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研究与开发2008年第6期青海科技
石油焦对预焙阳极质量的影响及控制

张国林

（中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙410083）

摘要：铝电解用预焙阳极质量的好坏对电解生产的工艺稳定性和经济性都会产生很大影响，作为阳极生产初级原
料石油焦，其质量的不同对阳极的质量会产生不同的影响。本文通过分析不同石油焦对阳极质量的影响，提出了原料均
化技术的控制措施。
关键词：预焙阳极；石油焦；质量控制；均化技术

1引言在333～667kg/t-Al，但在实际生产中电流效率达到
铝电解用预焙阳极被称为是电解槽的“心脏”，100%是不可能实现的，所以炭的消耗量要大于理论
它在电解过程中起两方面的作用，一是导电作用，二值。目前世界先进铝厂的电流效率已达95%，炭耗在
是起化学反应，因此，炭阳极的质量对铝电解过程起400～420kg/t-Al，与相应的理论消耗值（342kg/t-Al）
着重要的作用。另外炭耗在铝电解的成本中仅次于电仍有较大差距。阳极的净消耗由电化学反应消耗和过
耗和氧化铝，约占整个成本的15%左右,如果阳极质量量消耗组成，其中过量消耗与阳极质量关系密切，由
不佳，此比例可上升至25%。所以提高阳极质量，对于阳极质量的不同，过量消耗指标为20～
电解铝厂降低生产成本、提高经济效益有着很大的意150kgC/t-Al。青海某公司阳极净耗平均为
义。石油焦作为生产阳极的最主要原料，其性质的不460kgC/t-Al，电化学反应消耗约为360kgC/t-Al，过
同对预焙阳极的各项技术指标影响很大。近几年由于量消耗平均达到100kgC/t-Al，与国内国际先进指标
电解铝行业的迅猛发展，极大地带动了炭素行业的发相比相差很大。
展，另外炼钢业的扩大，对生产电极用的石油焦的需从上面分析可看出，预焙阳极对于电解生产的直
求量越来越大，从而造成优质石油焦原料的紧缺，因接影响就是阳极的消耗。影响阳极消耗的因素很多，

此，分析不同石油焦对预焙阳极质量的影响，从而从但都与阳极的质量息息相关，而CO2反应性、空气反
原料控制着手对预焙阳极的质量进行有效的控制，对应性等阳极的抗氧化性能除了与阳极中微量元素有关
阳极的生产有着重大的意义。外，还与阳极的原料有着直接的关系。其中石油焦作
2阳极的消耗及其对电解生产的影响为主要的原料对于阳极质量的影响较为突出。
电解过程中炭的理论消耗(电流效率为100%)，应3石油焦的生产

砖。（5）砌体的较小背缝用氮化硅结合碳化硅粉进行填能，而且防渗效果明显，可延长电解槽寿命。

充。（3）Si3N4结合SiC侧部炭砖的强度高，抗氧化、
公司开始在10台160kA试验槽上应用了氮化硅耐腐蚀，而且导热性好，易于形成侧部炉帮的保护
结合碳化硅复合侧块，扩容到180kA后，开始在大修层。
中全面推广应用。生产运行3年多后，通过测量部分总之，160kA电解槽扩容后对槽结构及槽内衬的
槽的炉膛内形和阴极侧部温度梯度，表明槽的炉膛内改进，总体上符合大型预焙槽内衬“侧部散热、底部
形比较规整，侧部炭块减薄较少，氧化、破损较轻，保温”的设计原则，而且优化了槽内衬结构，提高了
侧部钢板温度平均下降18℃左右，保温性能较好。筑炉工艺水平，延长了电解槽寿命。扩容后内衬结构
3结论改进的投入与产出合理，产能增加显著，经济收益较
（1）电解槽槽壳采用船型结构，避免了摇篮架角高。
部的应力集中；加固筋板，增强了摇篮架的刚度和强
度；这两次措施有效地解决了槽壳外胀和摇篮架断裂参考文献：
[1]摩勒，GG.化学冶金学[M].王介淦，罗英豪，译.北京：冶金
现象。·
工业出版社，2002.
（2）应用干式防渗料，能加强槽底内衬保温性
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石油焦是由渣油经过焦化工艺而制得的产品。渣结组成的多孔性材料，其中石油焦要经过高温热处理
油的组成很复杂，各种原油的性质不同，或者炼油工后才能作为生产预焙阳极的原料使用。在阳极生产中
艺不同，所得到渣油的性质也不同，使得焦化后得到为了获得致密度、强度等较好的产品，煅后焦是根据
的石油焦的质量差别也很大。目前石油焦的焦化工艺不同粒径进行使用的，其比例在配方中占85%左右，
种类很多，最为广泛的是延迟焦化，其次是流化焦因此作为初级原料的石油焦的性质对阳极的质量有很
化。延迟焦化工艺根据设备及工艺状况的不同，可生大的影响。
产出4种焦：①针状焦；②海绵状焦；③丸状焦或球4.1密度
状焦；④更剧烈的热裂化催化即流态化焦化工艺生产密度是衡量石油焦孔度的一个重要指标。密度较
的流态化焦。铝电解炭阳极所用的焦一般都是海绵状高的焦其孔隙度较小，易石墨化，电阻率较低，热膨
焦。石油焦根据硫含量的不同，还可分为高硫焦（硫胀系数小，有利于改善阳极的性能。石油焦孔隙度
含量3%以上）和低硫焦（