淺談炭陽極質(zhì)量的提升

許 博

（中鋁山西華圣鋁業(yè)有限公司炭素廠，山西 永濟(jì) 044500）

炭陽極的生產(chǎn)需要專業(yè)的企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)，制造炭陽極的原材料、生產(chǎn)工藝、后期加工等一系列步驟都需要嚴(yán)格要求，但是部分生產(chǎn)炭陽極的企業(yè)，生產(chǎn)的炭質(zhì)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(chǎn)效率非常低，還消耗了大量的資源，所以提高炭陽極質(zhì)量對提高生產(chǎn)鋁的效率非常關(guān)鍵。對于現(xiàn)階段炭陽極質(zhì)量的提升，主要從原料、生產(chǎn)工藝、后期處理和企業(yè)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(zhì)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(yè)嚴(yán)格挑選供貨商。制備高質(zhì)量的炭陽極對下一階段企業(yè)生產(chǎn)鋁非常關(guān)鍵，提高炭陽極質(zhì)量對整個(gè)國家鋁產(chǎn)業(yè)都會(huì)有質(zhì)的飛躍。

1 炭陽極質(zhì)量的現(xiàn)狀與問題總結(jié)

1.1 對原材料要求不嚴(yán)格導(dǎo)致炭陽極質(zhì)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(yè)在選擇石油焦時(shí)，忽略了石油焦的主要性質(zhì)，使企業(yè)在后期生產(chǎn)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(qiáng)度差等一系列不達(dá)標(biāo)性質(zhì)。企業(yè)因?yàn)椴粐?yán)格要求和選擇石油焦的水份、灰份、揮發(fā)份、固定碳等基本要素，一般生產(chǎn)高質(zhì)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(fā)份不超過0.5%、振實(shí)密度控制在≥0.87g/cm3，只有這樣才能在保證后期工藝水平達(dá)標(biāo)的情況下生產(chǎn)出高質(zhì)量的炭陽極。其中，企業(yè)在選擇供應(yīng)商的時(shí)候都會(huì)選擇多家供應(yīng)商，而不同的供應(yīng)商在不同階段供應(yīng)的石油焦質(zhì)量會(huì)有細(xì)微的區(qū)別，企業(yè)沒有對這些石油焦分區(qū)塊儲(chǔ)存就會(huì)使工廠煅燒石油焦時(shí)，因石油焦不同的理化性質(zhì)造成石油焦的煅燒不合格等情況出現(xiàn)。所以，對原材料的質(zhì)量嚴(yán)格要求，對原材料的管理辦法科學(xué)、合理是提升炭陽極質(zhì)量的一小步。

1.2 制備炭陽極的生產(chǎn)工藝落后

制備炭陽極的過程中，最重要的就是對生產(chǎn)工藝的要求?，F(xiàn)階段，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)炭陽極的生產(chǎn)工藝相對落后于先進(jìn)水平，在制備炭陽極的過程中主要依靠人工進(jìn)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(chǎn)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(gè)工藝步驟。這些工藝步驟中任何一項(xiàng)因技術(shù)達(dá)不到需求或者設(shè)備落后都會(huì)對炭陽極的質(zhì)量造成影響。關(guān)于石油焦的煅燒過程是在煅燒爐中進(jìn)行，溫度需要穩(wěn)定且保持在1250至1350攝氏度之間，但是國內(nèi)煅燒爐有的采用的是傳統(tǒng)的煅燒爐，溫度難以控制，不能恒定在某一個(gè)范圍，對石油焦的煅燒會(huì)出現(xiàn)密度分布不均勻，煅后的焦中水份、揮發(fā)份不能達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。成型的炭陽極需要石油焦經(jīng)過很多工藝步驟才能達(dá)到，其中對于石油焦的破碎就是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，粉碎后的石油焦的大小、數(shù)量、形狀都會(huì)對后期制造炭制品造成影響，但是現(xiàn)實(shí)工廠內(nèi)的研磨機(jī)設(shè)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(zhì)量的關(guān)鍵所在，提高這些工藝步驟的水平是提高炭陽極質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1.3 后期抽檢炭陽極質(zhì)量不合理

炭陽極的生產(chǎn)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(huì)進(jìn)行質(zhì)量抽檢，不合格的產(chǎn)品是不允許銷售的，通過抽檢的結(jié)果調(diào)整下一批次炭陽極的生產(chǎn)工藝，這也是抽檢的作用之一。但是現(xiàn)階段部分企業(yè)對炭陽極的抽檢過程中存在不合理行為，抽檢是一個(gè)隨機(jī)抽檢，要嚴(yán)格按照抽檢標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，不能只抽檢一箱貨物或抽檢若干箱的同一區(qū)域的產(chǎn)品。抽檢炭陽極需要企業(yè)管理者足夠重視，我國現(xiàn)階段對抽檢這一塊的資金投入不夠，對抽檢的設(shè)備供應(yīng)不足，不能保證保質(zhì)完成抽檢工作。對炭陽極的抽檢步驟是通過具體實(shí)驗(yàn)得到炭陽極的各項(xiàng)參數(shù)，重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出合理的合格率從而判斷該批次產(chǎn)品是否合格。另一方面，不僅對炭陽極進(jìn)行抽檢過程存在不合理的地方，在對石油焦經(jīng)過煅燒之后抽樣檢測時(shí)也存在不合理的地方，需要通過改進(jìn)抽樣方法進(jìn)行較系統(tǒng)化的抽樣。

2 提高炭陽極質(zhì)量的有效措施

2.1 對原材料嚴(yán)格要求，制定切實(shí)可行的標(biāo)準(zhǔn)

改進(jìn)炭陽極的質(zhì)量有很多種方式，通過改進(jìn)原材料的質(zhì)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(jīng)石油處理得到的?，F(xiàn)階段的企業(yè)，可以提高對石油焦物理化學(xué)性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)來提高制備炭陽極的基礎(chǔ)材料。比如：對石油焦的水份要求控制在0.3%以內(nèi)，灰份控制在0.5%以內(nèi)，振實(shí)密度控制在≥0.87g/cm3等等，如果達(dá)不到這些要求，企業(yè)將不采購他們企業(yè)的石油焦，對石油焦質(zhì)量好的企業(yè)可以優(yōu)先采購。除了提高石油焦的采購標(biāo)準(zhǔn)以外，還需要改進(jìn)倉儲(chǔ)的管理，對不同批次不同時(shí)間的石油焦要分開存儲(chǔ)，根據(jù)倉儲(chǔ)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(xì)微的差別而影響整個(gè)工廠炭陽極的生產(chǎn)。提高原材料質(zhì)量是對炭陽極的生產(chǎn)具有十分重要的意義，石油焦的質(zhì)量高對節(jié)約企業(yè)成本、節(jié)約人力資源、減少環(huán)境污染、減少PM2.5指數(shù)都具有很大的作用。在提高原材料質(zhì)量的路途上需要有一整套完善的檢測與驗(yàn)收體系，需要依靠制度去管理工廠，而不是人，人會(huì)犯錯(cuò)誤，而制度不會(huì)，所以要想整體提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益就需要通過科學(xué)的制度去采購石油焦等一系列原材料。

2.2 改進(jìn)生產(chǎn)工藝，采用最先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備

生產(chǎn)炭陽極不是一個(gè)簡單的過程，它是一個(gè)非常復(fù)雜的生產(chǎn)過程，其中需要很多專業(yè)的支持，也需要很多步驟，很多先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備。其中，對生產(chǎn)工藝的要求很高，對于落后的生產(chǎn)工藝，再好的原材料也不能生產(chǎn)出高質(zhì)量的炭陽極，而只是一種資源浪費(fèi)。對于如何提高炭陽極的質(zhì)量，提高炭作為陽極的效率，首先應(yīng)該改進(jìn)機(jī)器設(shè)備，比如煅燒爐，采用最先進(jìn)的爐子，不僅可以很好控制溫度，還能進(jìn)行大規(guī)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(jī)設(shè)備，對煅燒好的石油焦進(jìn)行研磨，研磨過程要根據(jù)機(jī)器的性能進(jìn)行操控，需要比較熟練的工人才能進(jìn)行操作，所以企業(yè)在培訓(xùn)工人的過程中一定要認(rèn)真、負(fù)責(zé)、精細(xì)化操控。改進(jìn)生產(chǎn)工藝不是一蹴而就的事情，它需要一個(gè)漫長的過程，需要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，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(yán)格控制15-16%比例，經(jīng)過70分鐘充分混合，目前生陽極表觀密度達(dá)到1.64g/Cm3，耐壓強(qiáng)度達(dá)38MPa以上，所以改進(jìn)工藝就是需要從每一個(gè)步驟入手，注意細(xì)節(jié)的改進(jìn)，從而提高炭陽極的質(zhì)量。

2.3 對炭陽極制成品抽檢嚴(yán)格要求

質(zhì)檢是產(chǎn)品出廠前最后一道工序，也是最重要的一道工序，質(zhì)檢是否合格對企業(yè)來說就是虧損與收益的關(guān)系。質(zhì)檢是一項(xiàng)嚴(yán)肅又復(fù)雜的事情，要秉持著負(fù)責(zé)任的態(tài)度去做這個(gè)工作。在炭陽極的質(zhì)檢改進(jìn)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(yè)正常質(zhì)檢保駕護(hù)航，對于某些生產(chǎn)炭陽極的企業(yè)，采用不合法的行為偽造檢驗(yàn)報(bào)告，既是對別人的傷害也是對自己企業(yè)的傷害。其次就是采用科學(xué)、合理的檢驗(yàn)方法、先進(jìn)的技術(shù)手段和儀器設(shè)備。炭陽極的質(zhì)檢需要通過真正的實(shí)驗(yàn)來判斷是否合格，企業(yè)需要有專業(yè)的部門負(fù)責(zé)這類工作，在炭陽極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要全程追蹤數(shù)據(jù)，觀察實(shí)驗(yàn)過程中炭陽極的消耗情況，副反應(yīng)的反應(yīng)程度等等一系列數(shù)據(jù)指標(biāo)，最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過多次實(shí)驗(yàn)，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(zhì)檢流程，建立獨(dú)立的監(jiān)督部門對質(zhì)檢環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，不能讓任何一個(gè)不法分子損害企業(yè)整體形象和利益。

3 總結(jié)

炭陽極的制造是比較復(fù)雜的工藝，但是炭制品在工業(yè)上需求比較廣泛，提高炭制品的質(zhì)量對于國家整個(gè)工業(yè)體系是非常重要的。炭陽極對于電解鋁工業(yè)而言是至關(guān)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(zhì)量的炭也會(huì)發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生有毒的一氧化碳。而提高炭陽極的質(zhì)量需要從細(xì)微入手，從每一個(gè)制造炭陽極的工藝細(xì)節(jié)入手，盡最大努力控制每一個(gè)環(huán)節(jié)，達(dá)到不斷提高炭陽極質(zhì)量的需求。