浅谈炭阳极质量的提升

许 博

（中铝山西华圣铝业有限公司炭素厂，山西 永济 044500）

炭阳极的生产需要专业的企业进行生产，制造炭阳极的原材料、生产工艺、后期加工等一系列步骤都需要严格要求，但是部分生产炭阳极的企业，生产的炭质量较低，在还原氧化铝的过程中炭的消耗速度非常快，使得铝的生产效率非常低，还消耗了大量的资源，所以提高炭阳极质量对提高生产铝的效率非常关键。对于现阶段炭阳极质量的提升，主要从原料、生产工艺、后期处理和企业管理方面入手，从客观与主观两方面入手，从而从整体上提升炭阳极的质量。炭阳极的原材料是石油焦，制备好的炭阳极对石油焦的要求很高，需要企业严格挑选供货商。制备高质量的炭阳极对下一阶段企业生产铝非常关键，提高炭阳极质量对整个国家铝产业都会有质的飞跃。

1 炭阳极质量的现状与问题总结

1.1 对原材料要求不严格导致炭阳极质量低

炭阳极的主要原料就是石油焦，对石油焦的要求很高，但是企业在选择石油焦时，忽略了石油焦的主要性质，使企业在后期生产炭阳极的过程中炭阳极灰份高、裂纹和断层、比电阻大、气孔率高、强度差等一系列不达标性质。企业因为不严格要求和选择石油焦的水份、灰份、挥发份、固定碳等基本要素，一般生产高质量的炭阳极需求石油焦中水份不超过0.3%、灰份不超过0.5%、挥发份不超过0.5%、振实密度控制在≥0.87g/cm3，只有这样才能在保证后期工艺水平达标的情况下生产出高质量的炭阳极。其中，企业在选择供应商的时候都会选择多家供应商，而不同的供应商在不同阶段供应的石油焦质量会有细微的区别，企业没有对这些石油焦分区块储存就会使工厂煅烧石油焦时，因石油焦不同的理化性质造成石油焦的煅烧不合格等情况出现。所以，对原材料的质量严格要求，对原材料的管理办法科学、合理是提升炭阳极质量的一小步。

1.2 制备炭阳极的生产工艺落后

制备炭阳极的过程中，最重要的就是对生产工艺的要求。现阶段，国内企业生产炭阳极的生产工艺相对落后于先进水平，在制备炭阳极的过程中主要依靠人工进行操作，无法避免一些操作上的不熟练或者失误。其中，炭阳极生产包含对石油焦的煅烧、对石油焦的破碎、筛分、磨粉、混捏成型、对炭块的焙烧、包装等多个工艺步骤。这些工艺步骤中任何一项因技术达不到需求或者设备落后都会对炭阳极的质量造成影响。关于石油焦的煅烧过程是在煅烧炉中进行，温度需要稳定且保持在1250至1350摄氏度之间，但是国内煅烧炉有的采用的是传统的煅烧炉，温度难以控制，不能恒定在某一个范围，对石油焦的煅烧会出现密度分布不均匀，煅后的焦中水份、挥发份不能达到要求的标准。成型的炭阳极需要石油焦经过很多工艺步骤才能达到，其中对于石油焦的破碎就是一项关键技术，粉碎后的石油焦的大小、数量、形状都会对后期制造炭制品造成影响，但是现实工厂内的研磨机设备老化，研磨过程中研磨不充分、不彻底等等。这些是影响炭阳极质量的关键所在，提高这些工艺步骤的水平是提高炭阳极质量的基础。

1.3 后期抽检炭阳极质量不合理

炭阳极的生产过程很重要，但是对炭阳极的抽检也很重要，炭阳极在出厂之前都会进行质量抽检，不合格的产品是不允许销售的，通过抽检的结果调整下一批次炭阳极的生产工艺，这也是抽检的作用之一。但是现阶段部分企业对炭阳极的抽检过程中存在不合理行为，抽检是一个随机抽检，要严格按照抽检标准执行，不能只抽检一箱货物或抽检若干箱的同一区域的产品。抽检炭阳极需要企业管理者足够重视，我国现阶段对抽检这一块的资金投入不够，对抽检的设备供应不足，不能保证保质完成抽检工作。对炭阳极的抽检步骤是通过具体实验得到炭阳极的各项参数，重复进行多次实验，计算出合理的合格率从而判断该批次产品是否合格。另一方面，不仅对炭阳极进行抽检过程存在不合理的地方，在对石油焦经过煅烧之后抽样检测时也存在不合理的地方，需要通过改进抽样方法进行较系统化的抽样。

2 提高炭阳极质量的有效措施

2.1 对原材料严格要求，制定切实可行的标准

改进炭阳极的质量有很多种方式，通过改进原材料的质量就是其中一种。炭阳极的主要原材料是石油焦，石油焦是从化工厂经石油处理得到的。现阶段的企业，可以提高对石油焦物理化学性质的标准来提高制备炭阳极的基础材料。比如：对石油焦的水份要求控制在0.3%以内，灰份控制在0.5%以内，振实密度控制在≥0.87g/cm3等等，如果达不到这些要求，企业将不采购他们企业的石油焦，对石油焦质量好的企业可以优先采购。除了提高石油焦的采购标准以外，还需要改进仓储的管理，对不同批次不同时间的石油焦要分开存储，根据仓储部门的管理，不同的石油焦要备注清楚，在后期加工的过程中要分开处理，不能让不同批次的石油焦因细微的差别而影响整个工厂炭阳极的生产。提高原材料质量是对炭阳极的生产具有十分重要的意义，石油焦的质量高对节约企业成本、节约人力资源、减少环境污染、减少PM2.5指数都具有很大的作用。在提高原材料质量的路途上需要有一整套完善的检测与验收体系，需要依靠制度去管理工厂，而不是人，人会犯错误，而制度不会，所以要想整体提高企业的经济效益就需要通过科学的制度去采购石油焦等一系列原材料。

2.2 改进生产工艺，采用最先进的机器设备

生产炭阳极不是一个简单的过程，它是一个非常复杂的生产过程，其中需要很多专业的支持，也需要很多步骤，很多先进的机器设备。其中，对生产工艺的要求很高，对于落后的生产工艺，再好的原材料也不能生产出高质量的炭阳极，而只是一种资源浪费。对于如何提高炭阳极的质量，提高炭作为阳极的效率，首先应该改进机器设备，比如煅烧炉，采用最先进的炉子，不仅可以很好控制温度，还能进行大规模的煅烧石油焦，对石油焦的水份和灰份能起到很好的滤除的作用。其次就是采用较好的球磨机设备，对煅烧好的石油焦进行研磨，研磨过程要根据机器的性能进行操控，需要比较熟练的工人才能进行操作，所以企业在培训工人的过程中一定要认真、负责、精细化操控。改进生产工艺不是一蹴而就的事情，它需要一个漫长的过程，需要不断积累经验，某公司目前将球磨粉纯度控制在65-70%范围，混捏过程中沥青严格控制15-16%比例，经过70分钟充分混合，目前生阳极表观密度达到1.64g/Cm3，耐压强度达38MPa以上，所以改进工艺就是需要从每一个步骤入手，注意细节的改进，从而提高炭阳极的质量。

2.3 对炭阳极制成品抽检严格要求

质检是产品出厂前最后一道工序，也是最重要的一道工序，质检是否合格对企业来说就是亏损与收益的关系。质检是一项严肃又复杂的事情，要秉持着负责任的态度去做这个工作。在炭阳极的质检改进方案中，首先要摆脱人为因素的影响，杜绝贪污腐败行为，为企业正常质检保驾护航，对于某些生产炭阳极的企业，采用不合法的行为伪造检验报告，既是对别人的伤害也是对自己企业的伤害。其次就是采用科学、合理的检验方法、先进的技术手段和仪器设备。炭阳极的质检需要通过真正的实验来判断是否合格，企业需要有专业的部门负责这类工作，在炭阳极进行实验时，要全程追踪数据，观察实验过程中炭阳极的消耗情况，副反应的反应程度等等一系列数据指标，最后对数据进行分析，通过多次实验，才能得到该批次的炭阳极是否合格。最后就是要制定一套质检流程，建立独立的监督部门对质检环节进行实时监督，不能让任何一个不法分子损害企业整体形象和利益。

3 总结

炭阳极的制造是比较复杂的工艺，但是炭制品在工业上需求比较广泛，提高炭制品的质量对于国家整个工业体系是非常重要的。炭阳极对于电解铝工业而言是至关重要的材料，炭制品在电解铝中的消耗程度也直接影响了电解效率，而且低质量的炭也会发生副反应产生有毒的一氧化碳。而提高炭阳极的质量需要从细微入手，从每一个制造炭阳极的工艺细节入手，尽最大努力控制每一个环节，达到不断提高炭阳极质量的需求。