SATRAD GROUP fournit des blocs d’anode en carbone de qualité supérieure pour les opérations d’électrolyse. Nos blocs de carbone respectent les normes ISO 9001 et ASTM, avec des spécifications personnalisables pour répondre à vos besoins uniques en électrolyse.
Qu’est-ce qu’un bloc d’anode en carbone ?
Les anodes précuites sont utilisées comme matériaux d’anode dans les cellules électrolytiques d’aluminium précuites dans les fonderies. Elles sont produites en utilisant du coke de pétrole et du coke de brai comme agrégats, liés avec du brai de houille. Après cuisson, ces blocs de carbone acquièrent une forme géométrique stable, on les appelle donc également blocs d’anode précuits en carbone, et ils sont conventionnellement désignés comme anodes en carbone pour l’électrolyse de l’aluminium.
Les blocs d’anode en carbone sont généralement des cuboïdes rectangulaires, comportant 2 à 4 creux sur leur surface supérieure. Ces creux de carbone mesurent 160 à 180 mm de diamètre et 80 à 110 mm de profondeur. Lors de l’assemblage des anodes, les creux accueillent les tiges d’anode, qui sont ensuite reliées à l’anode via un moulage en fonte phosphoreuse, formant un ensemble intégré de blocs de carbone.
Les dimensions des blocs d’anode en carbone varient selon la capacité de courant de la cellule électrolytique. Ils fonctionnent généralement à une densité de courant de 0,70 à 0,90 A/cm² et ont un cycle de vie de 20 à 28 jours.
Propriétés
| Grade | Densité apparente g/cm³ | Densité réelle g/cm³ | Résistance à la compression MPa | Réactivité % | Résistance à la flexion MPa | Résistivité à température ambiante μΩ·m | Coefficient de dilatation thermique K | Teneur en cendres % |
| Not less than | Not more than | |||||||
| TY – 1 | 1.56 | 2.05 | 35 | 85 | 9 | 57 | 4.5×10⁻⁶ | 0.5 |
| TY – 2 | 1.53 | 2.03 | 32 | 80 | 8 | 62 | 5.0×10⁻⁶ | 0.7 |
Remarque : Si l’acheteur a des exigences particulières pour des propriétés physiques ou chimiques autres que celles fournies (comme la conductivité thermique, le module d’élasticité, la réactivité à l’air, la perméabilité à l’air ou le contenu en éléments traces : soufre, vanadium, nickel, silicium, fer, sodium, calcium, titane, etc.), celles-ci seront déterminées par consultation entre le fournisseur et l’acheteur et précisées dans le contrat.
Processus de fabrication des blocs d’anode en carbone
La production des matériaux d’anode inclut : le pré-broyage, le calcination, le broyage, le criblage, la classification et le conditionnement des matières premières telles que le coke de pétrole, le coke de brai et les anodes usagées ; le prétraitement et le mélange des liants ; ainsi que le moulage, la cuisson et le nettoyage de la pâte après mélange.
1. Préparation des matières premières
- Pré-broyage des matières premières (coke de pétrole, coke de brai, anodes usagées)
- Calcination du coke pour éliminer les volatiles et améliorer la conductivité
- Broyage, criblage et classement pour obtenir la distribution granulométrique désirée
- Formulation des agrégats
2. Préparation du liant
- Prétraitement du brai de houille pour ajuster la viscosité et le point de ramollissement
3. Mélange et pétrissage
- Pétrissage des agrégats secs avec le liant chauffé pour produire une pâte homogène verte
4. Moulage
- Moulage (compactage vibratoire ou extrusion) de la pâte en blocs verts
5. Cuisson
- Cuisson des blocs verts dans des fours (généralement 1100-1200°C) pour carboniser le liant et développer la résistance mécanique
6. Finition
- Usinage aux dimensions finales
- Contrôle qualité (densité, résistivité, tests de résistance)
Matières premières utilisées dans le processus de fabrication
1. Coke de pétrole
- Le coke de pétrole brut est obtenu des raffineries comme sous-produit des unités de cokéfaction retardée, où les résidus pétroliers subissent un craquage thermique. Aussi appelé coke retardé, il constitue la matière première principale pour la production d’anodes dans les fonderies d’aluminium.
- Le coke de pétrole est privilégié pour la fabrication des anodes en carbone en raison de sa :
- Haute pureté (faible teneur en métal/cendres)
- Excellente résistance mécanique
- Bonne conductivité électrique
- En plus du coke retardé, les raffineries produisent également du coke fluide, un coke de qualité inférieure dérivé du pétrole lourd via la cokéfaction en lit fluidisé.
2. Coke de brai
- Une alternative est le coke de brai, produit par pyrolyse et cokéfaction du brai de houille.
- Comparé au coke de pétrole, le coke de brai présente :
- Moins de matière volatile
- Une densité et une stabilité mécanique supérieures
- Moins de matière volatile
3. Coke de pétrole calciné (CPC)
- Le coke de pétrole brut contient une forte humidité (5-10 %) et des matières volatiles (8-12 %), ainsi que des impuretés métalliques et non métalliques en traces.
- Sa faible densité réelle, sa résistance médiocre et sa résistivité électrique élevée le rendent inadapté à la production directe d’anodes.
- La calcination à 1250–1350°C élimine les volatiles et améliore :
- La résistance mécanique
- La densité réelle
- La conductivité électrique
- Une densité apparente plus élevée du CPC est corrélée à une meilleure qualité des anodes.
4. Brais de houille (liant)
Le brai de houille est particulièrement adapté comme liant pour les produits en carbone et graphite dans les industries métallurgiques ferreuses et non ferreuses grâce à :
- Haute teneur en carbone (généralement 92–95 %)
- Excellentes propriétés de liaison (point de ramollissement 80–110°C pour une imprégnation optimale)
- Haute pureté après carbonisation (teneur en cendres <0,3 % après traitement à 1200°C)
- Faible coût de production (sous-produit de la purification des gaz de four à coke)
Cela en fait le choix dominant de liant pour :
✓ Anodes précuites (électrolyse de l’aluminium)
✓ Électrodes en graphite (acier EAF)
✓ Blocs de carbone (fusion Mg/Pb/Zn)
✓ Pâtes cathodiques (cellules de réduction de l’aluminium)
5. Anodes usagées (butts)
Les anodes usagées servent également de source de carbone pour la fabrication d’anodes précuites. Lorsque les anodes usagées sont utilisées comme matière première, la croûte électrolytique adhérente doit être soigneusement retirée.
Dans la pratique standard, les anodes recyclées des cellules électrolytiques sont traitées avec le coke de pétrole calciné. Les anodes nettoyées sont généralement broyées et mélangées dans la nouvelle formulation d’anode comme partie de la fraction d’agrégats grossiers dans le mélange sec.
Emballage
Les produits d’anode précuits peuvent être simplement emballés dans un film plastique, ou d’autres méthodes d’emballage peuvent être convenues entre le fournisseur et l’acheteur.
Transport et stockage
Les anodes précuites doivent être maintenues propres et sèches pendant le transport et le stockage pour éviter l’humidité et les dommages.
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✅ Teneur en carbone fixe ≥95 % (jusqu’à 98 % pour les grades haut de gamme) avec un minimum d’impuretés
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