浅谈铝用炭素生产存在的问题和解决措施

李 智

（中国铝业股份有限公司广西分公司，广西 百色 531400）

铝用炭素电极的生产在整个铝冶炼行业的生产环节中都是十分重要的一环，这个阶段的生产主要用到的材料为阳极炭块和阴极炭块。虽然我国目前铝用炭素的生产已经有了一定的进步，但是从生产技术的现代化程度以及产品的质量上来看，与其他以有色金属的冶炼和生产为主的国家相比还存在一定的差距。因此，有必要对铝炭素的生产工艺和产品质量进行改进。

1 铝用炭素的概况

碳元素是自然界的基本元素，一切动植物都是由碳元素为基本骨架构成的。碳元素在自然界中的存在并不是单调的，其存在方式是及其丰富的。我们的日常生活中也离不开含有碳元素的各种产品。作为最常见和使用最广泛的生活材料的钢材和铁制品内都含有一定量的碳元素。碳在元素周期表中排在第六位，是一种常见的非金属元素，其通用的元素符号是C。在自然界中碳是由有机物通过一定条件下的热分解反应生成的。而在人工条件下的生产则要通过一系列复杂的生产工艺。我们常常把生产炭素材料的工厂称之为炭素厂。铝用炭素的生产使用的材料也是十分常见的，例如，石油焦、煤沥青等。其生产原理较为简单。其主要的生产原理是电化学反应，在该反应中阳极材料和阴极材料都是放置于电解槽内的，电解槽内还有具备导电性能的电解液。电流从阳极导入，从阴极导出。生产出来的炭素材料类型十分丰富，如果以材料性质来区分的话可以分为半石墨质、石墨质和炭质[1，2]。

2 我国的铝用炭素生产面临的问题

我国的铝用炭素的生产水平和产品质量与相关行业的领先国家来说还具有一定的差距，有待提高的方面还有很多。当前的主要工作是从我国现有的生产工艺为基础，结合国外的优秀生产技术，对生产工艺进一步进行研究，争取开创出具有创新意识的生产方法，为我国的工业生产技术的整体提高做一份贡献。在实际的生产和使用中，人们提到铝用炭素，一般是指阳极炭素和阴极炭素两大类。在生产这些铝用炭素的过程中，生产能耗高，炭渣脱落情况明显问题一直都存在，除此之外预焙阳极的体积密度也达不到国际级别的标准。近些年来，我国从西方引进了一系列的生产工艺和相关的生产设备，但是这些工艺和设备都是被西方所淘汰的，生产出的产品不能够满足我国的发展所需。针对这一问题，我国相关研究人员对现有的技术进行了改造，也取得了一定的成就。其中，大型预焙槽技术的问世使得我国成为了世界上少数几个掌握了这项技术的国家之一。目前这项技术已经投入生产中。

（1） 市场和竞争环境不佳。社会经济的发展使得某些私营企业也加入到炭素生产的市场中来，但是这些私人企业由于资金不充足，所以无论是生产设备和生产技术都达不到标准，但是将利益置于首要地位。所以产品的质量往往是无法满足需求的。除此之外，相关部门对该行业的监管不到位，未制定全面的管理办法和惩处体系，这使得各企业直接往往存在相互压价等不良现象。这些问题导致了整个市场相对比较混乱，不利于该产业的进步和发展的。

（2） 设备老化。目前来看，行业内的大部分企业用于生产的设备都普遍存在老化的现象。老化的设备，耗能高而且生产出的产品达不到使用标准。这种现状，不仅造成了能源和原材料的浪费，而且也对环境造成了很大的破坏。设备老化的问题，是一个急需改进的问题。他关系到生产安全和环境污染等问题。如果这个问题得不到妥善的解决，将严重制约我国的铝用炭素行业的发展，甚至对整体的工业生产都会造成不良的影响。

（3）产品质量不高。炭素制品的质量直接影响到炭素阳极的消耗速度。另外，炭素制品的质量如果不够好，将会大大缩短电解槽的使用年限，并且会经常出现问题使得检修的频率大幅提高。而各生产企业由于技术、资金等各种原因而导致生产出的产品质量并不高。除此之外，生产原材料的好坏也影响着碳素制品的质量。简言之，由于各种问题的存在，我国生产出的炭素制品的质量往往不高。

（4）产品标准和检测方法落后。国外炭素产品的生产工艺和产品质量之所以比我国先进，除了技术问题和资金问题之外，在管理上的差距也是实际存在的一个方面。我国对产品质量的检测方法相对落后，同时产品标准的设置也较低。较低的标准使得生产过程中对铝用炭素阳极的理化性能不够重视。这导致我国生产的铝用炭素产品在国际上不受青睐。所以我国应该改进检测方法和提高产品标准。

（5） 环保技术有待进一步突破。铝用炭素行业的环保技术及装备，虽然能满足当前环保政策的要求，但是在环保技木理论上没有根本性突破，业内应用的几种环保技术和方法主要是从电力行业移植过来的，虽然从目前来看，移植较为成功，但是铝用炭素行业的烟气治理与电力行业还是有所不同的。未来，在铝用炭素行业环保技术理论上还需要有新的建树和突破，形成行业自身的理论体系。

（6) 新工艺、新技术没有理论性的突破。铝用阳极生产工艺大体有三种模式，是回转窑+连续混捏＋成型＋焙烧；二是罐式炉＋混捏锅＋成型+焙烧；三是罐式炉＋连续混捏＋成型＋焙烧。近年来，虽然在设备大型化、高效化、智能化和余热利用、节能减排等技术方面取得长足、快速的进步，但在探讨、开发新的更优、更合理的工艺方法上，没有根本性突破，比如如何“取消高楼部”环节，就是非常值得探索的。

（7）产品型号、规格过多，阻碍行业发展。铝用炭素行业中，无论是铝用阳极碳块，还是阴极碳块，都存在产品型号、规格五花八门、尺寸不一的特点，没有相对统一的标准。这样不利于企业生产和提高设备的生产率，同时也不利于产品的相对流通等。

3 提高铝用碳素产品质量的措施

（1） 规范市场秩序。市场环境是否规范，是保证各企业进行良性竞争的前提，是确保行业稳步发展的基础。所以，政府部门应该加强对相关企业的管理，制定合理的行业标准和对应的惩处制度。以保证各个企业之间的公平竞争。

（2）加大政府的宏观调控。政府的宏观调控是十分重要的，对于不具备生产资格的企业应该勒令整改或者取缔。以此减少存在的安全隐患和能源浪费的问题。政府的宏观调控，可以对资金、能源、材料等各个方面进行整合与分配。引导企业进行技术改革和设备更新。最终达到降低生产成本，减少环境污染、优化产品质量的目的。杜绝个人企业对市场和环境造成的危害。

（3）推动技术创新、扩大生产规模。长期以来，各个企业都是独立发展，并未形成产业基地。这在很大程度上增加了生产成本，制约了产业的区域化发展。除了技术革新和设备更新外，实现规模化和集成化的生产也是有助于行业的发展的。我国应该结合区域资源优势，建立大型的生产基地，使生产规模最大化。如此才能真正的合理规划，整体分配，生产出满足国际市场的产品、为我国的铝碳素生产的稳步发展打下坚实的基础，以期未来在国际市场上有一席之地。

（4）源头把关、强化技术。技术是整个铝用碳素行业的核心竞争力，产品的质量也是直接取决于生产技术的好坏。所以，应该把整改的重点放在生产技术的革新上。具体的说，对于生产所用原材料的采购就必须重视起来。从采购环节就开始对质量进行严格的把控。例如，生产所需的石焦油和沥青必须达到国家标准，杜绝不合格的产品进入工厂。除此之外，在煅烧过程中，应该改进煅烧技术以提高煅烧质量和实收率；成型环节进一步优化工艺、配方，提高质量、降低消耗；焙烧环节可以借鉴国外的优秀技术，以提高产品的质量和产量。

4 结语

我国经济的发展给各个铝用碳素生产企业提供了绝佳的发展平台，但是能否抓住机遇却还有很多问题需要解决。我们不能满足于现有的成就，要立志于生产改革。其中最重要的就是技术革新和设备更新。同时应该多关注国外同行的发展情况。与此同时，政府应该发挥其调控的能力，保障市场环境的良好，制定相应的行业标准，为各企业的发展保驾护航。可以预见的是，随着我国经济水平的进一步发展和全球化程度的提升，铝碳素行业的发展必将有着更加大的上升空间。为此，企业和政府都应该抓住这次机会，为以后的发展做好充分的准备。