[go: up one dir, main page]

UA112676C2 - A METHOD OF MANUFACTURING THE CATODE UNIT FOR THE ELECTROLYTIC CELL FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM - Google Patents

A METHOD OF MANUFACTURING THE CATODE UNIT FOR THE ELECTROLYTIC CELL FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM Download PDF

Info

Publication number
UA112676C2
UA112676C2 UAA201409529A UAA201409529A UA112676C2 UA 112676 C2 UA112676 C2 UA 112676C2 UA A201409529 A UAA201409529 A UA A201409529A UA A201409529 A UAA201409529 A UA A201409529A UA 112676 C2 UA112676 C2 UA 112676C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
coke
graphitization
fact
solid material
grade
Prior art date
Application number
UAA201409529A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Мартін Кухер
Франк Хільтманн
Януш ТОМАЛЯ
Original Assignee
Сгл Карбон Се
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сгл Карбон Се filed Critical Сгл Карбон Се
Publication of UA112676C2 publication Critical patent/UA112676C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Даний винахід стосується способу виготовлення катодного блока для електролітичної комірки для одержання алюмінію і катодного блока, виготовленого даним способом.The present invention relates to a method of manufacturing a cathode block for an electrolytic cell to produce aluminum and a cathode block made by this method.

Description

Даний винахід стосується способу виготовлення катодного блока для електролітичної комірки, призначеної для одержання алюмінію, і катодного блока, виготовленого даним способом.The present invention relates to a method of manufacturing a cathode block for an electrolytic cell intended for the production of aluminum, and a cathode block manufactured by this method.

Одним відомим способом одержання металевого алюмінію є процес Холла-Еру. У даному електролітичному способі дно електролітичної комірки звичайно утворене катодною поверхнею, яка складається з окремих катодних блоків. Контакт катодів здійснюється знизу за допомогою сталевих стрижнів, які встановлені у відповідних довгастих пазах на нижній стороні катодних блоків.One well-known method of obtaining metallic aluminum is the Hall-Ehrue process. In this electrolytic method, the bottom of the electrolytic cell is usually formed by the cathode surface, which consists of separate cathode blocks. The contact of the cathodes is carried out from below with the help of steel rods, which are installed in the corresponding oblong grooves on the underside of the cathode blocks.

Виготовлення катодних блоків звичайно здійснюють змішуванням коксу з вуглецевмісними частинками, такими, як антрацит, вуглець або графіт, ущільненням і карбонізацією. При необхідності додають стадію графітування при вищих температурах, при яких вуглецевмісні частинки і кокс щонайменше частково перетворюються в графіт. Одержують вуглецевий катод, який щонайменше частково складається з графіту.The production of cathode blocks is usually carried out by mixing coke with carbon-containing particles, such as anthracite, carbon or graphite, compaction and carbonization. If necessary, a stage of graphitization is added at higher temperatures, at which carbon-containing particles and coke are at least partially converted into graphite. A carbon cathode is obtained, which at least partially consists of graphite.

Термін служби катодних блоків обмежений внаслідок ряду впливів. Корозія і ерозія, що викликаються рідким алюмінієм і електролітом, особливо кріолітом, з плином часу руйнують катодні блоки з верхньої сторони.The service life of cathode blocks is limited due to a number of influences. Corrosion and erosion caused by liquid aluminum and electrolyte, especially cryolite, over time destroy the cathode blocks from the upper side.

Щоб збільшити зносостійкість катодних блоків, в минулому вживалися різні заходи.Various measures have been taken in the past to increase the wear resistance of cathode blocks.

Наприклад, робилися спроби збільшити об'ємну густину катодних блоків, що повинно збільшувати їх міцність і, тим самим, зносостійкість. При цьому, однак, було можна досягнути об'ємних густин, які лише досягають 1,68 г/см", у випадку повністю графітованих, неімпрегнованих катодних блоків, внаслідок чого зносостійкість, як і раніше, залишається нижче оптимальної.For example, attempts were made to increase the volume density of cathode blocks, which should increase their strength and, thus, wear resistance. At the same time, however, it was possible to achieve bulk densities that only reach 1.68 g/cm" in the case of fully graphitized, non-impregnated cathode blocks, as a result of which the wear resistance remains below optimal, as before.

З іншого боку, на вуглецеві катоди наносили покриття з дибориду титану (ТіВг) (як описано в патенті Китаю 1062008) або покриття з суміші ТівВг-вуглець, як описано, наприклад, в патентіOn the other hand, carbon cathodes were coated with titanium diboride (TiVg) (as described in Chinese patent 1062008) or a TiVg-carbon mixture coating, as described, for example, in

Німеччини 112006004078. ТІВ? явно може поліпшувати змочувальну поведінку алюмінію на катоді і додатково сприяє вищій жорсткості і зносостійкості. Однак зносостійкість шару ТіВг2 на вуглецевому катоді і композитного шару з вуглецю і ТіВ» все ж дуже мала і, тим самим, також дуже мала зносостійкість катодних блоків, забезпечених відповідними шарами.Germany 112006004078. TIV? can clearly improve the wetting behavior of aluminum on the cathode and additionally contributes to higher stiffness and wear resistance. However, the wear resistance of the TiVg2 layer on the carbon cathode and the composite layer of carbon and TiV" is still very low and, therefore, the wear resistance of the cathode blocks equipped with the corresponding layers is also very low.

Задача даного винаходу, отже, полягає в тому, щоб запропонувати катодний блок на основіThe object of the present invention, therefore, is to propose a cathode block based on

Зо вуглецю, який має високу, поліпшену зносостійкість, і спосіб його виготовлення.From carbon, which has high, improved wear resistance, and the method of its manufacture.

Задача вирішується способом за п. 1 формули винаходу.The problem is solved by the method according to item 1 of the claims.

Спосіб виготовлення такого катодного блока включає стадії: а) підготовку суміші вихідних матеріалів, що включає в себе кокс і пек, р) формування сирцю з суміші і с) карбонізації сирцю і графітування карбонізованого сирцю з одержанням графітованого тіла (виробу), а також охолоджування після графітування.The method of manufacturing such a cathode block includes the following stages: a) preparation of a mixture of raw materials, which includes coke and pitch, p) formation of raw material from the mixture, and c) carbonization of the raw material and graphitization of the carbonized raw material to obtain a graphitized body (product), as well as cooling after graphitization

При цьому згідно з винаходом кокс включає в себе два сорти коксу, які в ході карбонізації і/або графітування і/або охолоджування мають різну поведінку в плані зміни об'єму. Крім того, на відміну від традиційного способу виготовлення катодного блока карбонізований сирець не піддають імпрегнуванню перед графітуванням, особливо не піддають імпрегнуванню пеком, дьогтем або синтетичними смолами. На стадії графітування щонайменше частина вуглецю в катодному блоці перетворюється у графіт.At the same time, according to the invention, coke includes two types of coke, which during carbonization and/or graphitization and/or cooling have different behavior in terms of volume change. In addition, unlike the traditional method of manufacturing the cathode block, the carbonized raw material is not impregnated before graphitization, especially not impregnated with pitch, tar or synthetic resins. At the stage of graphitization, at least part of the carbon in the cathode block is transformed into graphite.

Несподівано було виявлено, що термін служби катодних блоків, виготовлених способом за винаходом, явно вище, ніж у катодних блоків, виготовлених традиційним способом. Це тим більше несподівано, оскільки на відміну від традиційного способу для виготовлення катодного блока карбонізований сирець не піддають імпрегнуванню перед графітуванням. У патенті США 4308115, наприклад, для виготовлення катода одержують вихідну суміш з коксу і пеку, яку в подальшому піддають обробці на стадії формування для одержання сирцю. У подальшому сирець ущільнюють при його повторному імпрегнуванні пеком і услід за цим обпалюють.Unexpectedly, it was found that the service life of the cathode blocks made by the method according to the invention is clearly higher than that of the cathode blocks made by the conventional method. This is all the more unexpected, because unlike the traditional method for manufacturing the cathode block, the carbonized raw material is not subjected to impregnation before graphitization. In the US patent 4308115, for example, for the manufacture of the cathode, an initial mixture of coke and pitch is obtained, which is further processed at the stage of formation to obtain raw material. In the future, the raw material is compacted with its repeated impregnation with pitch and then fired.

Виготовлення таких імпрегнованих катодів дороге внаслідок багато разів повторюваних стадій імпрегнування і випалювання. При цьому імпрегнування роблять для того, щоб ущільнити сирець для виготовлення катода, завдяки чому може бути зменшене проникнення розплавленого і рідкого алюмінію в пори катода і, тим самим, підвищується термін служби таких катодів.The production of such impregnated cathodes is expensive due to the repeated stages of impregnation and firing. At the same time, impregnation is done in order to compact the raw material for the manufacture of the cathode, thanks to which the penetration of molten and liquid aluminum into the pores of the cathode can be reduced and, thereby, the service life of such cathodes increases.

Незважаючи на відсутність, згідно з винаходом, даної стадії імпрегнування проникнення розплавленого і рідкого алюмінію в пори катода явно зменшується і, тим самим, підвищується термін служби катодів, виготовлених способом за винаходом, приблизно внаслідок застосування згідно з винаходом двох сортів коксу, які в ході карбонізації і/або графітування і/або охолоджування мають різну поведінку в плані зміни об'єму.Despite the absence, according to the invention, of this impregnation stage, the penetration of molten and liquid aluminum into the pores of the cathode is clearly reduced and, thereby, the service life of the cathodes produced by the method according to the invention is increased, approximately due to the use according to the invention of two grades of coke, which during carbonization and/or graphitization and/or cooling have different behavior in terms of volume change.

Перевага може забезпечуватися при механічній обробці графітованого тіла з одержанням катодного блока.The advantage can be provided by mechanical processing of the graphite body to obtain a cathode block.

Переважно, катодний блок, виготовлений способом за винаходом, має об'ємну густину вуглецевої частки більше 1,68 г/см, особливо переважно більше 1,71 г/см3, особливо аж до 1,75 г/см3,Preferably, the cathode block produced by the method according to the invention has a volume density of carbon particles greater than 1.68 g/cm3, particularly preferably greater than 1.71 g/cm3, especially up to 1.75 g/cm3,

Приблизно, вища об'ємна густина переважно сприяє тривалішому терміну служби. Причина цього може лежати, з одного боку, в тому, що є більше маси на одиницю об'єму катодного блока, що при даному винесенні маси в одиницю часу веде до вищої кінцевої маси після даної тривалості винесення. З іншого боку, можна передбачити, що вища об'ємна густина разом з відповідною сполученою нею меншою пористістю ускладнює просочення електроліту, який діє як корозійне середовище.Roughly speaking, a higher bulk density primarily contributes to a longer service life. The reason for this may lie, on the one hand, in the fact that there is more mass per unit volume of the cathode block, which at a given removal of mass per unit of time leads to a higher final mass after a given duration of removal. On the other hand, it can be predicted that the higher bulk density, together with the corresponding lower porosity associated with it, complicates the impregnation of the electrolyte, which acts as a corrosive medium.

Переважно, два сорти коксу включають в себе перший сорт коксу і другий сорт коксу, причому перший сорт коксу виявляє в ході карбонізації, і/або графітування, і/або охолоджування сильнішу усадку і/або розширення, ніж другий сорт коксу. Тут сильніша усадка і/або розширення являє собою переважну форму різної поведінки в плані зміни об'єму, яка, приблизно, особливо добре підходить для того, щоб приводити до сильнішого ущільнення в порівнянні з тим, коли змішують сорти коксу, які мають однакову усадку і/або розширення. При цьому сильніша усадка іабо розширення стосується будь-якого діапазону температур. Тим самим, наприклад, може бути тільки лише сильніша усадка першого коксу при карбонізації. З іншого боку, може бути, наприклад, додатково або замість цього сильніше розширення в перехідній області між карбонізацією і графітуванням. Замість цього або додатково при охолоджуванні може бути інша поведінка в плані зміни об'єму.Preferably, the two grades of coke include a first grade of coke and a second grade of coke, and the first grade of coke exhibits greater shrinkage and/or expansion during carbonization, and/or graphitization, and/or cooling than the second grade of coke. Here, greater shrinkage and/or expansion represents a preferred form of different volume behavior that is approximately particularly well-suited to lead to stronger compaction compared to mixing coke grades of equal shrinkage and /or extension. At the same time, stronger contraction or expansion applies to any temperature range. Thus, for example, there can only be a stronger shrinkage of the first coke during carbonization. On the other hand, there may be, for example, additionally or instead a stronger expansion in the transition region between carbonization and graphitization. Instead, or in addition, during cooling, there may be a different behavior in terms of volume change.

Переважно, усадка і/або розширення першого сорту коксу в ході карбонізації і/або графітування і/або охолоджування з розрахунку на об'єм перевищує щонайменше на 10 95 таку/таке другого сорту коксу, особливо перевищує щонайменше на 25 95, особливо перевищує щонайменше на 50 95. Тим самим, наприклад, у випадку на 10 95 вищої усадки першого сорту коксу в діапазоні від кімнатної температури до 2000 "С, усадка для другого сорту коксу становить 1,0 об. 95, для першого сорту коксу, навпаки, 1,1 об. 9.Preferably, the shrinkage and/or expansion of the first grade of coke during carbonization and/or graphitization and/or cooling by volume exceeds that of the second grade of coke by at least 10 95, especially exceeds by at least 25 95, especially exceeds by at least 50 95. Thus, for example, in the case of 10 95 higher shrinkage of the first grade of coke in the range from room temperature to 2000 "C, the shrinkage for the second grade of coke is 1.0 vol. 95, for the first grade of coke, on the contrary, 1, 1 volume 9.

Перевага забезпечується, коли усадка і/або розширення першого сорту коксу в ходіThe advantage is provided when the shrinkage and/or expansion of the first grade of coke is in progress

Зо карбонізації і/або графітування і/або охолоджування з розрахунку на об'єм перевищує щонайменше на 100 95 таку/таке другого сорту коксу, особливо перевищує щонайменше на 200 95, особливо перевищує щонайменше на 300 95. Тим самим, наприклад, у випадку на 300 95 вищого розширення першого сорту коксу в діапазоні від кімнатної температури до 1000 С, розширення для другого сорту коксу становить 1,0 об. 95, для першого сорту коксу, навпаки, 4,0 об. 90From carbonization and/or graphitization and/or cooling, on a volume basis, exceeds by at least 100 95 such/such second grade coke, especially exceeds by at least 200 95, especially exceeds by at least 300 95. Thus, for example, in the case of 300 95 higher expansion of the first grade of coke in the range from room temperature to 1000 C, the expansion for the second grade of coke is 1.0 vol. 95, for the first grade of coke, on the contrary, 4.0 vol. 90

Також способом за винаходом охоплюється випадок, коли перший сорт коксу піддається усадці, а другий сорт коксу, навпаки, піддається в тому ж температурному інтервалі розширенню. На 300 95 вища усадка і/або розширення охоплює, тим самим, наприклад, також випадок, коли другий сорт коксу дає усадку 1,0 00.95, а перший сорт коксу, навпаки, розширюється на 2,0 об. 9.Also, the method according to the invention covers the case when the first grade of coke is subject to shrinkage, and the second grade of coke, on the contrary, is subject to expansion in the same temperature range. By 300 95 higher shrinkage and/or expansion covers, thereby, for example, also the case when the second grade of coke gives a shrinkage of 1.0 00.95, and the first grade of coke, on the contrary, expands by 2.0 vol. 9.

Альтернативно, щонайменше в будь-якому температурному інтервалі способу за винаходом, замість першого сорту коксу, другий сорт коксу може виявляти сильнішу усадку і/або розширення, як описано вище для першого сорту коксу.Alternatively, at least in any temperature range of the method according to the invention, instead of the first grade of coke, the second grade of coke may exhibit stronger shrinkage and/or expansion, as described above for the first grade of coke.

Переважно, щонайменше один з двох сортів коксу являє собою нафтовий кокс або кокс з пеку кам'яновугільної смоли.Preferably, at least one of the two types of coke is petroleum coke or coal tar pitch coke.

Переважно, кількісна частка в процентах по масі другого сорту коксу в сумарній кількості коксу становить від 50 95 до 90 95, особливо від 50 до 80 95. У даних діапазонах кількостей різна поведінка в плані зміни об'єму першого і другого сортів коксу, приблизно, особливо добре позначається на ущільненні в ході карбонізації, і/або графітування, і/або охолоджування.Preferably, the quantitative share in percent by weight of the second grade of coke in the total amount of coke is from 50 95 to 90 95, especially from 50 to 80 95. In these ranges of quantities, different behavior in terms of volume changes of the first and second grades of coke, approximately, it has a particularly good effect on compaction during carbonization, and/or graphitization, and/or cooling.

Можливі діапазони кількостей другого сорту коксу можуть становити від 50 до 60 95, а також від 60 до 80 95, також як від 80 до 90 95.Possible ranges of second grade coke amounts may be 50 to 60 95 as well as 60 to 80 95 as well as 80 to 90 95.

Перевага забезпечується, коли до коксу додають щонайменше один додатковий вуглецевмісний матеріал і/або добавки, іиабо порошкоподібний твердий матеріал. Це може забезпечувати перевагу відносно як придатності до обробки коксу, так і властивостей, що одержуються згодом, виготовленого катодного блока.An advantage is provided when at least one additional carbonaceous material and/or additives and/or powdered solid material is added to the coke. This can provide an advantage with respect to both the processability of the coke and the subsequent properties of the manufactured cathode unit.

Переважно, додатковий вуглецевмісний матеріал містить графітовмісний матеріал; особливо, додатковий вуглецевмісний матеріал складається з графітовмісного матеріалу, як, наприклад, графіт. Графіт може являти собою синтетичний і/або натуральний графіт. За допомогою такого додаткового вуглецевмісного матеріалу досягається те, що зменшується 60 необхідна усадка катодної маси, в якій домінує кокс.Preferably, the additional carbon-containing material comprises a graphite-containing material; in particular, the additional carbon-containing material consists of a graphite-containing material, such as, for example, graphite. Graphite can be synthetic and/or natural graphite. With the help of such an additional carbonaceous material, it is achieved that the necessary shrinkage of the cathode mass, which is dominated by coke, is reduced.

Перевага забезпечується, коли додатковий вуглецевмісний матеріал присутній з розрахунку на сумарну кількість коксу і додаткового вуглецевмісного матеріалу в кількості від 1 до 40 мас. 95, особливо від 5 до З0 мас. 95.The advantage is provided when the additional carbon-containing material is present based on the total amount of coke and additional carbon-containing material in the amount of 1 to 40 wt. 95, especially from 5 to 30 wt. 95.

Переважно, може бути доданий пек у кількостях від 5 до 40 мас. 95, особливо від 15 до 30 мас. до (з розрахунку на масу всієї вихідної суміші). Пек діє як зв'язуюче і служить тому, що в ході карбонізації утворюється тіло, яке має стабільну форму.Preferably, pitch can be added in amounts from 5 to 40 wt. 95, especially from 15 to 30 wt. to (based on the mass of the entire initial mixture). Peck acts as a binder and serves to form a body that has a stable shape during carbonation.

Добавки, які забезпечують перевагу, можуть являти собою масло, таке, як допоміжне масло для стиснення, або стеаринову кислоту. Вони полегшують змішування коксу і, при необхідності, додаткових компонентів.Additives that provide an advantage may be an oil, such as an auxiliary compression oil, or stearic acid. They facilitate the mixing of coke and, if necessary, additional components.

Як порошкоподібний твердий матеріал застосовують, зокрема, порошок Тів». За допомогою застосування такого твердого матеріалу підвищується змочувальна здатність катода відносно алюмінієвого розплаву. Частка даного твердого матеріалу в суміші вихідних матеріалів знаходиться в діапазоні від 15 мас. 95 до 60 мас. 95, особливо від 20 мас. 95 до 50 мас. 9.In particular, Tiv powder is used as a powdery solid material. Using such a solid material increases the wetting ability of the cathode relative to the aluminum melt. The share of this solid material in the mixture of starting materials is in the range of 15 wt. 95 to 60 wt. 95, especially from 20 wt. 95 to 50 wt. 9.

Перевага забезпечується, коли катодний блок виготовляють у вигляді багатошарового блока, причому перший шар як вихідні матеріали містить кокс і, при необхідності, додатковий вуглецевмісний матеріал, а другий шар як вихідні матеріали містить кокс і вогнетривкий твердий матеріал, особливо ТіВг», а також, при необхідності, додатковий вуглецевмісний матеріал.Advantage is provided when the cathode block is made in the form of a multi-layer block, the first layer as starting materials containing coke and, if necessary, additional carbonaceous material, and the second layer as starting materials containing coke and refractory solid material, especially TiVg", and also, with if necessary, additional carbon-containing material.

Твердий матеріал також позначають як ВАНМ (вогнетривкий твердий матеріал). Додатковий вуглецевмісний матеріал може бути присутній в такому вигляді, як описано вище для монолітного катодного блока. У даному варіанті багатошарового блока переваги багатошарового блока, в якому шар, повернутий до алюмінієвого розплаву, містить твердий матеріал, об'єднані із застосуванням двох сортів коксу з різною поведінкою в плані зміни об'єму.The solid material is also referred to as Refractory Solid Material. Additional carbon-containing material may be present as described above for the monolithic cathode block. In this version of the multilayer block, the advantages of the multilayer block, in which the layer returned to the aluminum melt contains solid material, are combined with the use of two grades of coke with different behavior in terms of volume change.

Оскільки другий шар після графітування завжди виявляє високу об'ємну густину, що становить, наприклад, більше 1,82 г/см3, внаслідок додавання твердого матеріалу, стійкого до високих температур, то перевага забезпечується, коли перший шар після графітування також виявляє високу об'ємну густину, що становить переважно більше 1,68 г/см. Малі відмінності в термічній поведінці в плані розширення і в об'ємних густинах у ході стадій термічної обробки зменшують витрати часу на виробництво і частку браку катодних блоків, оскільки сильні відмінності у властивостях шарів у ході термічної обробки можуть приводити до термічних напружень. КрімSince the second layer after graphitization always exhibits a high bulk density of, for example, greater than 1.82 g/cm3 due to the addition of a hard material resistant to high temperatures, an advantage is provided when the first layer after graphitization also exhibits a high vol. bulk density, which is mostly more than 1.68 g/cm. Small differences in the thermal behavior in terms of expansion and in bulk densities during the stages of heat treatment reduce the time spent on production and the proportion of defective cathode blocks, since strong differences in the properties of the layers during the heat treatment can lead to thermal stresses. Except

Зо того, тому - і це забезпечує перевагу - також підвищується стійкість до термічних напружень і дефектів, які виникають при застосуванні, що є їх результатом.Therefore - and this provides an advantage - the resistance to thermal stresses and defects that arise during application, which are their result, also increases.

Переважно, кокс першого і/або другого шару включає в себе два сорти коксу, які, маючи різну поведінку в плані зміни об'єму в ході карбонізації і/або графітування і/або охолоджування, приводять до об'ємної густини графіту, що утворюється, більше 1,70 г/см.Preferably, the coke of the first and/or second layer includes two grades of coke, which, having different behavior in terms of volume change during carbonization and/or graphitization and/or cooling, lead to the volume density of the graphite formed, more than 1.70 g/cm.

Переважно, крім того, виготовляють щонайменше один з обох шарів з об'ємною густиною вуглецевої частки більше 1,68 г/см3. При бажанні і/або необхідності, тим самим, згідно з винаходом виготовляють обидва шари або один з двох шарів з двома різними сортами коксу.Preferably, in addition, at least one of both layers is made with a volume density of carbon particles greater than 1.68 g/cm3. If desired and/or necessary, thus, according to the invention, both layers or one of the two layers are made with two different grades of coke.

Тим самим, з'являється можливість регулювання об'ємних густин і співвідношень об'ємних густин за потреби або бажання. Наприклад, згідно з винаходом виключно перший шар може бути виготовлений з двома сортами коксу, тоді як другий шар виготовляють тільки з одним сортом коксу, але він додатково містить ТіВг як керамічний твердий матеріал.Thus, there is an opportunity to adjust volume densities and ratios of volume densities as needed or desired. For example, according to the invention, only the first layer can be made with two grades of coke, while the second layer is made with only one grade of coke, but it additionally contains TiHg as a ceramic solid.

При необхідності перевага може забезпечуватися тоді, коли багатошаровий блок має більше двох шарів. У цьому випадку з більше ніж двох шарів може бути виготовлена, згідно з винаходом, будь-яка кількість шарів у кожному випадку з двома сортами коксу, які мають різну поведінку в плані зміни об'єму.If necessary, the advantage can be provided when the multilayer block has more than two layers. In this case, more than two layers can be produced, according to the invention, any number of layers in each case with two grades of coke, which have different behavior in terms of volume change.

Переважно, другий шар може мати висоту, яка становить від 10 до 50 95, особливо від 15 до 45 95 сумарної висоти катодного блока. Мала висота другого шару, як, наприклад, 20 95, може забезпечувати перевагу, оскільки необхідна мала кількість дорогого твердого керамічного матеріалу. Альтернативно, велика висота другого шару, як, наприклад, 4095, може забезпечувати перевагу, оскільки шар, який має твердий керамічний матеріал, має високу зносостійкість. Що більша висота даного високозносостійкого матеріалу відносно сумарної висоти катодного блока, то вища зносостійкість усього катодного блока. Перевага може забезпечуватися тоді, коли твердий матеріал має унімодальний розподіл частинок за розміром, причому середній розмір частинок розподілу д5о лежить між 10 і 20 мкм, особливо між 12 і 18 мкм, особливо між 14 і 16 мкм.Preferably, the second layer can have a height that is from 10 to 50 95, especially from 15 to 45 95 of the total height of the cathode block. A small height of the second layer, such as 20 95, can provide an advantage because a small amount of expensive hard ceramic material is required. Alternatively, a high second layer height, such as 4095, may provide an advantage because a layer having a hard ceramic material has high wear resistance. The greater the height of this highly wear-resistant material relative to the total height of the cathode block, the higher the wear resistance of the entire cathode block. An advantage can be provided when the solid material has a unimodal particle size distribution, with the average particle size distribution d5o lying between 10 and 20 μm, especially between 12 and 18 μm, especially between 14 and 16 μm.

Значення до вказує на середній розмір частинок, причому тут 50 до частинок мають розмір, менший наведеного значення. Відповідно до цього, значення сію, відповідно (оо, вказує на середній розмір частинок, при якому 10 95, відповідно 90 9о, частинок мають розмір, менший наведеного значення.The value of k indicates the average particle size, and here 50 k of particles have a size smaller than the given value. According to this, the value of siyu, respectively (oo) indicates the average size of particles, at which 10 95, respectively 90 9o, particles have a size smaller than the given value.

Несподівано, в межах винаходу з'ясувалося, що при такому дзо, хоча порошок твердого матеріалу і має, з одного боку, велику активну поверхню, яка спричиняє дуже хорошу змочуваність катодного блока після графітування, у нього, з іншого боку, відсутні недоліки, які негативно впливають на оброблюваність порошку твердого матеріалу як композитного компонента в композиті графіт-твердий матеріал. Дані можливі недоліки, яких не має використаний за винаходом порошок твердого матеріалу, являють собою: - схильність до пиління, наприклад, при завантаженні в змішувальний бак або при транспортуванні порошку, - утворення агломератів, особливо при змішуванні, як, наприклад, мокрому змішуванні з коксом (мокре змішування означає в даному відношенні особливо змішування з пеком як рідка фаза), - розшарування внаслідок різної густини матеріалів у твердого матеріалу і коксу.Unexpectedly, within the scope of the invention, it turned out that with such a method, although the powder of solid material has, on the one hand, a large active surface, which causes very good wettability of the cathode block after graphitization, it, on the other hand, does not have disadvantages that adversely affect the workability of solid material powder as a composite component in the graphite-solid material composite. These possible disadvantages, which the powder of a solid material used according to the invention does not have, are: - a tendency to dust, for example, when loading into a mixing tank or when transporting the powder, - the formation of agglomerates, especially during mixing, such as, for example, wet mixing with coke (wet mixing means in this respect especially mixing with pitch as a liquid phase), - stratification due to different density of materials in solid material and coke.

Крім відсутності даних недоліків, використаний за винаходом порошок твердого матеріалу має особливо хорошу текучість, відповідно - сипкість. Це приводить до того, що порошок твердого матеріалу особливо добре транспортований традиційними транспортувальними механізмами, наприклад, до змішувальної апаратури.In addition to the absence of these disadvantages, the solid material powder used according to the invention has particularly good fluidity, correspondingly - flowability. This leads to the fact that the powder of solid material is particularly well transported by traditional transport mechanisms, for example, to mixing equipment.

Внаслідок хорошої оброблюваності порошку твердого матеріалу зі значенням до від 10 до мкм і унімодального розподілу частинок за розмірами одержання композитів твердого матеріалу для катодних блоків дуже спрощується. Одержувані катодні блоки виявляють дуже 20 хорошу гомогенність у плані розподілу порошку твердого матеріалу в коксі у випадку сирцю і в графіті у випадку графітованого катодного тіла.As a result of the good workability of solid material powder with a value of from 10 to 10 microns and the unimodal distribution of particles by size, the production of solid material composites for cathode blocks is greatly simplified. The resulting cathode blocks show very good homogeneity in terms of the distribution of solid material powder in coke in the case of crude and in graphite in the case of graphitized cathode body.

Переважно, значення сйзо вогнетривкого твердого матеріалу лежить між 20 і 40 мкм, особливо - між 25 і 30 мкм. Забезпечуючи перевагу, це веде до того, що властивості змочуваності і оброблюваності порошку твердого матеріалу додатково поліпшуються.Preferably, the value of the refractory solid material lies between 20 and 40 μm, especially between 25 and 30 μm. Providing an advantage, this leads to the fact that the wettability and workability properties of the solid material powder are further improved.

Забезпечуючи перевагу, значення до вогнетривкого твердого матеріалу лежить між 2 і 7 мкм, особливо між 3 і 5 мкм. Забезпечуючи перевагу, це веде до того, що властивості змочуваності і оброблюваності порошку твердого матеріалу додатково поліпшуються.Advantageously, the value for the refractory solid is between 2 and 7 μm, especially between 3 and 5 μm. Providing an advantage, this leads to the fact that the wettability and workability properties of the solid material powder are further improved.

Крім того, для характеристики унімодального розподілу частинок за розмірами, ширина даного розподілу може бути описана так званою величиною діапазону значень, якуIn addition, to characterize the unimodal particle size distribution, the width of this distribution can be described by the so-called value range value, which

Зо розраховують таким чином: зЗрап--(дво-й10)/д5оZo is calculated as follows: zZrap--(two-y10)/d5o

Забезпечуючи перевагу, значення брап вогнетривкого порошку твердого матеріалу лежить між 0,65 і 3,80, особливо - між 1,00 ії 2,25. Забезпечуючи перевагу, це веде до того, що властивості змочуваності і оброблюваності порошку твердого матеріалу додатково поліпшуються.Advantageously, the brap value of the solid refractory powder is between 0.65 and 3.80, especially between 1.00 and 2.25. Providing an advantage, this leads to the fact that the wettability and workability properties of the solid material powder are further improved.

Перевага забезпечується, коли стадію графітування проводять при температурах між 2550 і 3000 "С, особливо між 2600 і 2900 С.Advantage is provided when the graphitization stage is carried out at temperatures between 2550 and 3000 °C, especially between 2600 and 2900 °C.

Температури нижче 2900 С виявилися особливо переважними, оскільки традиційно використовуваний Тів?г не плавиться нижче 2900 "С. Плавлення, приблизно, не спричиняє хімічної зміни ТіВг, оскільки після плавлення, а також подальшого охолоджування присутністьTemperatures below 2900 C turned out to be particularly preferable, since the traditionally used TiV?g does not melt below 2900 "C. Melting, approximately, does not cause a chemical change in TiVg, since after melting, as well as subsequent cooling, the presence

ТіІВ2 в катодному блоці визначається рентгенівською дифракцією. Однак через плавлення тонкодисперсні частинки ТіВ» можуть агломерувати з утворенням більших частинок. Також існує певна небезпека неконтрольованого руху рідкого ТіВг через відкриту пористість.TiIV2 in the cathode block is determined by X-ray diffraction. However, due to melting, finely dispersed TiV" particles can agglomerate to form larger particles. There is also a certain danger of uncontrolled movement of liquid TiHg due to open porosity.

У температурному діапазоні за винаходом процес графітування протікає в такій мірі, що результатом є висока термічна і електрична провідність вуглецевмісного матеріалу.In the temperature range according to the invention, the graphitization process proceeds to such an extent that the result is high thermal and electrical conductivity of the carbon-containing material.

Перевага забезпечується, коли стадію графітування проводять із середньою швидкістю нагрівання в діапазоні від 90 К/год. до 200 К/год. Альтернативно або додатково температуру графітування підтримують протягом періоду часу від 0 до 1 год. При даних швидкостях нагрівання, відповідно до даної тривалості підтримки температури, досягаються особливо хороші результати в плані графітування і одержання твердого матеріалу.The advantage is provided when the graphitization stage is carried out with an average heating rate in the range of 90 K/h. up to 200 K/h. Alternatively or additionally, the graphitization temperature is maintained for a period of time from 0 to 1 hour. At these heating rates, in accordance with the given duration of maintaining the temperature, particularly good results are achieved in terms of graphitization and production of solid material.

Переважно, тривалість температурної обробки аж до моменту початку охолоджування може становити від 10 до 28 годин.Preferably, the duration of the temperature treatment until the start of cooling can be from 10 to 28 hours.

Задача винаходу, крім того, вирішена катодним блоком за п. 15 формули винаходу.The problem of the invention, in addition, is solved by the cathode block according to clause 15 of the claims.

Катодний блок виготовляють способом за винаходом, що забезпечує перевагу. Згідно з винаходом об'ємна густина перевищує 1,68 г/см3, особливо перевищує 1,70 г/см, особливо щонайменше перевищує 1,71 г/см, особливо становить аж до 1,75 г/см3. При цьому об'ємна густина наведена з розрахунку на весь шар, коли вогнетривкий твердий матеріал не враховується, тобто на чисту частку вуглецю. У випадку, коли шар містить твердий керамічний матеріал, такий, як ТіВ», об'ємна густина являє собою обчислену об'ємну густину шару без 60 урахування частки вогнетривкого твердого матеріалу.The cathode block is manufactured by the method according to the invention, which provides an advantage. According to the invention, the bulk density exceeds 1.68 g/cm3, especially exceeds 1.70 g/cm, especially at least exceeds 1.71 g/cm, especially is up to 1.75 g/cm3. At the same time, the bulk density is given based on the calculation of the entire layer, when the refractory solid material is not taken into account, that is, on the net fraction of carbon. In the case where the layer contains a solid ceramic material such as TiV", the bulk density is the calculated volume density of the layer without taking into account the proportion of refractory solid material.

Додаткові варіанти, які забезпечують перевагу, і удосконалення винаходу пояснюються нижче за допомогою переважного прикладу здійснення і креслень.Additional options which provide an advantage and improvement of the invention are explained below with the help of a preferred embodiment and drawings.

При цьому: на Фіг. 1 представлена одержана з використанням дилатометра крива вимірювання у вигляді функції температури першого і другого сорту коксу для способу за винаходом, на Фіг. 2 представлене схематичне зображення формування катодного блока за винаходом у вигляді багатошарового блока.At the same time: in Fig. 1 shows the measurement curve obtained using a dilatometer as a function of the temperature of the first and second grades of coke for the method according to the invention, in Fig. 2 presents a schematic representation of the formation of the cathode block according to the invention in the form of a multilayer block.

Для виготовлення катодного блока за винаходом перший і другий кокс подрібнюють окремо один від одного, розділяють на фракції згідно з розміром зерна і спільно змішують зі смолою.To manufacture the cathode block according to the invention, the first and second cokes are ground separately from each other, divided into fractions according to grain size and mixed together with resin.

Масова частка першого коксу в сумарній кількості коксу може становити, наприклад, від 10 до 20 мас. 95 або від 40 до 45 мас. 95. Катодний блок може бути виготовлений з вихідної суміші екструдуванням. Альтернативно, наприклад, суміш може бути використана для заповнення форми, яка, крім того, відповідає майбутній формі катодних блоків, і віброущільнена або спресована в блок у даній формі. Сирець, який утворюється, нагрівають до кінцевої температури в діапазоні від 2550 до 3000 С, причому стадія карбонізації і потім стадія графітування здійснюються без проміжного здійснення імпрегнування, наприклад, пеком, дьогтем або синтетичною смолою, і потім охолоджують. Катодний блок, що утворюється, має об'ємну густину 1,71 г/см і дуже високу зносостійкість відносно рідкого алюмінію і кріоліту.The mass fraction of the first coke in the total amount of coke can be, for example, from 10 to 20 wt. 95 or from 40 to 45 wt. 95. The cathode block can be made from the original mixture by extrusion. Alternatively, for example, the mixture can be used to fill a mold that, in addition, corresponds to the future shape of the cathode blocks, and vibrocompacted or pressed into a block in this form. The raw material that is formed is heated to a final temperature in the range of 2550 to 3000 C, and the carbonization stage and then the graphitization stage are carried out without intermediate impregnation, for example, with pitch, tar or synthetic resin, and then cooled. The resulting cathode block has a bulk density of 1.71 g/cm and very high wear resistance relative to liquid aluminum and cryolite.

На Фіг. 1 представлена одержана з використанням дилатометра крива вимірювання першого сорту коксу (штрихована лінія) в ході процесу графітування. Крім того, на Фіг. 1 представлена відповідна крива вимірювання (суцільна лінія) для другого сорту коксу. Можна бачити, що обидва сорти коксу мають різні поведінки в плані зміни об'єму.In Fig. 1 shows the measurement curve of the first grade of coke (dashed line) obtained using a dilatometer during the graphitization process. In addition, in Fig. 1 shows the corresponding measurement curve (solid line) for the second grade of coke. It can be seen that both grades of coke have different behaviors in terms of volume change.

На Фіг. 1 перший кокс показує, виходячи з нульової лінії, на початку температурного режиму аж до температури 28007 С спочатку розширення, причому до приблизно 1200 С можна спостерігати збільшення об'єму, а після приблизно 1400 "С виявляється тимчасове зменшення об'єму. Потім, приблизно аж до 2100 "С можна бачити максимальне збільшення об'єму відносно вихідного об'єму.In Fig. 1, the first coke shows, starting from the zero line, at the beginning of the temperature regime up to a temperature of 28007 C, first expansion, and up to approximately 1200 C, an increase in volume can be observed, and after approximately 1400 "C, a temporary decrease in volume is detected. Then, approximately up to 2100 "С, you can see the maximum increase in volume relative to the initial volume.

При вимірюванні дилатометром другого коксу в принципі можна спостерігати хід кривої аналогічний такому для першого коксу, причому вся крива, загалом, зростає сильніше.When measuring the second coke with a dilatometer, in principle, the course of the curve can be observed similar to that for the first coke, and the whole curve, in general, grows stronger.

Зо Відповідно, приблизно при 2100 "С для другого коксу також можна ідентифікувати максимальне збільшення об'єму, яке, однак, явно менше, ніж у першого коксу.Accordingly, at approximately 2100 "С, the maximum increase in volume can also be identified for the second coke, which, however, is clearly smaller than that of the first coke.

Тільки при подальшому охолоджуванні для обох сортів коксу виявляється усадка, яка у другого сорту коксу відбувається сильніше, ніж у першого.Only during further cooling for both grades of coke, shrinkage is found, which occurs more strongly in the second grade of coke than in the first.

Альтернативно, застосовують два сорти коксу, з яких перший вже в ході фази нагрівання на стадії карбонізації і/або графітування має усадку. Другий з обох сортів коксу має явно сильнішу усадку (відносно усадки після карбонізації, графітування і охолоджування порівняно з вихідним об'ємом), ніж інший сорт коксу.Alternatively, two types of coke are used, the first of which shrinks already during the heating phase at the stage of carbonization and/or graphitization. The second of both grades of coke has clearly stronger shrinkage (relative to shrinkage after carbonization, graphitization and cooling compared to the initial volume) than the other grade of coke.

У додатковому варіанті прикладу здійснення до коксової суміші додають графітовий порошок або вуглецеві частинки.In an additional variant of the implementation example, graphite powder or carbon particles are added to the coke mixture.

У додатковому варіанті прикладу здійснення форму 1 спочатку частково заповнюють сумішшю 2 з двох сортів коксу, графіту і ТіВ» і віброущільнюють, як пояснено на Фіг. 2а. Потім на одержуваний вихідний шар 4, який являє собою верхній шар в майбутньому катоді, який повернутий до анода і, тим самим, буде знаходитися в прямому контакті з розплавленим алюмінієм, наносять суміш 5 з двох сортів коксу і графіту і знов ущільнюють (див. Фіг. 26).In an additional version of the example, the mold 1 is first partially filled with a mixture 2 of two grades of coke, graphite and TiV" and vibrated, as explained in Fig. 2a. Then, a mixture 5 of two grades of coke and graphite is applied to the obtained initial layer 4, which is the upper layer in the future cathode, which is turned to the anode and, thus, will be in direct contact with molten aluminum, and is compacted again (see Fig. 26).

Одержуваний верхній вихідний шар б являє собою в майбутньому катоді нижній шар, який не повернутий до анода. Даний двошаровий блок карбонізують і графітують, як у першому прикладі здійснення.The resulting upper initial layer b is the future cathode lower layer, which is not returned to the anode. This two-layer block is carbonized and graphitized, as in the first embodiment.

Всі ознаки, перераховані в описі, прикладах і пунктах формули винаходу, можуть бути використані у винаході в будь-якому поєднанні. Винахід не обмежується вказаними прикладами, але може бути також здійснений у вигляді варіантів, які тут конкретно не описані. Особливо, різними поведінками в плані зміни об'єму охоплюються також види поведінки, відмінні від усадочної поведінки. Наприклад, щонайменше на відрізках циклу нагрівання і охолоджування може мати місце збільшення об'єму, що забезпечує перевагу при ущільненні катодів. Таким чином, винахід може бути застосовний до двох сортів коксу, які зрештою виявляють однакову усадку після карбонізації, графітування і охолоджування, але виявляють різні усадку або збільшення об'єму при деякій проміжній температурі.All features listed in the description, examples and claims can be used in the invention in any combination. The invention is not limited to the specified examples, but can also be implemented in the form of variants that are not specifically described here. In particular, different behaviors in terms of volume change also cover behaviors other than shrinking behavior. For example, at least on the sections of the heating and cooling cycle, there may be an increase in volume, which provides an advantage in sealing the cathodes. Thus, the invention may be applicable to two grades of coke which ultimately exhibit the same shrinkage after carbonization, graphitization and cooling, but exhibit different shrinkage or volume expansion at some intermediate temperature.

Під різні сорти коксу можуть підпадати, крім сортів коксу різних виробників, також кокс того ж самого виробника, але різної попередньої обробки, як, наприклад, по-різному прожарений кокс.Different grades of coke can include, in addition to grades of coke from different manufacturers, also coke from the same manufacturer, but with different preliminary processing, such as, for example, differently roasted coke.

Claims (15)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУFORMULA OF THE INVENTION 1. Спосіб виготовлення катодного блока, який включає стадії: а) підготовки суміші вихідних матеріалів, яка включає в себе кокс і пек, причому кокс включає в себе два сорти коксу, які в ході карбонізації і/або графітування, і/або охолоджування мають різну поведінку відносно зміни об'єму, р) формування сирцю з суміші і с) карбонізації сирцю і графітування карбонізованого сирцю, без його попереднього імпрегнування, з одержанням графітованого тіла (виробу), а також охолоджування після графітування.1. The method of manufacturing a cathode block, which includes the stages of: a) preparation of a mixture of raw materials, which includes coke and pitch, and coke includes two types of coke, which in the course of carbonization and/or graphitization, and/or cooling have different behavior in relation to the change in volume, p) formation of crude from the mixture and c) carbonization of crude and graphitization of carbonized crude, without its prior impregnation, with obtaining a graphitized body (product), as well as cooling after graphitization. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що одержують катодний блок з об'ємною густиною вуглецевої частини, що становить більше 1,68 г/см3, особливо переважно більше 1,71 г/смуУ, зокрема аж до 1,75 г/см3.2. The method according to claim 1, which is characterized by the fact that the cathode block is obtained with a volume density of the carbon part that is more than 1.68 g/cm3, especially preferably more than 1.71 g/smuU, in particular up to 1.75 g /cm3. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що два сорти коксу включають в себе перший сорт коксу і другий сорт коксу, причому перший сорт коксу в ході карбонізації і/або графітування, і/або охолоджування виявляє сильнішу усадку і/або розширення, ніж другий сорт коксу.3. The method according to claim 1 or 2, which differs in that the two types of coke include the first type of coke and the second type of coke, and the first type of coke during carbonization and/or graphitization and/or cooling exhibits stronger shrinkage and/or expansion than the second grade of coke. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що усадка і/або розширення першого сорту коксу в ході карбонізації і/або графітування, і/або охолоджування з розрахунку на об'єм перевищує щонайменше на 10 95 таку/таке другого сорту коксу, зокрема перевищує щонайменше на 25 95, особливо перевищує щонайменше на 50 95.4. The method according to claim 3, which is characterized by the fact that the shrinkage and/or expansion of the first grade of coke during carbonization and/or graphitization, and/or cooling on a volume basis exceeds that of the second grade of coke by at least 10 95, in particular exceeds at least 25 95, especially exceeds at least 50 95. 5. Спосіб за одним або більше з пп. 1-4, який відрізняється тим, що кількісна частка у відсотках по масі другого сорту коксу з розрахунку на сумарну кількість коксу становить від 50 до 90 95.5. The method according to one or more of claims 1-4, which differs in that the quantitative share in percentage by weight of the second grade of coke based on the total amount of coke is from 50 to 90 95. б. Спосіб за одним або більше з пп. 1-5, який відрізняється тим, що до коксу додають додатковий вуглецевмісний матеріал і/або добавки, і/або порошкоподібний твердий матеріал.b. The method according to one or more of claims 1-5, which is characterized by the fact that additional carbonaceous material and/or additives and/or powdered solid material are added to the coke. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що частка твердого матеріалу, зокрема, такого як ТіВ», в суміші знаходиться в діапазоні від 15 до 60 мас. 95, зокрема від 20 до 50 мас. 95.7. The method according to claim 6, which is characterized by the fact that the proportion of solid material, in particular, such as TiV", in the mixture is in the range from 15 to 60 wt. 95, in particular from 20 to 50 wt. 95. 8. Спосіб за одним з пп. 1-7, який відрізняється тим, що катодний блок виготовляють у вигляді багатошарового блока, причому перший шар містить кокс як вихідний матеріал і, при необхідності, додатковий вуглецевмісний матеріал, а другий шар містить кокс як вихідний матеріал і вогнетривкий твердий матеріал, зокрема ТіВг2, і, при необхідності, додатковий вуглецевмісний матеріал.8. The method according to one of claims 1-7, which is characterized by the fact that the cathode block is made in the form of a multilayer block, and the first layer contains coke as a starting material and, if necessary, an additional carbonaceous material, and the second layer contains coke as a starting material and refractory solid material, in particular TiVg2, and, if necessary, additional carbon-containing material. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що кокс першого і/або другого шару включає в себе два сорти коксу, які, за рахунок різної поведінки відносно зміни об'єму в ході карбонізації і/або графітування, і/або охолоджування, приводять до об'ємної густини графіту, що утворюється, більше 1,70 г/см3.9. The method according to claim 8, which differs in that the coke of the first and/or second layer includes two types of coke, which, due to different behavior with respect to the change in volume during carbonization and/or graphitization, and/or cooling, lead to the volume density of the formed graphite, more than 1.70 g/cm3. 10. Спосіб за п. 8 або 9, який відрізняється тим, що другий шар має висоту, яка становить від 10 до 50 95, зокрема від 15 до 45 95, сумарної висоти катодного блока.10. The method according to claim 8 or 9, which is characterized by the fact that the second layer has a height that is from 10 to 50 95, in particular from 15 to 45 95, of the total height of the cathode block. 11. Спосіб за одним або більше з пп. 7-10, який відрізняється тим, що твердий матеріал має унімодальний розподіл частинок за розміром, причому значення дьо лежить між 10 ї 20 мкм, зокрема між 12 і 18 мкм, зокрема між 14 і 16 мкм.11. The method according to one or more of claims 7-10, which is characterized by the fact that the solid material has a unimodal particle size distribution, and the D value lies between 10 and 20 μm, in particular between 12 and 18 μm, in particular between 14 and 16 μm . 12. Спосіб за одним або більше з пп. 7-11, який відрізняється тим, що значення дво вогнетривкого твердого матеріалу лежить між 20 і 40 мкм, зокрема між 25 і 30 мкм.12. The method according to one or more of claims 7-11, which is characterized by the fact that the value of the refractory solid material lies between 20 and 40 μm, in particular between 25 and 30 μm. 13. Спосіб за одним або більше з пп. 7-12, який відрізняється тим, що значення а:о вогнетривкого твердого матеріалу лежить між 2 і 7 мкм, зокрема між З і 5 мкм.13. The method according to one or more of claims 7-12, which is characterized by the fact that the value of a:o of the refractory solid material lies between 2 and 7 μm, in particular between 3 and 5 μm. 14. Спосіб за одним або більше з пп. 1-13, який відрізняється тим, що стадію графітування проводять при температурах у діапазоні від 2550 "С до 3000 "С, зокрема в діапазоні від 2600 до 2900 76.14. The method according to one or more of claims 1-13, which differs in that the graphitization stage is carried out at temperatures in the range from 2550 "C to 3000 "C, in particular in the range from 2600 to 2900 76. 15. Катодний блок, зокрема виготовлений способом за одним або більше з пп. 1-14, який відрізняється тим, що об'ємна густина відносно вуглецевої частини для щонайменше одного шару катодного блока перевищує 1,68 г/см3, зокрема перевищує 1,70 г/см, зокрема щонайменше перевищує 1,71 г/сму, зокрема становить аж до 1,75 г/см3.15. Cathode block, in particular manufactured by the method according to one or more of claims 1-14, which is characterized in that the bulk density relative to the carbon part for at least one layer of the cathode block exceeds 1.68 g/cm3, in particular exceeds 1.70 g /cm, in particular at least exceeds 1.71 g/cm3, in particular is up to 1.75 g/cm3.
UAA201409529A 2012-02-01 2013-01-31 A METHOD OF MANUFACTURING THE CATODE UNIT FOR THE ELECTROLYTIC CELL FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM UA112676C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012201468A DE102012201468A1 (en) 2012-02-01 2012-02-01 A method of making a cathode block for an aluminum electrolytic cell and a cathode block
PCT/EP2013/051940 WO2013113837A1 (en) 2012-02-01 2013-01-31 Method for producing a cathode block for an aluminum electrolytic cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA112676C2 true UA112676C2 (en) 2016-10-10

Family

ID=47664281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201409529A UA112676C2 (en) 2012-02-01 2013-01-31 A METHOD OF MANUFACTURING THE CATODE UNIT FOR THE ELECTROLYTIC CELL FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2809833B1 (en)
JP (1) JP6018227B2 (en)
CN (1) CN104126032A (en)
CA (1) CA2862277C (en)
DE (1) DE102012201468A1 (en)
RU (1) RU2666806C2 (en)
UA (1) UA112676C2 (en)
WO (1) WO2013113837A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4139502B1 (en) * 2020-04-24 2024-03-13 Norsk Hydro ASA Cathode assembly for a hall-heroult cell for aluminium production
JP7556048B2 (en) * 2020-04-30 2024-09-25 ノルスク・ヒドロ・アーエスアー Cathode block for aluminum electrolysis and method for manufacturing same

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4941006B1 (en) * 1970-03-16 1974-11-06
JPS5394313A (en) * 1977-01-29 1978-08-18 Ibigawa Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing oxidation resistant carbon products
US4308114A (en) * 1980-07-21 1981-12-29 Aluminum Company Of America Electrolytic production of aluminum using a composite cathode
US4308115A (en) 1980-08-15 1981-12-29 Aluminum Company Of America Method of producing aluminum using graphite cathode coated with refractory hard metal
US4376029A (en) * 1980-09-11 1983-03-08 Great Lakes Carbon Corporation Titanium diboride-graphite composits
US4526669A (en) * 1982-06-03 1985-07-02 Great Lakes Carbon Corporation Cathodic component for aluminum reduction cell
CH658674A5 (en) * 1984-03-02 1986-11-28 Alusuisse CATHODE TUB FOR AN ALUMINUM ELECTROLYSIS CELL AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE COMPOSITE BODIES THEREOF THE SIDE WALL.
CN1062008A (en) 1990-12-08 1992-06-17 东北工学院 A kind of aluminium electrolysis cell cathode carbon block and preparation method thereof
JPH05263285A (en) * 1992-03-17 1993-10-12 Nippon Light Metal Co Ltd Electrode for aluminum electrolysis
DE19714433C2 (en) * 1997-04-08 2002-08-01 Celanese Ventures Gmbh Process for producing a coating with a titanium boride content of at least 80% by weight
FR2789093B1 (en) * 1999-02-02 2001-03-09 Carbone Savoie GRAPHITE CATHODE FOR ALUMINUM ELECTROLYSIS
JP4385583B2 (en) * 2002-10-07 2009-12-16 三菱化学株式会社 Cathode block for aluminum refining and method for producing the same
CN100480431C (en) * 2004-07-02 2009-04-22 贵阳铝镁设计研究院 Production process for graphitized cathode
FR2878520B1 (en) * 2004-11-29 2015-09-18 Saint Gobain Ct Recherches FRICTION REFRACTOR BLOCK BASED ON SILICON CARBIDE WITH SILICON NITRIDE BOND
CN100491600C (en) 2006-10-18 2009-05-27 中国铝业股份有限公司 Method for preparing carbon block of cathode capable of being humidified
CN101158048A (en) * 2007-08-03 2008-04-09 中国铝业股份有限公司 Graphitized wetable cathode carbon block for aluminium electrolysis bath and production method thereof
JP5554117B2 (en) * 2010-03-30 2014-07-23 日本電極株式会社 Cathode carbon block for aluminum refining and method for producing the same
DE102010029538A1 (en) * 2010-05-31 2011-12-01 Sgl Carbon Se Carbon body, process for producing a carbon body and its use
DE102010038665A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Sgl Carbon Se A method of manufacturing a cathode block for an aluminum electrolytic cell and a cathode block
DE102010038650A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Sgl Carbon Se A method of making a cathode block for an aluminum electrolytic cell and a cathode block
DE102010038669A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Sgl Carbon Se Cathode block for an aluminum electrolysis cell and a method for its production

Also Published As

Publication number Publication date
EP2809833B1 (en) 2020-12-30
CA2862277A1 (en) 2013-08-08
EP2809833A1 (en) 2014-12-10
CN104126032A (en) 2014-10-29
CA2862277C (en) 2016-10-25
DE102012201468A1 (en) 2013-08-01
RU2014135212A (en) 2016-03-27
JP2015511273A (en) 2015-04-16
WO2013113837A1 (en) 2013-08-08
RU2666806C2 (en) 2018-09-12
JP6018227B2 (en) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4376029A (en) Titanium diboride-graphite composits
AU2004219995A1 (en) Cold ramming paste for aluminum electrolysis cell
CA2800855A1 (en) Carbon body, method for producing a carbon body and use thereof
US10377672B2 (en) Methods for producing polygranular graphite bodies
JP5714108B2 (en) Cathode block for aluminum electrolytic cell and method for producing the same
US4589967A (en) Lining for an electrolysis cell for the production of aluminum
RU2568542C2 (en) Method of manufacturing of cathode pack for cell of aluminium electrolyser and cathode pack
RU2666806C2 (en) Method of manufacturing cathode block for electrolytic cell for aluminum production
CN103443330B (en) Graphitized cathode blocks with wear-resistant surfaces
CA2900418C (en) Cathode block having an abrasion-resistant surface that can be wetted
CA2805562C (en) Process for producing a cathode block for an aluminium electrolysis cell and a cathode block
JP6457397B2 (en) Side wall bricks for electrolytic cell walls for reducing aluminum
JPS58501172A (en) Sintered refractory hard metal
JP2016514204A5 (en)
CN103038395B (en) Manufacture method and the cathode block of aluminium electrolysis cell cathode block
EP0084059A4 (en) Composite of tib2-graphite.