Графитовая блок завод

Когда говорят про графитовые блоки, многие сразу представляют себе нечто вроде кирпичей для печей, но на деле это сложная система, где каждый миллиметр продуман. В ООО Шаньси Санли Углерод мы годами отрабатывали технологию, и знаем: главное — не просто спрессовать графит, а добиться нужной плотности и электропроводности. Часто новички думают, что достаточно купить хорошее сырьё, но без правильного обжига и пропитки блоки просто рассыплются в печи.

Технологические нюансы производства

Начну с основы: графитовые блоки у нас идут не только для электролизёров алюминия, но и для горных печей. Если взять, например, катодные нижние блоки — там критична стойкость к термическим нагрузкам. Мы в Санли Углерод сначала тестируем сырьё на зольность, потому что даже 0.5% лишних примесей могут снизить срок службы блока на треть. Однажды пришлось переработать целую партию из-за неучтённой влажности в каменноугольном пеке — блоки пошли трещинами после первого же нагрева.

Пропитка — это отдельная история. Раньше мы экономили на вакуумной пропитке, думали, что достаточно обычного погружения. Но потом увидели, как в электролизёре боковые углеродные блоки начали выкрашиваться по углам. Пришлось вернуться к вакуумной технологии, хотя это и удорожает процесс. Зато теперь блоки держат до 5 лет даже в агрессивных средах.

А ещё важно помнить про геометрию. Для угловых блоков мы делаем скосы не под 90 градусов, а с учётом теплового расширения. Как-то раз конструкторы предложили упростить форму — мол, сэкономим на фрезеровке. В итоге при монтаже в печь получились зазоры по 3 мм, которые пришлось заливать пастой в экстренном порядке. Теперь всегда проверяем чертежи на стенде.

Оборудование и его капризы

Наш графитовая блок завод в основном работает на прессах гидравлических, но для электродов используем экструдеры. Разница в том, что для блоков важнее равномерность давления, а для электродов — пластичность массы. Бывало, подшипники в прессе разбивались из-за перекоса матрицы, и вместо блоков плотностью 1.75 г/см3 получались рыхлые заготовки на 1.65 г/см3. Пришлось ввести ежесменный замер твердомера.

Печи обжига — вообще отдельная головная боль. У нас две шахтные печи с защитной атмосферой, но если нарушить график подъёма температуры, графит может окислиться. Помню, в 2019 году из-за сбоя в системе контроля мы потеряли 20 тонн заготовок — поверхность покрылась рыхлым слоем. Теперь ставим дополнительные термопары в зоне нагрева.

И ещё про мелочи: транспортировка готовых блоков. Казалось бы, ерунда — погрузчиком перевезти. Но если вилы упрутся в торец блока, могут появиться микротрещины. Пришлось шить специальные чехлы из плотной ткани и тренировать погрузчиков аккуратно работать с кромками.

Сырьё и его подводные камни

Мы в ООО Шаньси Санли Углерод давно работаем с нефтяным коксом, но иногда пробуем добавлять каменноугольный — для удешевления. Однако тут важно не переборщить: если доля каменноугольного кокса превысит 15%, блоки начинают быстрее изнашиваться в зоне шлака. Как-то поставили эксперимент с 20% добавкой — клиент вернул партию через полгода.

Связующие — это отдельная тема. Пек каменноугольный мы берем только с определённой температурой размягчения, иначе при спекании не добиться нужной вязкости. Один раз сменили поставщика — и блоки пошли с пустотами. Вернулись к старому, хотя он и дороже на 10%.

А вот с графитовыми стержнями проще: там можно брать вторичный графит, но только после тщательной очистки. Мы его прокаливаем при 800°C, чтобы удалить летучие. Но если спешить — стержни потом искрят в дуговых печах.

Контроль качества: от лаборатории до цеха

У нас в лаборатории стоит рентгеновский анализатор для проверки плотности, но опытный мастер и по звуку при простукивании определит брак. Как-то раз прибор сломался, а мы как раз отгружали партию катодных блоков для алюминиевого завода. Пришлось проверять старым методом — простукивать молоточком и слушать. Выявили три блока с расслоениями, которые прибор не уловил из-за сбоя калибровки.

Ещё важно следить за твёрдостью по Шору. Для нижних блоков норма 35-45 HS, но если пережать при прессовании, может пойти внутреннее напряжение. Как-то получили блоки с твёрдостью 50 HS — вроде хорошо, но при тепловом ударе они лопнули как стекло.

И конечно, проверка на электропроводность. Для графитовых электродов это критично — даже локальное изменение структуры может привести к перегреву. Мы каждый десятый блок проверяем контактным методом, хотя это и замедляет выпуск. Но лучше потерять день, чем клиента.

Логистика и хранение

Графитовые блоки боятся влаги — это знают все. Но мало кто учитывает, что даже конденсат на складе может испортить партию. У нас был случай: сложили блоки под навесом, а ночью выпала роса. Утром на поверхности появились белёсые пятна — это началась окисление. Пришлось срочно отправлять в печь на дожиг.

Погрузка — тоже искусство. Для угловых блоков мы используем деревянные прокладки, чтобы не повредить фаски. Один раз грузчики положили блоки прямо на металлический кузов — получили сколы по кромкам. Теперь водители сами проверяют укладку перед отъездом.

И ещё про упаковку: раньше обходились стретч-плёнкой, но при морских перевозках в контейнерах появлялась плесень. Перешли на дышащую плёнку с силикагелевыми пакетами — проблемы исчезли. Мелочь, а экономит нервы.

Перспективы и ошибки

Сейчас многие гонятся за автоматизацией, но в производстве графитовых блоков без человека никуда. Мы пробовали ставить роботов для укладки — оказалось, они не чувствуют напряжения в материале. Один блок треснул при захвате, хотя датчики показывали норму.

Зато внедрили систему контроля температуры в реальном времени — теперь видим перепады ещё до выхода из печи. Это позволило снизить брак на 7%.

И главное: не стоит слепо копировать зарубежные технологии. Как-то купили немецкую линию, а она оказалась рассчитана на другой тип пека. Полгода перестраивали под наши реалии. Теперь любые новшества тестируем на пробных партиях.