 1）表观真比重电阻率灰份耐压抗折扬氏热膨胀系数钠膨密度强度强度模量胀率g/cm 3g/cm 3 mmPamPaGPa×10-6/ 25 3001.52 1.632.14 2.2311 160.19 0.4811 205 82 62.7 3.450.2 0.925 9503 5.5为能全面反映石墨化铝用阴极碳块的特性和满足用户需求，并引导阴极碳块工厂的设计、生产。本产品标准将参照法国沙瓦公司标准体系进行制订，确定本标准的指标包括：真密度、表观密度

7、、电阻率、气孔率、耐压强度、灰份、抗折强度、杨氏模量、钠膨胀率、热膨胀系数。同时考虑了目前我国分析设备的客观实际，将真密度、表观密度、气孔率、耐压强度、电阻率和灰份指标作为常规指标。其余指标作为参考指标。现将本标准的制订说明如下：A、产品理化指标方向的规定产品中所涉及到的理化指标均按照其在成型过程中平行于受力方向进行规定。B、产品标准中各牌号的规定国外众多碳素生产厂家在对石墨化系列阴极碳块的牌号进行分类时，是按照其在生产和制造中的工艺过程处理来划分，主要有浸渍和不浸渍两种牌号的石墨化阴极碳块。石墨化阴极碳块的生产和使用，是国内近年来才开始起步的产业，目前国内能进行生产或准备进行生产的厂家不多，

8、主要分布在贵州、河南、山西、山东和宁夏一带。其产品主要是以批量生产或试制生产不经浸渍处理的石墨化阴极碳块为主。而经浸渍处理后的石3墨化阴极碳块因技术、成本和市场方面的原因，各碳素生产厂家都还未考虑进行生产。因此，本次标准制订时，暂时只对不经浸渍的石墨化阴极碳块进行划分和规定。C、常规指标的制定与说明通过对国内各厂家的生产数据收集和分析，并充分考虑国内实际生产状况后，将值各项常规指标制订如下。表观密度真比重电阻率气孔率灰份耐压强度g/cm3g/cm3 m%mPa 1.56 2.2 14 29 0.4 16从上述所列的各项指标中可看出：各项常规指标值基本上接近国内同类产品的平均水平。同时也基本接近

9、法国沙挖公司同类产品的典型值。在制定本标准的过程中，将常规指标中各项指标的实际值选择在国内同类产品的平均水平，是出于如下考虑的：石墨化阴极碳块对于我国碳素行业和铝电解行业来说，都是一个新生事物。在目前能生产该项产品的厂家中，基本上处于批量性生产和探索性试制的过程中，一些关键工艺和经济技术指标都还有待进一步优化、完善和提高。因此，在初次制定本标准时，不宜将各项指标值选择过高。另外，从前期调研的结果看，目前国内所批量生产和试制的石墨化阴极碳块，还未完全应用在国内铝电解行业，基本上都是销往国外。而国外用户在进行商务谈判时，基本上是应用法国沙瓦等几家碳素公司的标准作指南。如果此次将各项指标制定过高，那将不利于整个碳素行业的发展。鉴于上述，本次制定各项指标值的原则是。既使之符合我国碳素生产实际状况，又与法国沙瓦公司系列产品的典型值相接近。D、参考指标的制定与说明在制定本标准时，按照国际惯例，也引入了抗折强度、热膨胀系数、杨氏模量和钠膨胀率等指标。但考虑到国内部分厂家目前还未具备分析能力，因此，本次制定作为参考指标。各指标值如下：抗折强度扬氏模