炭素生產要素探析

摘 要：隨著科技的進步，炭素材料在國民經濟建設中發揮了越來越重要的作用，并受到各個行業的廣泛關注。炭素材料可以被視為一種功能性材料，其材料的內在結構特性決定了其功能價值、應用特性。炭素材料的結構不同，應用特性和功能價值也存在差異。炭素生產過程是一個復雜的系統工程，以制造出特性穩定、結構均勻的材料為目標，文章從幾個方面對炭素生產要素進行了分析和探討，供相關人士參考和借鑒。

關鍵詞：炭素材料；生產要素；原料；裝備；技術；管理

1 原料

1.1 延遲石油焦

延遲石油焦是當前國內炭素生產廠家較多使用的原料焦，企業生產的產品不同，所需要的延遲石油焦的量也不同，電極生產企業所需的用量相對來說較小，鋁用炭素企業則需要大量的延遲石油焦。大部分的生產企業采用的指標評價方法為常規理化分析法，對于延遲石油焦的各種指標，如硫含量、揮發分等能夠做出準確評價。然而由于分析手段還不夠完善，因此對于焦的石墨轉化率、熱性能等參數較為忽視，而這些性能對于評判延遲石油焦的性能卻是非常重要的。

1.2 煤系針狀焦、石油針狀焦

石油針狀焦和煤系針狀焦目前廣泛應用于高功率或超高功率的石墨電極生產中，從來源分可以分為進口和國產兩類。國產的針狀焦在性能方面同國外的針狀焦相比，還是存在一定的差距的。國外的針焦各向異性度較大，硫含量低，顆粒強度較高，并且性能分級較多，熱膨脹系數較低。

1.3 瀝青焦

瀝青焦作為一種原料焦主要用于特種炭材料的生產，所生產出來的特種炭材料具備特殊的性能，具有較大的密度和強度，與延遲石油焦生產的特種炭材料相比，用瀝青焦生產的特種炭材料性能更佳。然而也存在一些缺點，在裝備適應性、選擇工藝技術方面具有較大的難度。

1.4 瀝青

國內的炭素生產企業通常使用中溫瀝青作為工藝處理用瀝青，傳統的炭素生產觀念，對于瀝青的常規指標，如揮發分、結焦值、軟化點、甲苯不溶物等較為關注，對于瀝青的β樹脂含量卻經常忽視，然而炭素材料的熱性能與β樹脂在結焦值中的比例有著很大的關系。

2 裝備

2.1 混捏成型工序

目前絕大多數炭素企業采用的大都是常壓式雙攪刀混捏機，集干料加熱，加粘結劑混捏于一體化。其缺點在于干料加熱溫度低，沒有加壓機構就導致粘結劑瀝青滲透浸潤到顆粒微孔中的能力差，混捏出來的糊料均勻性較差，特別是粘結劑瀝青分布性差，不均勻。

2.2 浸漬工序

浸漬系統的裝備與國外企業的差異主要表現在對浸漬劑瀝青和生產工藝上認識的差異。浸漬前的焙燒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致密的結焦層，清除掉粘附表面的填充料和致密層將導致浸漬作業時瀝青滲透不均勻。

2.3 二次焙燒工序

國內二次焙燒爐窯大多采用帶蓋式環式爐，敞開式焙燒爐，有的企業采用隧道窯、車底式窯進行焙燒作業，目前大多數企業對一次、多次焙燒的窯爐基本不分，為節省投資都采用同一爐型進行作業，只是在工藝上加以區分。

2.4 石墨化工序

石墨化工序上普遍采用的外熱式艾奇遜石墨化電阻爐（AWG）和內熱串接石墨化電阻爐（LWG），與國外相比在內熱串接石墨化爐作業上缺少溫度、壓力平衡傳感系統、計算機控制系統。國內企業在石墨化送電作業上還是采用經驗曲線來操作送電，而不是以溫度變化、制品體積變化反映到壓力變化上來，由計算機控制送電和壓力平衡，這在石墨電極生產上是非常重要的。

2.5 瀝青煙氣處理

焙燒作業會產生瀝青煙氣，而電捕焦油器則是當前很多炭素企業處理瀝青煙氣時所采用的方法，通過這種方法可以補集焦油，然而卻存在著二次污染的問題。另外，排放出的煙氣雖然經過處理，但是仍然有有害物質留存，并且很難加以根治。目前，逐漸采用蓄熱床式催化氧化焚燒法對排放出的瀝青煙氣進行處理，避免了傳統的直接焚燒法能源消耗過大的問題。

3 技術

炭素企業開展生產離不開專有技術，各項專有技術是根據企業的實際情況來制定的，如裝備、管理、資源等條件，并且將產品滿足使用作為前提。這些專有技術在企業生產運營中加以運用和實踐，進而獲得完善和優化，再進一步指導生產實踐。國外的企業在炭素生產行業擁有最先進的專有技術，然而通常不會對外提供轉讓，僅對舊的專有技術提供轉讓，而且需要高昂的技術轉讓費。在轉讓的過程中，國外企業不僅獲得出售專有技術帶來的利潤，并且將在技術開發中所花費的成本都追加到轉讓費中。這樣的結果就是國內的企業花費大量的資金，獲得的卻是已經被國外炭素企業淘汰的技術。

生產工藝技術條件的作用是指導生產實踐，讓生產能夠科學、有序的進行。應該以保證產品使用性能為前提，來改變現有的生產工藝技術條件，并通過充分的論證，以研究試驗為檢驗標準。以文件的形式固定下來的生產技術條件，必須經過驗證，達到技術成熟，生產過程嚴密可控，所生產出來的產品在經過反復試驗后，可以滿足用戶的要求。還應該注意的是，各企業在自身發展過程中，積累了很多經驗，開發了很多具有本企業特點的專有技術。炭素企業在學習和吸取其他企業的先進技術時，應該對該項技術進行深入細致的分析和研究，考慮其形成的特定時期和該企業的特點，并結合本企業的實際情況，引進真正適用于本企業的專有技術。

4 管理

科學有效的管理是企業生存和發展的關鍵要素之一，發揮著越來越重要的作用，并逐漸被企業所重視。對于炭素生產企業來說，實現炭素材料生產全過程的穩定和受控，是企業管理工作的目標與核心內容。企業管理包含很多內容，如確立系統的、規范的管理體系，以及明確管理結構模式，這其中對于員工的管理是一項十分重要的內容。炭素生產是一項基礎工業，能耗很高，對于環境的污染也很大，屬于勞動密集型工業。一個企業要想在激烈的市場競爭中站穩腳跟，獲得發展，僅僅依靠先進的技術和裝備、優質的原料是不夠的，還要有嚴格而規范的管理體系，才能生產出優質的產品，獲得經濟效益。有些炭素生產企業雖然致力于新產品的研發，并取得了一定科研成果，然而真正應用到生產實踐中卻很難實現預期的效果，管理不當則是很重要的一部分原因。

企業在其發展的過程中，不同的時期會有不同的企業發展目標，應培養和樹立具有本企業特色和時代特征的企業文化精神。企業文化各有特色，然而卻離不開一個核心的內容，即激勵全體員工的團隊精神，發揮團體的凝聚力量。實施管理需要做到精細化，將管理的內容逐步分解、細化，落實到企業的每一個層次、角落，落實到每一位員工。做好企業管理，最重要的是要有創新的意識，轉變舊的傳統觀念，最終實現企業生產經營活動的嚴密受控。在滿足用戶使用要求的前提下，提高產品的質量和穩定性，創造出更好的經濟效益，形成全體員工對用戶負責、以企業為家的新風尚。

參考文獻

[1]陸文全，尹翠杰.炭素生產控制系統網絡化設計[J].輕金屬，2005，11.

[2]趙艷.鋁用炭素生產技術經濟指標探索[J].黑龍江科學，2014，5.

[3]潘文祥，潘雁明.新型混捏機在炭素生產中的應用[J].輕金屬，2000，11.

[4]張文誠，左小磊，陳曉青.炭素生產過程中焙燒煙氣的凈化方法及應用[J].江蘇化工，2005，1.

[5]卜奎靂.淺談炭素成型生產過程中需注意的幾點事項[J].科學時代，2015，12.

[6]萬多穩，吳家鳳.炭素生產中石油焦煅燒產生廢氣處理方法的探討[J].輕金屬，2005，9.