淺談鋁用炭素生產(chǎn)存在的問題和解決措施

李 智

（中國(guó)鋁業(yè)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(chǎn)在整個(gè)鋁冶煉行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都是十分重要的一環(huán)，這個(gè)階段的生產(chǎn)主要用到的材料為陽(yáng)極炭塊和陰極炭塊。雖然我國(guó)目前鋁用炭素的生產(chǎn)已經(jīng)有了一定的進(jìn)步，但是從生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化程度以及產(chǎn)品的質(zhì)量上來(lái)看，與其他以有色金屬的冶煉和生產(chǎn)為主的國(guó)家相比還存在一定的差距。因此，有必要對(duì)鋁炭素的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)。

1 鋁用炭素的概況

碳元素是自然界的基本元素，一切動(dòng)植物都是由碳元素為基本骨架構(gòu)成的。碳元素在自然界中的存在并不是單調(diào)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(chǎn)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(nèi)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(hào)是C。在自然界中碳是由有機(jī)物通過一定條件下的熱分解反應(yīng)生成的。而在人工條件下的生產(chǎn)則要通過一系列復(fù)雜的生產(chǎn)工藝。我們常常把生產(chǎn)炭素材料的工廠稱之為炭素廠。鋁用炭素的生產(chǎn)使用的材料也是十分常見的，例如，石油焦、煤瀝青等。其生產(chǎn)原理較為簡(jiǎn)單。其主要的生產(chǎn)原理是電化學(xué)反應(yīng)，在該反應(yīng)中陽(yáng)極材料和陰極材料都是放置于電解槽內(nèi)的，電解槽內(nèi)還有具備導(dǎo)電性能的電解液。電流從陽(yáng)極導(dǎo)入，從陰極導(dǎo)出。生產(chǎn)出來(lái)的炭素材料類型十分豐富，如果以材料性質(zhì)來(lái)區(qū)分的話可以分為半石墨質(zhì)、石墨質(zhì)和炭質(zhì)[1，2]。

2 我國(guó)的鋁用炭素生產(chǎn)面臨的問題

我國(guó)的鋁用炭素的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量與相關(guān)行業(yè)的領(lǐng)先國(guó)家來(lái)說(shuō)還具有一定的差距，有待提高的方面還有很多。當(dāng)前的主要工作是從我國(guó)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)外的優(yōu)秀生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)一步進(jìn)行研究，爭(zhēng)取開創(chuàng)出具有創(chuàng)新意識(shí)的生產(chǎn)方法，為我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的整體提高做一份貢獻(xiàn)。在實(shí)際的生產(chǎn)和使用中，人們提到鋁用炭素，一般是指陽(yáng)極炭素和陰極炭素兩大類。在生產(chǎn)這些鋁用炭素的過程中，生產(chǎn)能耗高，炭渣脫落情況明顯問題一直都存在，除此之外預(yù)焙陽(yáng)極的體積密度也達(dá)不到國(guó)際級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)。近些年來(lái)，我國(guó)從西方引進(jìn)了一系列的生產(chǎn)工藝和相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備，但是這些工藝和設(shè)備都是被西方所淘汰的，生產(chǎn)出的產(chǎn)品不能夠滿足我國(guó)的發(fā)展所需。針對(duì)這一問題，我國(guó)相關(guān)研究人員對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行了改造，也取得了一定的成就。其中，大型預(yù)焙槽技術(shù)的問世使得我國(guó)成為了世界上少數(shù)幾個(gè)掌握了這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家之一。目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)投入生產(chǎn)中。

（1） 市場(chǎng)和競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境不佳。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得某些私營(yíng)企業(yè)也加入到炭素生產(chǎn)的市場(chǎng)中來(lái)，但是這些私人企業(yè)由于資金不充足，所以無(wú)論是生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，但是將利益置于首要地位。所以產(chǎn)品的質(zhì)量往往是無(wú)法滿足需求的。除此之外，相關(guān)部門對(duì)該行業(yè)的監(jiān)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(yè)直接往往存在相互壓價(jià)等不良現(xiàn)象。這些問題導(dǎo)致了整個(gè)市場(chǎng)相對(duì)比較混亂，不利于該產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展的。

（2） 設(shè)備老化。目前來(lái)看，行業(yè)內(nèi)的大部分企業(yè)用于生產(chǎn)的設(shè)備都普遍存在老化的現(xiàn)象。老化的設(shè)備，耗能高而且生產(chǎn)出的產(chǎn)品達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)。這種現(xiàn)狀，不僅造成了能源和原材料的浪費(fèi)，而且也對(duì)環(huán)境造成了很大的破壞。設(shè)備老化的問題，是一個(gè)急需改進(jìn)的問題。他關(guān)系到生產(chǎn)安全和環(huán)境污染等問題。如果這個(gè)問題得不到妥善的解決，將嚴(yán)重制約我國(guó)的鋁用炭素行業(yè)的發(fā)展，甚至對(duì)整體的工業(yè)生產(chǎn)都會(huì)造成不良的影響。

（3）產(chǎn)品質(zhì)量不高。炭素制品的質(zhì)量直接影響到炭素陽(yáng)極的消耗速度。另外，炭素制品的質(zhì)量如果不夠好，將會(huì)大大縮短電解槽的使用年限，并且會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)問題使得檢修的頻率大幅提高。而各生產(chǎn)企業(yè)由于技術(shù)、資金等各種原因而導(dǎo)致生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量并不高。除此之外，生產(chǎn)原材料的好壞也影響著碳素制品的質(zhì)量。簡(jiǎn)言之，由于各種問題的存在，我國(guó)生產(chǎn)出的炭素制品的質(zhì)量往往不高。

（4）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法落后。國(guó)外炭素產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量之所以比我國(guó)先進(jìn)，除了技術(shù)問題和資金問題之外，在管理上的差距也是實(shí)際存在的一個(gè)方面。我國(guó)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)方法相對(duì)落后，同時(shí)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置也較低。較低的標(biāo)準(zhǔn)使得生產(chǎn)過程中對(duì)鋁用炭素陽(yáng)極的理化性能不夠重視。這導(dǎo)致我國(guó)生產(chǎn)的鋁用炭素產(chǎn)品在國(guó)際上不受青睞。所以我國(guó)應(yīng)該改進(jìn)檢測(cè)方法和提高產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

（5） 環(huán)保技術(shù)有待進(jìn)一步突破。鋁用炭素行業(yè)的環(huán)保技術(shù)及裝備，雖然能滿足當(dāng)前環(huán)保政策的要求，但是在環(huán)保技木理論上沒有根本性突破，業(yè)內(nèi)應(yīng)用的幾種環(huán)保技術(shù)和方法主要是從電力行業(yè)移植過來(lái)的，雖然從目前來(lái)看，移植較為成功，但是鋁用炭素行業(yè)的煙氣治理與電力行業(yè)還是有所不同的。未來(lái)，在鋁用炭素行業(yè)環(huán)保技術(shù)理論上還需要有新的建樹和突破，形成行業(yè)自身的理論體系。

（6) 新工藝、新技術(shù)沒有理論性的突破。鋁用陽(yáng)極生產(chǎn)工藝大體有三種模式，是回轉(zhuǎn)窯+連續(xù)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(xù)混捏＋成型＋焙燒。近年來(lái)，雖然在設(shè)備大型化、高效化、智能化和余熱利用、節(jié)能減排等技術(shù)方面取得長(zhǎng)足、快速的進(jìn)步，但在探討、開發(fā)新的更優(yōu)、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(huán)節(jié)，就是非常值得探索的。

（7）產(chǎn)品型號(hào)、規(guī)格過多，阻礙行業(yè)發(fā)展。鋁用炭素行業(yè)中，無(wú)論是鋁用陽(yáng)極碳?jí)K，還是陰極碳?jí)K，都存在產(chǎn)品型號(hào)、規(guī)格五花八門、尺寸不一的特點(diǎn)，沒有相對(duì)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這樣不利于企業(yè)生產(chǎn)和提高設(shè)備的生產(chǎn)率，同時(shí)也不利于產(chǎn)品的相對(duì)流通等。

3 提高鋁用碳素產(chǎn)品質(zhì)量的措施

（1） 規(guī)范市場(chǎng)秩序。市場(chǎng)環(huán)境是否規(guī)范，是保證各企業(yè)進(jìn)行良性競(jìng)爭(zhēng)的前提，是確保行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的基礎(chǔ)。所以，政府部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)相關(guān)企業(yè)的管理，制定合理的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)應(yīng)的懲處制度。以保證各個(gè)企業(yè)之間的公平競(jìng)爭(zhēng)。

（2）加大政府的宏觀調(diào)控。政府的宏觀調(diào)控是十分重要的，對(duì)于不具備生產(chǎn)資格的企業(yè)應(yīng)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(fèi)的問題。政府的宏觀調(diào)控，可以對(duì)資金、能源、材料等各個(gè)方面進(jìn)行整合與分配。引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改革和設(shè)備更新。最終達(dá)到降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染、優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量的目的。杜絕個(gè)人企業(yè)對(duì)市場(chǎng)和環(huán)境造成的危害。

（3）推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。長(zhǎng)期以來(lái)，各個(gè)企業(yè)都是獨(dú)立發(fā)展，并未形成產(chǎn)業(yè)基地。這在很大程度上增加了生產(chǎn)成本，制約了產(chǎn)業(yè)的區(qū)域化發(fā)展。除了技術(shù)革新和設(shè)備更新外，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；图苫纳a(chǎn)也是有助于行業(yè)的發(fā)展的。我國(guó)應(yīng)該結(jié)合區(qū)域資源優(yōu)勢(shì)，建立大型的生產(chǎn)基地，使生產(chǎn)規(guī)模最大化。如此才能真正的合理規(guī)劃，整體分配，生產(chǎn)出滿足國(guó)際市場(chǎng)的產(chǎn)品、為我國(guó)的鋁碳素生產(chǎn)的穩(wěn)步發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以期未來(lái)在國(guó)際市場(chǎng)上有一席之地。

（4）源頭把關(guān)、強(qiáng)化技術(shù)。技術(shù)是整個(gè)鋁用碳素行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品的質(zhì)量也是直接取決于生產(chǎn)技術(shù)的好壞。所以，應(yīng)該把整改的重點(diǎn)放在生產(chǎn)技術(shù)的革新上。具體的說(shuō)，對(duì)于生產(chǎn)所用原材料的采購(gòu)就必須重視起來(lái)。從采購(gòu)環(huán)節(jié)就開始對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控。例如，生產(chǎn)所需的石焦油和瀝青必須達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，杜絕不合格的產(chǎn)品進(jìn)入工廠。除此之外，在煅燒過程中，應(yīng)該改進(jìn)煅燒技術(shù)以提高煅燒質(zhì)量和實(shí)收率；成型環(huán)節(jié)進(jìn)一步優(yōu)化工藝、配方，提高質(zhì)量、降低消耗；焙燒環(huán)節(jié)可以借鑒國(guó)外的優(yōu)秀技術(shù)，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給各個(gè)鋁用碳素生產(chǎn)企業(yè)提供了絕佳的發(fā)展平臺(tái)，但是能否抓住機(jī)遇卻還有很多問題需要解決。我們不能滿足于現(xiàn)有的成就，要立志于生產(chǎn)改革。其中最重要的就是技術(shù)革新和設(shè)備更新。同時(shí)應(yīng)該多關(guān)注國(guó)外同行的發(fā)展情況。與此同時(shí)，政府應(yīng)該發(fā)揮其調(diào)控的能力，保障市場(chǎng)環(huán)境的良好，制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為各企業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。可以預(yù)見的是，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的進(jìn)一步發(fā)展和全球化程度的提升，鋁碳素行業(yè)的發(fā)展必將有著更加大的上升空間。為此，企業(yè)和政府都應(yīng)該抓住這次機(jī)會(huì)，為以后的發(fā)展做好充分的準(zhǔn)備。