1、 YS/T XXX-XXXX鋁電解用石墨化陰極炭塊（初審稿）編制說明2008.4YS/T XXX-XXXX鋁電解用石墨化陰極炭塊（初審稿）編制說明1、任務來源根據中色協辦字2007132號關于下達2007年有色金屬行業標準制（修）訂項目計劃的通知的安排，中國有色金屬標準計量質量研究所歸口的有色行業標準鋁電解用石墨化陰極炭塊由中國鋁業貴州分公司、鄭州浩宇炭素負責起草。2、工作簡況計劃下達后，由中鋁貴州分公司負責，組織成立了起草小組，起草人員主要由各家起草單位的技術開發部、碳素廠、銷售部、分析測試中心等技術骨干組成，并主要進行以下工作：1） 確立標準起草遵循的基本原則；2） 收集相關技術資料；3）

2、 查閱國外先進標準；4） 確定產品主要技術內容；5） 對全國主要生產廠家的產品進行取樣6） 對樣品進行分析測試；7） 根據測試數據確定技術指標取值范圍；8） 編寫征求意見稿草案。3、標準制定原則與標準的主要內容3.1標準制定遵循以下的基本原則A、實事求是原則按照我國自然資源、生產、使用、流通和法規等實際情況。B、科學、合理原則參照法國沙瓦公司的指標體系和產品標準，積極采標，做到技術先進、指標科學與合理。C、用戶為主的原則D、和諧一致的原則與本標準相關聯的分析標準和分析方法要協調一致和銜接配套，并符合我國標準體系的需要。3.2 本標準的主要內容與論據 國外陰極制品及產品標準狀況近年來,隨著國內外

3、鋁電解槽的槽型改變和生產技術的提高，各鋁電解生產廠家都把發展方向已轉向強化電流、延長電解槽壽命和提高單位面積產能等方面，在對陰極碳塊的選擇上，出現了向增大石墨化度方向的發展趨勢，國外越來越多的鋁電解生產廠家開始選用石墨化陰極碳塊。國內部分鋁電解生產廠家也出現了嘗試使用進口石墨化陰極碳塊的趨勢。因此，國內部分碳素生產廠家已開始對石墨化陰極碳塊進行生產。目前，國外品質較優和得到用戶認可的碳素陰極制品，主要有法國沙瓦公司、德國西格里公司和日本電極公司生產的產品。其中以法國沙瓦公司生產的產品為主要代表，其標準涉及的范圍較廣，在產品系列的牌號規定方面是按照人造石墨的配入含量和生產工藝不同進行。其系列產品

4、主要有CF1、CF2、HC3、HC5、HC10（不同石墨含量）陰極碳塊和G、K（浸漬、不浸漬）石墨化陰極碳塊兩大類別。在理化指標方面主要有：真密度、體積密度、氣孔率、灰份、抗壓強度、抗彎強度、電阻率、導熱率、熱膨脹系數、彈性模量和鈉膨脹系數等。并且還提供產品不同方向的理化指標值。該標準能全面和較好地反映不同類別制品的特性和要求。其中，浸漬和不浸漬石墨化陰極碳塊的指標體系及平均理化指標如下表所示：牌號典型值G（浸漬）K（不浸漬）真密度（g/cm3）2.22.2表觀密度（g/cm3）1.591.56氣孔率（%）2829灰份（%）0.300.30抗壓強度（MPa）2420抗折強度（MPa）128彈性

5、模量（Gpa）67.3電阻率（m）1010.5熱導率（W/mk）12.012.0線性膨脹系數（1×10-6/）3.22.5鈉膨脹系數（）0.50.5而目前國內相關的產品標準僅有半石墨質鋁用陰極碳塊標準和高石墨質鋁用陰極碳塊標準。它們只能反應該種類陰極碳塊的特性和要求。而石墨化陰極碳塊至今尚無相關的產品標準作指南。這給生產工作的組織和銷售工作的開展帶來極大的不便。因此，需石墨化陰極碳塊的生產標準進行制訂。確定本標準的指標體系2007年9月本標準起草小組一行五人前往國內石墨化陰極碳塊的主要生產廠家進行調研，對各家的工藝狀況、設備狀況和質量控制體系進行了調查，通過對各廠的生產數據和樣品進行

6、收集、取樣、整理和分析，得出我國目前石墨化陰極碳塊的真實狀況和水平如下： 表（1）表觀密度真比重電阻率灰份耐壓強度抗折強度揚氏模量熱膨脹系數鈉膨脹率g/cm3g/cm3mmPamPaGPa×10-6/1.521.632.142.2311160.190.4811205826253000.20.92.73.452595035.5為能全面反映石墨化鋁用陰極碳塊的特性和滿足用戶需求，并引導陰極碳塊工廠的設計、生產。本產品標準將參照法國沙瓦公司標準體系進行制訂，確定本標準的指標包括：真密度、表觀密度、電阻率、氣孔率、耐壓強度、灰份、抗折強度、楊氏模量、鈉膨脹率、熱膨脹系數。同時考慮了目前我國分

7、析設備的客觀實際，將真密度、表觀密度、氣孔率、耐壓強度、電阻率和灰份指標作為常規指標。其余指標作為參考指標。現將本標準的制訂說明如下：A、產品理化指標方向的規定產品中所涉及到的理化指標均按照其在成型過程中平行于受力方向進行規定。B、產品標準中各牌號的規定國外眾多碳素生產廠家在對石墨化系列陰極碳塊的牌號進行分類時，是按照其在生產和制造中的工藝過程處理來劃分，主要有浸漬和不浸漬兩種牌號的石墨化陰極碳塊。石墨化陰極碳塊的生產和使用，是國內近年來才開始起步的產業，目前國內能進行生產或準備進行生產的廠家不多，主要分布在貴州、河南、山西、山東和寧夏一帶。其產品主要是以批量生產或試制生產不經浸漬處理的石墨化

8、陰極碳塊為主。而經浸漬處理后的石墨化陰極碳塊因技術、成本和市場方面的原因，各碳素生產廠家都還未考慮進行生產。因此，本次標準制訂時，暫時只對不經浸漬的石墨化陰極碳塊進行劃分和規定。C、常規指標的制定與說明通過對國內各廠家的生產數據收集和分析，并充分考慮國內實際生產狀況后，將值各項常規指標制訂如下。 表觀密度真比重電阻率氣孔率灰份耐壓強度g/cm3g/cm3m%mPa1.562.214290.416從上述所列的各項指標中可看出：各項常規指標值基本上接近國內同類產品的平均水平。同時也基本接近法國沙挖公司同類產品的典型值。在制定本標準的過程中，將常規指標中各項指標的實際值選擇在國內同類產品的平均水平，

9、是出于如下考慮的：石墨化陰極碳塊對于我國碳素行業和鋁電解行業來說，都是一個新生事物。在目前能生產該項產品的廠家中，基本上處于批量性生產和探索性試制的過程中，一些關鍵工藝和經濟技術指標都還有待進一步優化、完善和提高。因此，在初次制定本標準時，不宜將各項指標值選擇過高。另外，從前期調研的結果看，目前國內所批量生產和試制的石墨化陰極碳塊，還未完全應用在國內鋁電解行業，基本上都是銷往國外。而國外用戶在進行商務談判時，基本上是應用法國沙瓦等幾家碳素公司的標準作指南。如果此次將各項指標制定過高，那將不利于整個碳素行業的發展。鑒于上述，本次制定各項指標值的原則是。既使之符合我國碳素生產實際狀況，又與法國沙瓦公司系列產品的典型值相接近。D、參考指標的制定與說明在制定本標準時，按照國際慣例，也引入了抗折強度、熱膨脹系數、楊氏模量和鈉膨脹率等指標。但考慮到國內部分廠家目前還未具備分析能力，因此，本次制定作為參考指標。各指標值如下：抗折強