阴极废炭块的种类根据制品的质量要求、选用的原料和采用工艺条件,中国对阴极废炭块基本划分为普通阴极废炭块、半石墨质废炭块和石墨质废炭块3大类。普通阴极废炭块以1250~1350℃煅烧的无烟煤为主要原料。半石墨质废炭块根据生产工艺不同分为两种。
一种是用较多的易石墨化的焦炭为骨料,生制品焙烧以后再进入石墨化炉在1800~2000℃的温度下进行热处理,这种废炭块称半石墨(化)废炭块。前者的强度、硬度较高,后者的导电性能及整体性效果较好。石墨质废炭块,以易石墨化焦为原料,其石墨化处理温度应达到2500℃左右。
另一种是以优质高温电煅烧无烟煤或者,以较多的石墨碎块甚至全部用石墨碎块为骨料,成型后的生坯制品只经过焙烧(焙烧温度不超过1200℃)不再进入石墨化炉热处理,这种废炭块称半石墨质废炭块。
半石墨质废炭块与石墨废炭块的区别在于制品晶格有序排列的程度的不同,即石墨化度的不同。可以用制品电阻率的大小来表示石墨化程度的高低。石墨质废炭块的晶格基本完全处于有序排列的状态,电阻率小于15μΩm;半石墨质废炭块的石墨化程度较低或只有部分石墨化,电阻率15~45μΩm。在工艺上表现为热处理温度,半石墨质废炭块的热处理最高温度2000℃左右,石墨质废炭块的石墨化处理温度为2500~2800℃。普通阴极废炭块,电阻率50~60μΩm。石墨阴极废炭块中国尚无应用。
它砌筑在电解槽底部亦称底部废炭块。特性阴极废炭块起导电和构成电解槽内衬双重作用。铝电解生产要求阴极废炭块有耐高温。耐熔盐侵蚀和导电、导热性能良好及机械强度高、抗热震性好和抗钠侵蚀性强等特性,这有利于和铝电解生产节能和槽寿命的提高。