炭素生产要素探析

摘 要：随着科技的进步，炭素材料在国民经济建设中发挥了越来越重要的作用，并受到各个行业的广泛关注。炭素材料可以被视为一种功能性材料，其材料的内在结构特性决定了其功能价值、应用特性。炭素材料的结构不同，应用特性和功能价值也存在差异。炭素生产过程是一个复杂的系统工程，以制造出特性稳定、结构均匀的材料为目标，文章从几个方面对炭素生产要素进行了分析和探讨，供相关人士参考和借鉴。

关键词：炭素材料；生产要素；原料；装备；技术；管理

1 原料

1.1 延迟石油焦

延迟石油焦是当前国内炭素生产厂家较多使用的原料焦，企业生产的产品不同，所需要的延迟石油焦的量也不同，电极生产企业所需的用量相对来说较小，铝用炭素企业则需要大量的延迟石油焦。大部分的生产企业采用的指标评价方法为常规理化分析法，对于延迟石油焦的各种指标，如硫含量、挥发分等能够做出准确评价。然而由于分析手段还不够完善，因此对于焦的石墨转化率、热性能等参数较为忽视，而这些性能对于评判延迟石油焦的性能却是非常重要的。

1.2 煤系针状焦、石油针状焦

石油针状焦和煤系针状焦目前广泛应用于高功率或超高功率的石墨电极生产中，从来源分可以分为进口和国产两类。国产的针状焦在性能方面同国外的针状焦相比，还是存在一定的差距的。国外的针焦各向异性度较大，硫含量低，颗粒强度较高，并且性能分级较多，热膨胀系数较低。

1.3 沥青焦

沥青焦作为一种原料焦主要用于特种炭材料的生产，所生产出来的特种炭材料具备特殊的性能，具有较大的密度和强度，与延迟石油焦生产的特种炭材料相比，用沥青焦生产的特种炭材料性能更佳。然而也存在一些缺点，在装备适应性、选择工艺技术方面具有较大的难度。

1.4 沥青

国内的炭素生产企业通常使用中温沥青作为工艺处理用沥青，传统的炭素生产观念，对于沥青的常规指标，如挥发分、结焦值、软化点、甲苯不溶物等较为关注，对于沥青的β树脂含量却经常忽视，然而炭素材料的热性能与β树脂在结焦值中的比例有着很大的关系。

2 装备

2.1 混捏成型工序

目前绝大多数炭素企业采用的大都是常压式双搅刀混捏机，集干料加热，加粘结剂混捏于一体化。其缺点在于干料加热温度低，没有加压机构就导致粘结剂沥青渗透浸润到颗粒微孔中的能力差，混捏出来的糊料均匀性较差，特别是粘结剂沥青分布性差，不均匀。

2.2 浸渍工序

浸渍系统的装备与国外企业的差异主要表现在对浸渍剂沥青和生产工艺上认识的差异。浸渍前的焙烧制品表面除粘附填充料外，更重要的是其表面形成了0.5～2mm致密的结焦层，清除掉粘附表面的填充料和致密层将导致浸渍作业时沥青渗透不均匀。

2.3 二次焙烧工序

国内二次焙烧炉窑大多采用带盖式环式炉，敞开式焙烧炉，有的企业采用隧道窑、车底式窑进行焙烧作业，目前大多数企业对一次、多次焙烧的窑炉基本不分，为节省投资都采用同一炉型进行作业，只是在工艺上加以区分。

2.4 石墨化工序

石墨化工序上普遍采用的外热式艾奇逊石墨化电阻炉（AWG）和内热串接石墨化电阻炉（LWG），与国外相比在内热串接石墨化炉作业上缺少温度、压力平衡传感系统、计算机控制系统。国内企业在石墨化送电作业上还是采用经验曲线来操作送电，而不是以温度变化、制品体积变化反映到压力变化上来，由计算机控制送电和压力平衡，这在石墨电极生产上是非常重要的。

2.5 沥青烟气处理

焙烧作业会产生沥青烟气，而电捕焦油器则是当前很多炭素企业处理沥青烟气时所采用的方法，通过这种方法可以补集焦油，然而却存在着二次污染的问题。另外，排放出的烟气虽然经过处理，但是仍然有有害物质留存，并且很难加以根治。目前，逐渐采用蓄热床式催化氧化焚烧法对排放出的沥青烟气进行处理，避免了传统的直接焚烧法能源消耗过大的问题。

3 技术

炭素企业开展生产离不开专有技术，各项专有技术是根据企业的实际情况来制定的，如装备、管理、资源等条件，并且将产品满足使用作为前提。这些专有技术在企业生产运营中加以运用和实践，进而获得完善和优化，再进一步指导生产实践。国外的企业在炭素生产行业拥有最先进的专有技术，然而通常不会对外提供转让，仅对旧的专有技术提供转让，而且需要高昂的技术转让费。在转让的过程中，国外企业不仅获得出售专有技术带来的利润，并且将在技术开发中所花费的成本都追加到转让费中。这样的结果就是国内的企业花费大量的资金，获得的却是已经被国外炭素企业淘汰的技术。

生产工艺技术条件的作用是指导生产实践，让生产能够科学、有序的进行。应该以保证产品使用性能为前提，来改变现有的生产工艺技术条件，并通过充分的论证，以研究试验为检验标准。以文件的形式固定下来的生产技术条件，必须经过验证，达到技术成熟，生产过程严密可控，所生产出来的产品在经过反复试验后，可以满足用户的要求。还应该注意的是，各企业在自身发展过程中，积累了很多经验，开发了很多具有本企业特点的专有技术。炭素企业在学习和吸取其他企业的先进技术时，应该对该项技术进行深入细致的分析和研究，考虑其形成的特定时期和该企业的特点，并结合本企业的实际情况，引进真正适用于本企业的专有技术。

4 管理

科学有效的管理是企业生存和发展的关键要素之一，发挥着越来越重要的作用，并逐渐被企业所重视。对于炭素生产企业来说，实现炭素材料生产全过程的稳定和受控，是企业管理工作的目标与核心内容。企业管理包含很多内容，如确立系统的、规范的管理体系，以及明确管理结构模式，这其中对于员工的管理是一项十分重要的内容。炭素生产是一项基础工业，能耗很高，对于环境的污染也很大，属于劳动密集型工业。一个企业要想在激烈的市场竞争中站稳脚跟，获得发展，仅仅依靠先进的技术和装备、优质的原料是不够的，还要有严格而规范的管理体系，才能生产出优质的产品，获得经济效益。有些炭素生产企业虽然致力于新产品的研发，并取得了一定科研成果，然而真正应用到生产实践中却很难实现预期的效果，管理不当则是很重要的一部分原因。

企业在其发展的过程中，不同的时期会有不同的企业发展目标，应培养和树立具有本企业特色和时代特征的企业文化精神。企业文化各有特色，然而却离不开一个核心的内容，即激励全体员工的团队精神，发挥团体的凝聚力量。实施管理需要做到精细化，将管理的内容逐步分解、细化，落实到企业的每一个层次、角落，落实到每一位员工。做好企业管理，最重要的是要有创新的意识，转变旧的传统观念，最终实现企业生产经营活动的严密受控。在满足用户使用要求的前提下，提高产品的质量和稳定性，创造出更好的经济效益，形成全体员工对用户负责、以企业为家的新风尚。

参考文献

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