RU2013141551A - Твердый материал, содержащий катодный блок - Google Patents

Твердый материал, содержащий катодный блок Download PDF

Info

Publication number
RU2013141551A
RU2013141551A RU2013141551/02A RU2013141551A RU2013141551A RU 2013141551 A RU2013141551 A RU 2013141551A RU 2013141551/02 A RU2013141551/02 A RU 2013141551/02A RU 2013141551 A RU2013141551 A RU 2013141551A RU 2013141551 A RU2013141551 A RU 2013141551A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode block
solid material
upper layer
particularly preferably
microns
Prior art date
Application number
RU2013141551/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Франк Хильтманн
Мартин КУХЕР
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 RU2013141551A publication Critical patent/RU2013141551A/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell 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)

Abstract

1. Катодный блок (20, 20', 20”) для алюминиевого электролизера с основным слоем (30, 30', 30”) и с верхним слоем (32, 32', 32”), при этом основной слой (30, 30', 30”) содержит графит, верхний слой (32, 32', 32”) имеет профилированную по меньшей мере местами поверхность, и верхний слой (32, 32', 32”) содержит углеродный композитный материал, содержащий от 15 до менее 50 мас.% твердого материала с температурой плавления по меньшей мере 1000°С.2. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 1,отличающийся тем, чтосодержащийся в верхнем слое (32, 32', 32”) твердый материал имеет измеренную в соответствии с DIN EN 843-4 твердость по Кнупу, составляющую по меньшей мере 1000 Н/мм, предпочтительно - по меньшей мере 1500 Н/мм, особенно предпочтительно - по меньшей мере 2000 Н/мм, а еще более предпочтительно - по меньшей мере 2500 Н/мм.3. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 2,отличающийся тем, чтосодержащийся в верхнем слое (32, 32', 32”) твердый материал выбран из группы, состоящей из диборида титана, диборида циркония, диборида тантала, карбида титана, карбида бора, карбонитрида титана, карбида кремния, карбида вольфрама, карбида ванадия, нитрида титана, нитрида бора, нитрида кремния, диоксида циркония, оксида алюминия и любых химических комбинаций и/или смесей двух или более из вышеупомянутых соединений.4. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,отличающийся тем, чтосодержащийся в верхнем слое (32, 32', 32”) твердый материал имеет одномодальный гранулометрический состав, при этом средний объемно-массовый размер (d) частиц, определенный методом статического рассеивания света в соответствии с ISO 13320-1, составляет от 10 до 20 мкм, предпочтительно - от 12 до 18 мкм, а особенно предпочтительно - от 14 до 16 мкм.5. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,о

Claims (28)

1. Катодный блок (20, 20', 20”) для алюминиевого электролизера с основным слоем (30, 30', 30”) и с верхним слоем (32, 32', 32”), при этом основной слой (30, 30', 30”) содержит графит, верхний слой (32, 32', 32”) имеет профилированную по меньшей мере местами поверхность, и верхний слой (32, 32', 32”) содержит углеродный композитный материал, содержащий от 15 до менее 50 мас.% твердого материала с температурой плавления по меньшей мере 1000°С.
2. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 1,
отличающийся тем, что
содержащийся в верхнем слое (32, 32', 32”) твердый материал имеет измеренную в соответствии с DIN EN 843-4 твердость по Кнупу, составляющую по меньшей мере 1000 Н/мм2, предпочтительно - по меньшей мере 1500 Н/мм2, особенно предпочтительно - по меньшей мере 2000 Н/мм2, а еще более предпочтительно - по меньшей мере 2500 Н/мм2.
3. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 2,
отличающийся тем, что
содержащийся в верхнем слое (32, 32', 32”) твердый материал выбран из группы, состоящей из диборида титана, диборида циркония, диборида тантала, карбида титана, карбида бора, карбонитрида титана, карбида кремния, карбида вольфрама, карбида ванадия, нитрида титана, нитрида бора, нитрида кремния, диоксида циркония, оксида алюминия и любых химических комбинаций и/или смесей двух или более из вышеупомянутых соединений.
4. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,
отличающийся тем, что
содержащийся в верхнем слое (32, 32', 32”) твердый материал имеет одномодальный гранулометрический состав, при этом средний объемно-массовый размер (d3,50) частиц, определенный методом статического рассеивания света в соответствии с ISO 13320-1, составляет от 10 до 20 мкм, предпочтительно - от 12 до 18 мкм, а особенно предпочтительно - от 14 до 16 мкм.
5. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,
отличающийся тем, что
содержащийся в верхнем слое (32, 32', 32”) твердый материал имеет одномодальный гранулометрический состав, при этом средний объемно-массовый размер (d3,50) частиц, определенный методом статического рассеивания света в соответствии с ISO 13320-1, составляет от 3 до 10 мкм, а предпочтительно - от 4 до 6 мкм.
6. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,
отличающийся тем, что
размер d3,90 частиц твердого материала, определенный методом статического рассеивания света в соответствии с ISO 13320-1, составляет от 20 до 40 мкм, а предпочтительно - от 25 до 30 мкм.
7. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 5,
отличающийся тем, что
размер d3,90 частиц твердого материала, определенный методом статического рассеивания света в соответствии с ISO 13320-1, составляет от 10 до 20 мкм, а предпочтительно - от 12 до 18 мкм.
8. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,
отличающийся тем, что
размер d3,10 частиц твердого материала, определенный методом статического рассеивания света в соответствии с ISO 13320-1, составляет от 2 до 7 мкм, а предпочтительно - от 3 до 5 мкм.
9. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,
отличающийся тем, что
размер d3,10 частиц твердого материала, определенный методом статического рассеивания света в соответствии с ISO 13320-1, составляет от 1 до 3 мкм, а предпочтительно - от 1 до 2 мкм.
10. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,
отличающийся тем, что
твердый материал представляет собой неоксидную титанокерамику, а предпочтительно - диборид титана, и имеет гранулометрический состав, характеризуемый значением разброса, рассчитываемым в соответствии со следующим уравнением:
Разброс=(d3,90-d3,10)/d3,50,
от 0,65 до 3,80, а особенно предпочтительно - от 1,00 до 2,25.
11. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 3,
отличающийся тем, что
твердый материал содержит по меньшей мере 80 мас.%, предпочтительно - по меньшей мере 90 мас.%, особенно предпочтительно - по меньшей мере 95 мас.%, еще более предпочтительно - по меньшей мере 99 мас.%, а наиболее предпочтительно - 100 мас.%, неоксидной титанокерамики, предпочтительно - диборида титана.
12. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 11,
отличающийся тем, что
верхний слой (32, 32', 32”) содержит от 15 до 40 мас.%, а предпочтительно - от 15 до 30 мас.%, твердого материала с температурой плавления по меньшей мере 1000°С.
13. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 12,
отличающийся тем, что
верхний слой (32, 32', 32”) содержит от 85 до более 50 мас.%, предпочтительно - от 85 до 60 мас.%, особенно предпочтительно - от 85 до 70 мас.% углерода.
14. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 13,
отличающийся тем, что
углерод представляет собой аморфный углерод, графит или смесь аморфного углерода и графита.
15. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 14,
отличающийся тем, что
верхний слой (32, 32', 32”) имеет вертикальное удельное электрическое сопротивление при 950°С, составляющее от 20 до 32 Ом·мкм, а предпочтительно - от 22 до 28 Ом·мкм.
16. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 15,
отличающийся тем, что
толщина верхнего слоя (32, 32', 32”) составляет от 1 до 50%, предпочтительно - от 5 до 40%, особенно предпочтительно - от 10 до 30%, а еще более предпочтительно - от 15 до 25%, от общей высоты катодного блока (20, 20', 20”).
17. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 16,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) профилирована по меньшей мере одним углублением (34, 34') и/или по меньшей мере одним возвышением (36).
18. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 17,
отличающийся тем, что
упомянутое по меньшей мере одно углубление (34, 34') и/или упомянутое по меньшей мере одно возвышение (36) выполнено имеющим выпуклую, вогнутую или полигональную форму, например, трапецеидальную, треугольную, прямоугольную или квадратную форму, если смотреть в поперечном направлении катодного блока (20, 20', 20”).
19. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 18,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) имеет по меньшей мере одно углубление (34, 34'), при этом отношение глубины к ширине упомянутого по меньшей мере одного углубления (34, 34') составляет от 1:3 до 1:1, а предпочтительно - от 1:2 до 1:1.
20. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 19,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) имеет по меньшей мере одно углубление (34, 34'), при этом глубина упомянутого по меньшей мере одного углубления (34, 34') составляет от 10 до 90 мм, предпочтительно - от 40 до 90 мм, а особенно предпочтительно - от 60 до 80 мм.
21. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 20,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) имеет по меньшей мере одно углубление (34, 34'), при этом ширина упомянутого по меньшей мере одного углубления (34, 34') составляет от 100 до 200 мм, особенно предпочтительно - от 120 до 180 мм, а еще более предпочтительно - от 140 до 160 мм.
22. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 21,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) имеет по меньшей мере одно возвышение (36), при этом отношение высоты к ширине упомянутого по меньшей мере одного возвышения (36) составляет от 1:2 до 2:1, а предпочтительно - 1:1.
23. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 22,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) имеет по меньшей мере одно возвышение (36), при этом высота упомянутого по меньшей мере одного возвышения (36) составляет от 10 до 150 мм, предпочтительно - от 40 до 90 мм, а особенно предпочтительно - от 60 до 80 мм.
24. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 23,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) имеет по меньшей мере одно возвышение (36), при этом ширина упомянутого по меньшей мере одного возвышения (36) составляет от 50 до 150 мм, особенно предпочтительно - от 55 до 100 мм, а еще более предпочтительно - от 60 до 90 мм.
25. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 24,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) имеет по меньшей мере одно углубление (34, 34') и по меньшей мере одно возвышение (36), при этом отношение ширины упомянутого по меньшей мере одного углубления (34, 34') к ширине упомянутого по меньшей мере одного возвышения (36) составляет от 4:1 до 1:1, а особенно предпочтительно - 2:1.
26. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 25,
отличающийся тем, что
поверхность верхнего слоя (32, 32', 32”) имеет от 1 до 3, а особенно предпочтительно - 2 углубления (34, 34').
27. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 26,
отличающийся тем, что
основной слой (30, 30', 30”) на по меньшей мере 80 мас.%, предпочтительно - на по меньшей мере 90 мас.%, особенно предпочтительно - на по меньшей мере 95 мас.%, еще более предпочтительно - на по меньшей мере 99 мас.%, а наиболее предпочтительно - полностью, состоит из графита и связующего.
28. Катодный блок (20, 20', 20”) по п. 27,
отличающийся тем, что
основной слой (30, 30', 30”) имеет вертикальное удельное электрическое сопротивление при 950°С, составляющее от 13 до 18 Ом·мкм, а предпочтительно - от 14 до 16 Ом·мкм.
RU2013141551/02A 2011-02-11 2012-02-06 Твердый материал, содержащий катодный блок RU2013141551A (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011004001A DE102011004001A1 (de) 2011-02-11 2011-02-11 Hartstoff enthaltender oberflächenprofilierter Kathodenblock
DE102011004001.3 2011-02-11
PCT/EP2012/051954 WO2012107397A2 (de) 2011-02-11 2012-02-06 Hartstoff enthaltender oberflächenprofilierter kathodenblock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2013141551A true RU2013141551A (ru) 2015-03-20

Family

ID=45562341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013141551/02A RU2013141551A (ru) 2011-02-11 2012-02-06 Твердый материал, содержащий катодный блок

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2673398A2 (ru)
CN (1) CN103429791A (ru)
CA (1) CA2826860A1 (ru)
DE (1) DE102011004001A1 (ru)
RU (1) RU2013141551A (ru)
WO (1) WO2012107397A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016171580A1 (ru) * 2015-04-23 2016-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Электрод алюминиевого электролизера (варианты)

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4333813A (en) * 1980-03-03 1982-06-08 Reynolds Metals Company Cathodes for alumina reduction cells
US4308114A (en) * 1980-07-21 1981-12-29 Aluminum Company Of America Electrolytic production of aluminum using a composite cathode
US4544457A (en) * 1982-05-10 1985-10-01 Eltech Systems Corporation Dimensionally stable drained aluminum electrowinning cathode method and apparatus
US4544469A (en) * 1982-07-22 1985-10-01 Commonwealth Aluminum Corporation Aluminum cell having aluminum wettable cathode surface
US4466995A (en) * 1982-07-22 1984-08-21 Martin Marietta Corporation Control of ledge formation in aluminum cell operation
US4481052A (en) * 1983-01-28 1984-11-06 Martin Marietta Corporation Method of making refractory hard metal containing tiles for aluminum cell cathodes
DE69532052T2 (de) 1994-09-08 2004-08-19 Moltech Invent S.A. Mit versenkten Nuten drainierte horizontale Kathodenoberfläche für die Aluminium Elektrogewinnung
DE19714433C2 (de) 1997-04-08 2002-08-01 Celanese Ventures Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung mit einem Titanborid-gehald von mindestens 80 Gew.-%
CN1091471C (zh) * 2000-05-08 2002-09-25 新化县碳素厂 硼化钛─碳复合层阴极碳块及其制备方法
CN1245537C (zh) * 2003-04-15 2006-03-15 中南大学 一种常温固化铝电解用硼化钛阴极涂层
CN100366800C (zh) * 2004-12-28 2008-02-06 中国铝业股份有限公司 一种TiB2复合层阴极炭块制备方法
CN100491600C (zh) * 2006-10-18 2009-05-27 中国铝业股份有限公司 一种可湿润阴极炭块的制备方法
CN100478500C (zh) 2007-03-02 2009-04-15 冯乃祥 一种异形阴极碳块结构铝电解槽
CN101165217A (zh) * 2007-08-08 2008-04-23 中国铝业股份有限公司 一种基体为高石墨质的可湿润阴极炭块及其生产方法
CN101701344B (zh) * 2009-11-12 2011-08-31 沈阳北冶冶金科技有限公司 一种降低电解槽中铝液流速、减缓阴极磨损的方法
CN101844926B (zh) * 2010-03-24 2012-11-07 中南大学 二硼化钛粉末造粒方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016171580A1 (ru) * 2015-04-23 2016-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Электрод алюминиевого электролизера (варианты)
RU2660448C2 (ru) * 2015-04-23 2018-07-06 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Электрод алюминиевого электролизера (варианты)
US11339490B2 (en) 2015-04-23 2022-05-24 United Company RUSAL Engineering and Technology Centre LLC Aluminum electrolyzer electrode (variants)

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012107397A2 (de) 2012-08-16
WO2012107397A3 (de) 2012-10-04
CN103429791A (zh) 2013-12-04
CA2826860A1 (en) 2012-08-16
DE102011004001A1 (de) 2012-08-16
EP2673398A2 (de) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2535117T3 (es) Capa de protección al desgaste
JP2012041239A5 (ru)
NO800727L (no) Katodiske stroemledere til bruk ved aluminiumreduksjon
SE0800541L (sv) Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
RU2014122552A (ru) Полирующий состав
EA201100542A1 (ru) Кристаллические керамические частицы
RU2013141553A (ru) Поверхностно профилированный графитовый катодный блок с износостойкой поверхностью
RU2013141551A (ru) Твердый материал, содержащий катодный блок
GB2076021A (en) Electrode arrangements in cells for manufacture of aluminium from molten salts
Thorne et al. Bubble evolution and anode surface properties in aluminium electrolysis
CN109715858A (zh) 碳材料及制造碳材料的方法
JPWO2018092791A1 (ja) 切削インサート及び切削工具
US8741185B2 (en) Composite materials for wettable cathodes and use thereof for aluminum production
EP1464723A3 (en) Thermal barrier coating having nano scale features
RU2011153091A (ru) Суспензия абразивных зерен
Cherginets et al. Solubility of Al2O3 in Some Chloride− Fluoride Melts
RU2013141533A (ru) Катодный блок с содержащим твердый материал верхним слоем
Li et al. Effect of Si and C concentration on the microstructure, and the mechanical, tribological and electrochemical properties of nanocomposite TiC/a-SiC: H/aC: H coatings prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition
RU2015127998A (ru) Боковой блок для стенки в электролизере для восстановления алюминия
BRPI0620069A2 (pt) compostos inorgánicos
RU2276700C1 (ru) Футеровка катодной части алюминиевого электролизера
RU2013112862A (ru) Катод, устройство для получения алюминия, и применение катода при получении алюминия
Amara et al. Interactions between lead glazes and bodies: research on the mode of application of the glazing mixture
CA2900418A1 (en) Cathode block having an abrasion-resistant surface that can be wetted
JP5892335B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を備える表面被覆切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20150316