Полуграфитовый завод

Когда говорят про полуграфитовый завод, многие сразу представляют линии по производству электродов, но на деле там всё сложнее — особенно если речь про катодные блоки для алюминиевых электролизёров. Мы в ООО Шаньси Санли Углерод как раз с этим сталкиваемся ежедневно.

Что на самом деле означает ?полуграфитовый?

Тут часто путаница возникает: некоторые думают, что полуграфитовый — это ?недограффит?. На самом деле, это материал с определённой степенью графитации, но без полного перехода в кристаллическую структуру. В катодных блоках для электролиза алюминия это критично — слишком высокий графит увеличивает хрупкость, а низкий снижает электропроводность.

На нашем полуграфитовом заводе подбор режима термообработки — это всегда компромисс. Помню, в 2019-м попробовали ускорить цикл на 15%, но в партии для Уральского алюминиевого завода получили трещины в угловых блоках. Пришлось возвращаться к проверенным параметрам.

Кстати, именно поэтому в ООО Шаньси Санли Углерод до сих пор сохранили двухэтапный обжиг — хоть и дороже, но стабильность структуры важнее.

Особенности производства катодных блоков

Катодные нижние блоки — это основа электролизёра. Если здесь сэкономить на прессовании или пропитке, весь цикл электролиза пойдёт наперекосяк. Мы на полуграфитовом заводе всегда отслеживаем не только зольность, но и распределение пор после прессовки.

Однажды пришлось полностью менять партию связующего — поставщик изменил фракционный состав, и паста начала ?плыть? при термоусадке. Это стоило нам двухнедельного простоя, зато теперь контролируем каждую партию на вязкость ещё до загрузки в смеситель.

Кстати, боковые и угловые углеродные блоки — отдельная история. Их геометрия требует точной резки после графитации, иначе зазоры в электролизёре превысят допустимые 3 мм. На сайте https://www.sanli-carbon.ru есть схемы, но в жизни всегда есть нюансы монтажа.

Графитовые электроды vs полуграфитовые блоки

Многие клиенты с горнорудных предприятий спрашивают: почему бы не делать всё из графита? Ответ прост — для электролизёров важна не только электропроводность, но и стойкость к натриевой коррозии. Полуграфитовые блоки как раз держат баланс.

На том же полуграфитовом заводе мы иногда запускаем опытные партии с добавкой карбида кремния — для особо агрессивных сред. Но серийно это не пошло: себестоимость подскакивает на 20%, а большинству заводов хватает стандартных решений.

Зато для графитовых стержней и электродов дуговых печей у нас отдельная линия — там требования к чистоте углерода совсем другие.

Проблемы с пастами и пропитками

Катодные пасты — тема отдельного разговора. Раньше думали, что главное — вязкость, но оказалось, что текучесть при рабочей температуре важнее. Особенно для ремонтных работ на действующих линиях.

В 2021-м был случай на одном из заводов в Красноярске: наша паста для стыков начала пузыриться из-за слишком резкого нагрева. Пришлось экстренно доставлять модифицированный состав с пониженной летучестью. Теперь в техкартах прямо указываем кривые нагрева для каждого типа паст.

Кстати, различные пасты для горных печей — это вообще отдельное направление. Там требования по зольности жёстче, чем в алюминиевой промышленности, хоть и прочность можно немного снизить.

Контроль качества на выходе

Последний этап на полуграфитовом заводе — это не просто измерение плотности и сопротивления. Мы обязательно проводим тестовую сборку узла из случайных блоков из партии. Если есть расхождения по геометрии больше 1.5 мм — вся партия идёт на переработку.

Многие недооценивают важность равномерности охлаждения после графитации. Как-то раз из-за сбоя в системе вентиляции получили блоки с разной твёрдостью по сечению — пришлось пустить их на менее ответственные изделия.

Сейчас внедряем акустический контроль для выявления микротрещин — пока сыровато, но уже отсекаем 5-7% брака на ранней стадии. Как говорится, лучше потерять в производительности, чем в репутации.

Перспективы и тупиковые ветки

Пробовали мы и наноуглеродные добавки — мода была такая. В лабораторных условиях прочность выросла на 12%, но при масштабировании всё упёрлось в стоимость сырья. Для массового производства алюминиевых заводов это пока неподъёмно.

Зато оптимизация фракционного состава шихты дала реальную экономию — удалось снизить расход электроэнергии на обжиг без потери качества. Мелочь, а при объёмах в тысячи тонн в год чувствительно.

Сейчас смотрим в сторону рециклинга отходов собственного производства — измельчённые обрезки идёт в пасты для горных печей. Не золото, но хоть что-то.

Вместо заключения: почему полуграфит ещё надолго

Если честно, полностью графитовые катоды для алюминия — это как спортивный автомобиль для поездок на дачу. Технически возможно, но экономически нецелесообразно. Полуграфитовые блоки остаются оптимальным решением по совокупности параметров.

Да, есть нюансы с термоциклированием, да, требуют аккуратного монтажа. Но альтернатив с сопоставимой стойкостью к расплавленному криолиту пока не появилось.

Так что наш полуграфитовый завод в ООО Шаньси Санли Углерод продолжает экспериментировать в мелочах, не меняя базовой технологии. Проверено временем — значит, работает.