半石墨化侧部碳块的制造经历了原料煅烧、配料混捏、高压成型、焙烧和半石墨化热处理等关键工序。半石墨化处理的温度区间为1800-2200℃，处于碳质原料热处理过程中的特殊阶段：在此温度下，碳质基体中的无定形碳开始向石墨晶体结构转变，但转变不完全。与完全石墨化（热处理温度2500-3000℃，碳原子完全有序排列形成理想石墨层状结构）不同，半石墨化碳块的石墨微晶尺寸（Lc）约15-35nm（完全石墨化约100nm以上），层间距（d002）约0.338-0.342nm（完全石墨化约0.3354nm），各向异性程度适中。这种"半有序半无序"的微晶结构赋予半石墨化碳块独特的性能组合：较完全石墨化碳块具有更高的抗化学侵蚀能力（石墨层状结构对氟化物侵蚀的抵抗不如半有序结构），较未石墨化碳块具有更高的导热性和导电性。
半石墨化侧部碳块与氮化硅结合碳化硅砖的复合使用是铝电解槽侧壁的优化设计方案。在复合砌筑方案中，与电解质直接接触的热面层采用氮化硅结合碳化硅砖（厚80-120mm），其下方或外侧的支撑层采用半石墨化侧部碳块（厚150-300mm）。两层材料的性能形成互补：碳化硅砖在热面层抗冰晶石熔盐的直接化学侵蚀能力极强、对铝液不润湿；碳块在支撑层提供优异的热稳定性和体积稳定性，与槽壳的碳质捣打层和保温层之间的热膨胀匹配性好。两层之间通过碳化硅火泥或碳质胶泥结合，形成从热面（抗侵蚀）→中间过渡（热缓冲）→槽壳（保温隔热）的梯度功能衬里结构。这一复合衬结构可显著减少电解质熔体对槽壳的渗透风险，保护槽壳结构安全，同时延长侧壁整体使用寿命。
传统铝电解槽侧壁施工中，碳块与槽壳之间需填充大量的碳质捣打料（约5-10吨/槽），通过加热或锤击捣打密实进行密封和支撑。碳质捣打料在施工过程中释放苯并芘等有害挥发物、产生大量粉尘，对施工人员的健康危害极大。半石墨化侧部碳块采用工厂预制高精度加工（加工精度±1mm），碳块与槽壳之间只需极小间隙的碳质胶泥填充（厚度约2-5mm），碳质捣打料用量减少80-90%。在电解槽维护和局部维修时，因捣打料用量极少，碳块的拆除和更换更为方便，施工效率显著提升，工作效率较传统方案提高约50%。
电煅煤作为半石墨化碳块的核心原料，经电煅工艺（煅烧温度约1800-2000℃）处理。在电煅过程中，原煤中的挥发物（约15-25%）几乎全部排出，杂质元素（S、P、Fe、Si等）大幅度降低或挥发去除，碳含量从原煤的约80-85%提升至电煅煤的97%以上。同时电煅煤的微观结构发生变化——煤中原本的芳香族小分子逐渐缩合增大，微晶尺寸增长，碳原子的排列趋于有序化。这一纯化和结构优化过程使电煅煤具有良好的导电性和导热性、较低的反应活性（对CO₂和空气的反应速率降低50-70%），作为半石墨化碳块的基体原料，赋予制品良好的综合使用性能。
碳块经成型和焙烧后，采用大型精密机械加工设备（数控平面磨床、双端面铣床等）进行六面加工，尺寸公差控制在±1mm以内，平面度≤0.5mm。高精度加工确保了碳块之间砌筑缝隙极小（约0.5-1.0mm），砌缝用少量碳质胶泥填充即可实现密封。精准的尺寸精度也为碳化硅砖与碳块的复合砌筑提供了可靠的配合公差，保障复合衬的整体砌筑质量。
| 项目 | ST-BSH-1 | ST-BSH-2 |
|---|---|---|
| 固定碳（%）≥ | 95 | 92 |
| 灰分（%）≤ | 5 | 7 |
| 体积密度（g/cm³）≥ | 1.55 | 1.55 |
| 显气孔率（%）≤ | 20 | 22 |
| 常温耐压强度（MPa）≥ | 30 | 25 |
| 抗折强度（MPa）≥ | 8 | 7 |
| 导热系数 500℃（W/m·K）≥ | 10 | 8 |
| 石墨化度（%） | 30-50 | 20-40 |
检测方法标准：YS/T 699（铝电解槽用半石墨化炭块）、GB/T 1429（碳素材料灰分）、GB/T 2997（体积密度及显气孔率）、GB/T 5072（耐压强度）、GB/T 3001（抗折强度）、GB/T 5990（导热系数）。半石墨化碳块为含碳制品，以固定碳和灰分含量作为核心成分指标。
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 长度/宽度方向偏差（mm） | ±1.0 |
| 厚度方向偏差（mm） | ±1.0 |
| 扭曲（mm）≤ | 0.5 |
| 缺棱缺角深度（mm）≤ | 5 |
| 裂纹宽度（mm）≤ | 0.2 |
| 裂纹长度（mm）≤ | 30 |
| 层裂 | 不允许 |
有色金属冶炼行业铝电解槽侧部复合衬。主要用于铝电解槽侧壁工作衬的复合砌筑方案——半石墨化碳块作为支撑层，与氮化硅结合碳化硅砖（热面层）配合使用。适用于：新建预焙阳极铝电解槽侧壁复合衬的砌筑；在用铝电解槽侧壁的维修和翻修；电解槽侧壁不同区域的差异化设计（侧部热区选用更高石墨化度，侧部冷区选用较低石墨化度）。
采用工厂预制+现场装配的施工方式。碳块在工厂完成精密加工后运至现场，直接进行砌筑安装。施工前在电解槽槽壳内壁铺设碳质捣打料或碳质胶泥找平层。将加工好的半石墨化侧部碳块按设计顺序和编号逐块吊入槽内就位，碳块之间缝隙用碳质胶泥填充密实（缝宽≤1mm）。碳块上方（热面层）用碳化硅火泥砌筑氮化硅结合碳化硅砖进行复合衬的最终成型。砌筑完成后检查各接缝的密封性。按电解槽烘槽曲线缓慢升温至使用温度（升温速率≤10℃/h），烘槽过程中碳质胶泥碳化固结形成密封连接。
提供以下订制范围：半石墨化程度（微晶尺寸和石墨化度）可按电解槽功率和侧壁热场设计调级；碳块外形尺寸可按电解槽槽型和侧壁复合衬设计方案定制（含L型、T型等异形碳块）；可提供碳化硅砖+半石墨化碳块+碳质胶泥的侧壁复合衬整体方案设计和技术图纸。具体参数与工艺细节请联系技术团队确认。
标准包装为木托盘+钢带捆扎+防碰撞角护。碳块之间用纸板隔开防止表面划伤，每块碳块独立包裹缠绕膜防污。每件标注牌号、编号、生产批号、生产日期。大型碳块单独固定并标注吊装重心。储存防潮保持干燥。出口订单可加配熏蒸木箱或免熏蒸胶合板箱。
现场技术指导服务包含在产品服务内。由公司技术工程师赴现场提供电解槽侧壁复合衬方案设计、碳块选型推荐与砖型配置、砌筑方案交底（碳块就位顺序/复合衬接缝处理/与槽壳的间隙控制）、碳质胶泥配比和使用指导、烘槽曲线制定与监督、槽体投运后蚀损检测（碳块和碳化硅砖的分区检测跟踪）和使用周期评估等服务，直至电解槽正常投运并通过首次槽役考核。不单独收取指导费用。
自出厂之日起12个月。产品须在防潮、阴凉处（5-35℃）存放，避免碰撞和重压。超过保质期后须重新检测合格方可使用。
