淺談炭陽極質量的提升

許 博

（中鋁山西華圣鋁業有限公司炭素廠，山西 永濟 044500）

炭陽極的生產需要專業的企業進行生產，制造炭陽極的原材料、生產工藝、后期加工等一系列步驟都需要嚴格要求，但是部分生產炭陽極的企業，生產的炭質量較低，在還原氧化鋁的過程中炭的消耗速度非常快，使得鋁的生產效率非常低，還消耗了大量的資源，所以提高炭陽極質量對提高生產鋁的效率非常關鍵。對于現階段炭陽極質量的提升，主要從原料、生產工藝、后期處理和企業管理方面入手，從客觀與主觀兩方面入手，從而從整體上提升炭陽極的質量。炭陽極的原材料是石油焦，制備好的炭陽極對石油焦的要求很高，需要企業嚴格挑選供貨商。制備高質量的炭陽極對下一階段企業生產鋁非常關鍵，提高炭陽極質量對整個國家鋁產業都會有質的飛躍。

1 炭陽極質量的現狀與問題總結

1.1 對原材料要求不嚴格導致炭陽極質量低

炭陽極的主要原料就是石油焦，對石油焦的要求很高，但是企業在選擇石油焦時，忽略了石油焦的主要性質，使企業在后期生產炭陽極的過程中炭陽極灰份高、裂紋和斷層、比電阻大、氣孔率高、強度差等一系列不達標性質。企業因為不嚴格要求和選擇石油焦的水份、灰份、揮發份、固定碳等基本要素，一般生產高質量的炭陽極需求石油焦中水份不超過0.3%、灰份不超過0.5%、揮發份不超過0.5%、振實密度控制在≥0.87g/cm3，只有這樣才能在保證后期工藝水平達標的情況下生產出高質量的炭陽極。其中，企業在選擇供應商的時候都會選擇多家供應商，而不同的供應商在不同階段供應的石油焦質量會有細微的區別，企業沒有對這些石油焦分區塊儲存就會使工廠煅燒石油焦時，因石油焦不同的理化性質造成石油焦的煅燒不合格等情況出現。所以，對原材料的質量嚴格要求，對原材料的管理辦法科學、合理是提升炭陽極質量的一小步。

1.2 制備炭陽極的生產工藝落后

制備炭陽極的過程中，最重要的就是對生產工藝的要求。現階段，國內企業生產炭陽極的生產工藝相對落后于先進水平，在制備炭陽極的過程中主要依靠人工進行操作，無法避免一些操作上的不熟練或者失誤。其中，炭陽極生產包含對石油焦的煅燒、對石油焦的破碎、篩分、磨粉、混捏成型、對炭塊的焙燒、包裝等多個工藝步驟。這些工藝步驟中任何一項因技術達不到需求或者設備落后都會對炭陽極的質量造成影響。關于石油焦的煅燒過程是在煅燒爐中進行，溫度需要穩定且保持在1250至1350攝氏度之間，但是國內煅燒爐有的采用的是傳統的煅燒爐，溫度難以控制，不能恒定在某一個范圍，對石油焦的煅燒會出現密度分布不均勻，煅后的焦中水份、揮發份不能達到要求的標準。成型的炭陽極需要石油焦經過很多工藝步驟才能達到，其中對于石油焦的破碎就是一項關鍵技術，粉碎后的石油焦的大小、數量、形狀都會對后期制造炭制品造成影響，但是現實工廠內的研磨機設備老化，研磨過程中研磨不充分、不徹底等等。這些是影響炭陽極質量的關鍵所在，提高這些工藝步驟的水平是提高炭陽極質量的基礎。

1.3 后期抽檢炭陽極質量不合理

炭陽極的生產過程很重要，但是對炭陽極的抽檢也很重要，炭陽極在出廠之前都會進行質量抽檢，不合格的產品是不允許銷售的，通過抽檢的結果調整下一批次炭陽極的生產工藝，這也是抽檢的作用之一。但是現階段部分企業對炭陽極的抽檢過程中存在不合理行為，抽檢是一個隨機抽檢，要嚴格按照抽檢標準執行，不能只抽檢一箱貨物或抽檢若干箱的同一區域的產品。抽檢炭陽極需要企業管理者足夠重視，我國現階段對抽檢這一塊的資金投入不夠，對抽檢的設備供應不足，不能保證保質完成抽檢工作。對炭陽極的抽檢步驟是通過具體實驗得到炭陽極的各項參數，重復進行多次實驗，計算出合理的合格率從而判斷該批次產品是否合格。另一方面，不僅對炭陽極進行抽檢過程存在不合理的地方，在對石油焦經過煅燒之后抽樣檢測時也存在不合理的地方，需要通過改進抽樣方法進行較系統化的抽樣。

2 提高炭陽極質量的有效措施

2.1 對原材料嚴格要求，制定切實可行的標準

改進炭陽極的質量有很多種方式，通過改進原材料的質量就是其中一種。炭陽極的主要原材料是石油焦，石油焦是從化工廠經石油處理得到的。現階段的企業，可以提高對石油焦物理化學性質的標準來提高制備炭陽極的基礎材料。比如：對石油焦的水份要求控制在0.3%以內，灰份控制在0.5%以內，振實密度控制在≥0.87g/cm3等等，如果達不到這些要求，企業將不采購他們企業的石油焦，對石油焦質量好的企業可以優先采購。除了提高石油焦的采購標準以外，還需要改進倉儲的管理，對不同批次不同時間的石油焦要分開存儲，根據倉儲部門的管理，不同的石油焦要備注清楚，在后期加工的過程中要分開處理，不能讓不同批次的石油焦因細微的差別而影響整個工廠炭陽極的生產。提高原材料質量是對炭陽極的生產具有十分重要的意義，石油焦的質量高對節約企業成本、節約人力資源、減少環境污染、減少PM2.5指數都具有很大的作用。在提高原材料質量的路途上需要有一整套完善的檢測與驗收體系，需要依靠制度去管理工廠，而不是人，人會犯錯誤，而制度不會，所以要想整體提高企業的經濟效益就需要通過科學的制度去采購石油焦等一系列原材料。

2.2 改進生產工藝，采用最先進的機器設備

生產炭陽極不是一個簡單的過程，它是一個非常復雜的生產過程，其中需要很多專業的支持，也需要很多步驟，很多先進的機器設備。其中，對生產工藝的要求很高，對于落后的生產工藝，再好的原材料也不能生產出高質量的炭陽極，而只是一種資源浪費。對于如何提高炭陽極的質量，提高炭作為陽極的效率，首先應該改進機器設備，比如煅燒爐，采用最先進的爐子，不僅可以很好控制溫度，還能進行大規模的煅燒石油焦，對石油焦的水份和灰份能起到很好的濾除的作用。其次就是采用較好的球磨機設備，對煅燒好的石油焦進行研磨，研磨過程要根據機器的性能進行操控，需要比較熟練的工人才能進行操作，所以企業在培訓工人的過程中一定要認真、負責、精細化操控。改進生產工藝不是一蹴而就的事情，它需要一個漫長的過程，需要不斷積累經驗，某公司目前將球磨粉純度控制在65-70%范圍，混捏過程中瀝青嚴格控制15-16%比例，經過70分鐘充分混合，目前生陽極表觀密度達到1.64g/Cm3，耐壓強度達38MPa以上，所以改進工藝就是需要從每一個步驟入手，注意細節的改進，從而提高炭陽極的質量。

2.3 對炭陽極制成品抽檢嚴格要求

質檢是產品出廠前最后一道工序，也是最重要的一道工序，質檢是否合格對企業來說就是虧損與收益的關系。質檢是一項嚴肅又復雜的事情，要秉持著負責任的態度去做這個工作。在炭陽極的質檢改進方案中，首先要擺脫人為因素的影響，杜絕貪污腐敗行為，為企業正常質檢保駕護航，對于某些生產炭陽極的企業，采用不合法的行為偽造檢驗報告，既是對別人的傷害也是對自己企業的傷害。其次就是采用科學、合理的檢驗方法、先進的技術手段和儀器設備。炭陽極的質檢需要通過真正的實驗來判斷是否合格，企業需要有專業的部門負責這類工作，在炭陽極進行實驗時，要全程追蹤數據，觀察實驗過程中炭陽極的消耗情況，副反應的反應程度等等一系列數據指標，最后對數據進行分析，通過多次實驗，才能得到該批次的炭陽極是否合格。最后就是要制定一套質檢流程，建立獨立的監督部門對質檢環節進行實時監督，不能讓任何一個不法分子損害企業整體形象和利益。

3 總結

炭陽極的制造是比較復雜的工藝，但是炭制品在工業上需求比較廣泛，提高炭制品的質量對于國家整個工業體系是非常重要的。炭陽極對于電解鋁工業而言是至關重要的材料，炭制品在電解鋁中的消耗程度也直接影響了電解效率，而且低質量的炭也會發生副反應產生有毒的一氧化碳。而提高炭陽極的質量需要從細微入手，從每一個制造炭陽極的工藝細節入手，盡最大努力控制每一個環節，達到不斷提高炭陽極質量的需求。