淺談鋁用炭素生產存在的問題和解決措施

李 智

（中國鋁業股份有限公司廣西分公司，廣西 百色 531400）

鋁用炭素電極的生產在整個鋁冶煉行業的生產環節中都是十分重要的一環，這個階段的生產主要用到的材料為陽極炭塊和陰極炭塊。雖然我國目前鋁用炭素的生產已經有了一定的進步，但是從生產技術的現代化程度以及產品的質量上來看，與其他以有色金屬的冶煉和生產為主的國家相比還存在一定的差距。因此，有必要對鋁炭素的生產工藝和產品質量進行改進。

1 鋁用炭素的概況

碳元素是自然界的基本元素，一切動植物都是由碳元素為基本骨架構成的。碳元素在自然界中的存在并不是單調的，其存在方式是及其豐富的。我們的日常生活中也離不開含有碳元素的各種產品。作為最常見和使用最廣泛的生活材料的鋼材和鐵制品內都含有一定量的碳元素。碳在元素周期表中排在第六位，是一種常見的非金屬元素，其通用的元素符號是C。在自然界中碳是由有機物通過一定條件下的熱分解反應生成的。而在人工條件下的生產則要通過一系列復雜的生產工藝。我們常常把生產炭素材料的工廠稱之為炭素廠。鋁用炭素的生產使用的材料也是十分常見的，例如，石油焦、煤瀝青等。其生產原理較為簡單。其主要的生產原理是電化學反應，在該反應中陽極材料和陰極材料都是放置于電解槽內的，電解槽內還有具備導電性能的電解液。電流從陽極導入，從陰極導出。生產出來的炭素材料類型十分豐富，如果以材料性質來區分的話可以分為半石墨質、石墨質和炭質[1，2]。

2 我國的鋁用炭素生產面臨的問題

我國的鋁用炭素的生產水平和產品質量與相關行業的領先國家來說還具有一定的差距，有待提高的方面還有很多。當前的主要工作是從我國現有的生產工藝為基礎，結合國外的優秀生產技術，對生產工藝進一步進行研究，爭取開創出具有創新意識的生產方法，為我國的工業生產技術的整體提高做一份貢獻。在實際的生產和使用中，人們提到鋁用炭素，一般是指陽極炭素和陰極炭素兩大類。在生產這些鋁用炭素的過程中，生產能耗高，炭渣脫落情況明顯問題一直都存在，除此之外預焙陽極的體積密度也達不到國際級別的標準。近些年來，我國從西方引進了一系列的生產工藝和相關的生產設備，但是這些工藝和設備都是被西方所淘汰的，生產出的產品不能夠滿足我國的發展所需。針對這一問題，我國相關研究人員對現有的技術進行了改造，也取得了一定的成就。其中，大型預焙槽技術的問世使得我國成為了世界上少數幾個掌握了這項技術的國家之一。目前這項技術已經投入生產中。

（1） 市場和競爭環境不佳。社會經濟的發展使得某些私營企業也加入到炭素生產的市場中來，但是這些私人企業由于資金不充足，所以無論是生產設備和生產技術都達不到標準，但是將利益置于首要地位。所以產品的質量往往是無法滿足需求的。除此之外，相關部門對該行業的監管不到位，未制定全面的管理辦法和懲處體系，這使得各企業直接往往存在相互壓價等不良現象。這些問題導致了整個市場相對比較混亂，不利于該產業的進步和發展的。

（2） 設備老化。目前來看，行業內的大部分企業用于生產的設備都普遍存在老化的現象。老化的設備，耗能高而且生產出的產品達不到使用標準。這種現狀，不僅造成了能源和原材料的浪費，而且也對環境造成了很大的破壞。設備老化的問題，是一個急需改進的問題。他關系到生產安全和環境污染等問題。如果這個問題得不到妥善的解決，將嚴重制約我國的鋁用炭素行業的發展，甚至對整體的工業生產都會造成不良的影響。

（3）產品質量不高。炭素制品的質量直接影響到炭素陽極的消耗速度。另外，炭素制品的質量如果不夠好，將會大大縮短電解槽的使用年限，并且會經常出現問題使得檢修的頻率大幅提高。而各生產企業由于技術、資金等各種原因而導致生產出的產品質量并不高。除此之外，生產原材料的好壞也影響著碳素制品的質量。簡言之，由于各種問題的存在，我國生產出的炭素制品的質量往往不高。

（4）產品標準和檢測方法落后。國外炭素產品的生產工藝和產品質量之所以比我國先進，除了技術問題和資金問題之外，在管理上的差距也是實際存在的一個方面。我國對產品質量的檢測方法相對落后，同時產品標準的設置也較低。較低的標準使得生產過程中對鋁用炭素陽極的理化性能不夠重視。這導致我國生產的鋁用炭素產品在國際上不受青睞。所以我國應該改進檢測方法和提高產品標準。

（5） 環保技術有待進一步突破。鋁用炭素行業的環保技術及裝備，雖然能滿足當前環保政策的要求，但是在環保技木理論上沒有根本性突破，業內應用的幾種環保技術和方法主要是從電力行業移植過來的，雖然從目前來看，移植較為成功，但是鋁用炭素行業的煙氣治理與電力行業還是有所不同的。未來，在鋁用炭素行業環保技術理論上還需要有新的建樹和突破，形成行業自身的理論體系。

（6) 新工藝、新技術沒有理論性的突破。鋁用陽極生產工藝大體有三種模式，是回轉窯+連續混捏＋成型＋焙燒；二是罐式爐＋混捏鍋＋成型+焙燒；三是罐式爐＋連續混捏＋成型＋焙燒。近年來，雖然在設備大型化、高效化、智能化和余熱利用、節能減排等技術方面取得長足、快速的進步，但在探討、開發新的更優、更合理的工藝方法上，沒有根本性突破，比如如何“取消高樓部”環節，就是非常值得探索的。

（7）產品型號、規格過多，阻礙行業發展。鋁用炭素行業中，無論是鋁用陽極碳塊，還是陰極碳塊，都存在產品型號、規格五花八門、尺寸不一的特點，沒有相對統一的標準。這樣不利于企業生產和提高設備的生產率，同時也不利于產品的相對流通等。

3 提高鋁用碳素產品質量的措施

（1） 規范市場秩序。市場環境是否規范，是保證各企業進行良性競爭的前提，是確保行業穩步發展的基礎。所以，政府部門應該加強對相關企業的管理，制定合理的行業標準和對應的懲處制度。以保證各個企業之間的公平競爭。

（2）加大政府的宏觀調控。政府的宏觀調控是十分重要的，對于不具備生產資格的企業應該勒令整改或者取締。以此減少存在的安全隱患和能源浪費的問題。政府的宏觀調控，可以對資金、能源、材料等各個方面進行整合與分配。引導企業進行技術改革和設備更新。最終達到降低生產成本，減少環境污染、優化產品質量的目的。杜絕個人企業對市場和環境造成的危害。

（3）推動技術創新、擴大生產規模。長期以來，各個企業都是獨立發展，并未形成產業基地。這在很大程度上增加了生產成本，制約了產業的區域化發展。除了技術革新和設備更新外，實現規模化和集成化的生產也是有助于行業的發展的。我國應該結合區域資源優勢，建立大型的生產基地，使生產規模最大化。如此才能真正的合理規劃，整體分配，生產出滿足國際市場的產品、為我國的鋁碳素生產的穩步發展打下堅實的基礎，以期未來在國際市場上有一席之地。

（4）源頭把關、強化技術。技術是整個鋁用碳素行業的核心競爭力，產品的質量也是直接取決于生產技術的好壞。所以，應該把整改的重點放在生產技術的革新上。具體的說，對于生產所用原材料的采購就必須重視起來。從采購環節就開始對質量進行嚴格的把控。例如，生產所需的石焦油和瀝青必須達到國家標準，杜絕不合格的產品進入工廠。除此之外，在煅燒過程中，應該改進煅燒技術以提高煅燒質量和實收率；成型環節進一步優化工藝、配方，提高質量、降低消耗；焙燒環節可以借鑒國外的優秀技術，以提高產品的質量和產量。

4 結語

我國經濟的發展給各個鋁用碳素生產企業提供了絕佳的發展平臺，但是能否抓住機遇卻還有很多問題需要解決。我們不能滿足于現有的成就，要立志于生產改革。其中最重要的就是技術革新和設備更新。同時應該多關注國外同行的發展情況。與此同時，政府應該發揮其調控的能力，保障市場環境的良好，制定相應的行業標準，為各企業的發展保駕護航。可以預見的是，隨著我國經濟水平的進一步發展和全球化程度的提升，鋁碳素行業的發展必將有著更加大的上升空間。為此，企業和政府都應該抓住這次機會，為以后的發展做好充分的準備。