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我國石墨陰極炭塊工業(yè)發(fā)展的整體特點：

１、產能、產量多年來連續(xù)增長。隨著鋁工業(yè)的發(fā)展壯大，我國已成為全世界鋁工業(yè)大國，為社會主義建設、國防建設和人民生活提供了大量的鋁產品，并已成為我國工業(yè)的支柱產業(yè)。中國石墨陰極炭塊工業(yè)作為鋁行業(yè)不可缺少的材料，產量隨需求逐年增加。

２、科技進步、自主創(chuàng)新能力不斷增強。國外一些先進的自動化配料和焙燒控制系統(tǒng)，先進的連續(xù)混捏、快速冷卻、振動成型等設備和工藝被廣泛引進，使石墨陰極炭塊質量大幅提高，為降低能耗創(chuàng)造了條件。

3、石墨陰極炭塊行業(yè)結構逐步優(yōu)化。多年來在不斷發(fā)展中進行調整，在調整中健康發(fā)展，使中國石墨陰極炭塊行業(yè)結構逐步優(yōu)化，提升了整體實力。并已通過工業(yè)性試驗，取得了十分明顯的節(jié)電效果，對全世界電解鋁行業(yè)是重大貢獻。

石墨陰極炭塊是鋁用炭素陰極材料重要部分，因其具有耐高溫、耐腐蝕、導電等特性，在鋁電解槽等高溫冶金爐中得到廣泛應用。在電解鋁行業(yè)中，石墨陰極炭塊是制作電解槽內襯和電解槽大修時的重要材料。鋁電解工業(yè)的快速發(fā)展有力地帶動了石墨陰極炭塊工業(yè)的進步。提供高質量、性能優(yōu)越的石墨陰極炭塊材料在一定程度上已成為鋁電解生產技術發(fā)展的關鍵。

電解鋁是國民經濟建設所需要的重要原材料，在國家宏觀調控政策和產業(yè)政策的指導下，我國鋁工業(yè)在結構調整、淘汰落后、技術進步、節(jié)能降耗、兼并重組等方面取得了積極進展，為國民經濟建設做出了重要貢獻。中國電解鋁工業(yè)已經成為了世界電解鋁產業(yè)最大的組成部分，中國的鋁需求量也是連年位列世界第一，未來中國鋁金屬市場毫無疑問會成為全世界電解鋁工業(yè)的中心。略……

由于炭素材料具有抗高溫、耐腐蝕、導電性能好，因此，自從1886年霍爾(礎)和埃魯(Heroult)發(fā)明電解法生產金屬鋁以來，炭素材料就—直被用做鋁電解槽的內襯和導電陰極。最初使用炭糊搗打的整體炭陰極；1920年出現(xiàn)了預焙陰極炭塊，后來為提高抗電解質侵蝕能力，用煅燒無煙煤為骨料生產陰極炭塊(現(xiàn)在稱普通陰極炭塊)；20世紀50年代開始使用石墨及半石墨陰極炭塊，這種材料比普通炭塊導電、導熱性能好，耐電解質侵蝕能力強，有較好的強度和抗熱震性能。惰性陰極材料(如TiC、NbN、TiB2等)、SiC側部材料是鋁電解槽的新型陰極材料。2000年中國新建大鋁廠采用半石墨陰極和炭化硅側塊。

中國鋁用陰極材料的生產是與鋁工業(yè)同步發(fā)展起來的。20世紀50年代初，吉林炭素廠年產2000t陰極炭塊及配套底糊。其后，陸續(xù)建成的蘭州炭素廠、上海炭素廠、山西炭素廠都生產陰極材料。70年代，中國已能生產規(guī)格為400mm×400mm普通陰極炭塊，中國的生產規(guī)模約為1.7萬t(含糊0.4萬t)。80年代初貴州鋁廠從日本引進了用電煅無煙煤為主要原料生產陰極炭塊和配套陰極糊的生產線，可以生產規(guī)格為550mm×500mm的半石墨陰極炭塊及其配套半石墨陰極糊，供大型預焙槽使用；1992年擴建后產能達2.0萬t，其中含糊類0.6萬t。使中國陰極材料生產的裝備水平，產品質量有很大的提高。“七五”、“八五”期間，國家實行“優(yōu)先發(fā)展鋁”的方針，陰極材料的生產得到迅速發(fā)展，有30余家中小企業(yè)遍布各地。其中青銅峽鋁廠陰極生產線，山西晉陽炭素廠，山西炭素廠河北冀州炭素廠陰極制品產量都在1萬t以上。80年代末全國有20余臺電氣煅燒爐，用來生產半石墨陰極炭塊的原料。90年代中期，中國鋁用陰極材料總產量達10余萬t。

1、產品質量差，影響電解鋁廠強化電流，提高產量。石墨陰極炭塊制品是鋁電解的主要工業(yè)原材料。造成產品質量差的主要原因體現(xiàn)在兩方面，一是每個廠所用的原材料隨著市場的變化而不停地改變產地，不同產地的石油焦、煤瀝青的質量特性之間存在著一定的差異，而生產工藝參數基本不進行任何優(yōu)化調整，使得原料配比不合格；二是我國很多中、小型炭素廠的配料系統(tǒng)、焙燒工序自動化程度低，不僅污染嚴重、能耗高，還很難保證配料的精確性和焙燒溫度的均勻性，制約著質量的進一步提高和產品質量的穩(wěn)定性。

2、電解鋁槽型不規(guī)范制約了炭素企業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。目前，電解鋁企業(yè)的槽型種類太多，設計也不規(guī)范。由于槽型種類的高度分散，使得電解槽的陰極炭塊、側部炭塊以及電解槽的其他結構材料和備件，規(guī)格型號五花八門，難以統(tǒng)一，造成生產廠家無法實現(xiàn)規(guī)模化。而目前如天女散花，遍地生根的鋁用炭素廠，造成的資源浪費和環(huán)境污染不亞于小電解鋁廠。

3、石墨陰極炭塊工業(yè)的技術裝備水平低，設備老化，造成企業(yè)高污染、高消耗和高成本，國際競爭力差。我國的石墨陰極炭塊生產企業(yè)雖然數量眾多，但企業(yè)的裝備水平卻非常落后。落后的裝備造成了環(huán)境污染，且威脅了企業(yè)的生存和發(fā)展。生產成本較高，距國外先進水平有一定差距，國際競爭力差。略……

一、2005-2010年石墨陰極炭塊工業(yè)主要產品供應變化

2005-2010年石墨陰極炭塊產品產量統(tǒng)計

                                                                           單位：萬噸

 

 

二、2010年石墨陰極炭塊工業(yè)主要產品生產區(qū)域分布

2010年石墨陰極炭塊生產區(qū)域分布

 

第六節(jié) 石墨陰極炭塊主要工業(yè)產品進口情況

2005-2011年其他以石墨等碳為主的糊狀、板塊狀制品進口量值統(tǒng)計

                                                                                      單位：千克；美元

 

 

略……

1、提高石墨陰極碳塊的檔次

根據中國鋁工業(yè)發(fā)展的特點和國際市場的需求，必須盡快全面開發(fā)半石墨質、石墨質和石墨化三個檔次的陰極碳塊。中國半石墨質碳塊與國際市場上的半石墨質碳塊的差距甚大。新投資廠家生產工藝必須作較大的改進。這就需要根據各類碳塊的特點和開發(fā)難度制定周密的計劃。

陰極碳塊是在鋁電解槽制作安裝時，安裝在槽的底部和側部，直到電解槽大修時，才一次性全部更換，當然電解槽型不同，使用的陰極碳塊規(guī)格和數量也不同，如電解槽的壽命按4年計算，按單位鋁產量計算的陰極碳塊消耗量約為10kg/噸鋁，據初步統(tǒng)計，截至目前，全國現(xiàn)有鋁產能320萬噸，在建約60萬噸，按每年建成15萬噸的產能估算，則目前全國年消耗陰極碳塊約4萬噸，且今后將以0.75萬噸的速度遞增，5年后年消耗量將達到6.75萬噸。目前，我國貴州鋁廠陰極碳塊車間引進日本技術和設備，生產的半石墨化陰極碳塊，產品質量好而穩(wěn)定，但其產量只有1.2萬噸遠遠滿足不了市場的需求，而其他廠家生產的均為普通的陰極碳塊，產品質量差，嚴重制約了鋁工業(yè)的發(fā)展，本項目的產品為半石墨化的陰極碳塊，且規(guī)模只有5000噸，所以投產后其銷路不成問題。

2、利用原料及能耗優(yōu)勢

中國有豐富的優(yōu)質無煙煤和石油焦，又有極為豐富的豐水期水電可以廉價利用，這些都是發(fā)展陰極碳素工業(yè)的有利條件。但是，不是所有的無煙煤和石油焦都適合生產優(yōu)質陰極碳素材料。例如即使是同一無煙煤礦，其煤種也有可能是多樣的，其性能差別相當大。有些煤可能理化分析指標不錯，但不一定適合生產優(yōu)質陰極碳素材料。因此，必須通過調查研究和科學分析，選擇合適的原材料并建立長期定點的供應基地，這對保證陰極碳素材料的質量和穩(wěn)定性是必要的。

1、提高陰極碳塊檔次和使用高品質的陰極碳塊，是今后的發(fā)展方向和趨勢

作為電解槽上重要構件之一的陰極碳塊，其主要功能是作為電解槽內襯材料和用于傳導電流。因此，其在鋁電解過程中對電解槽壽命及運行狀態(tài)至關重要。目前我國預焙電解槽的平均槽壽命只能達到1200天左右，這與國外先進的平均槽壽命3000天相比，具有明顯的差距，并且由于我國的電解槽普遍存在電流密度過低（國內0.65～0.72A/cm2），因此同樣大小的電解槽也要比國外先進水平少產鋁10％以上（國際先進水平約0.75～0.9A/cm2）。究其主要原因是所使用陰極碳塊的性能不佳所致。因此，提高陰極碳塊檔次和使用高品質的陰極碳塊，是今后我國鋁工業(yè)和碳素工業(yè)的發(fā)展方向和必然趨勢。

2、良好的市場前景

目前，全國共有鋁用碳素企業(yè)120余家，產能為2500kt，另外，國內一些大型的電解鋁廠也紛紛投資建設碳素廠，增長的產能使我國碳素產量大幅上漲。這中間僅有極少的石墨化陰極炭塊制品。以往全國半石墨質陰極炭塊的生產與供應基本上被中鋁貴州分公司第一碳素廠所壟斷。隨著我國電解鋁工業(yè)的發(fā)展和生產技術要求的提高，對石墨化陰極碳素制品的渴求越來越強烈，石墨化陰極炭塊，具有良好的市場前景。略……