李 寧，牛艷娥，高 波，賀生明

（榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 榆林 719000）

電極糊作為礦熱爐自焙電極的材料，在鐵合金和電石等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用[1]。近年來，隨著礦熱電爐不斷向大型化、高功率化、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟合理等方向發(fā)展，對電極糊質(zhì)量和需求量均提出更高要求，電極糊價格呈上升趨勢，隨之原料成本也不斷增高。

從近幾年的文獻中及一年一度炭素會議內(nèi)容可以反映出電極糊材料的研究，主要圍繞原料配方、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量標準及應(yīng)用方面的研究。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 原料配方

傳統(tǒng)電極糊生產(chǎn)的原料配方主要以無煙煤、冶金焦、石墨碎、石油焦和瀝青焦等為原料，以瀝青及煤焦油為黏結(jié)劑進行生產(chǎn)。但是隨著我國電石、鐵合金等行業(yè)快速發(fā)展，對電極糊提出更高要求和更高質(zhì)量的同時，造成優(yōu)質(zhì)原料的緊缺和價格上漲，如何保證質(zhì)量、降低成本就成為電極糊行業(yè)所關(guān)注的熱點。很多電極糊企業(yè)都采用廢舊炭素材料或者低成本材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)原料的方法來降低成本。劉炳宇等人[2]采用殘陽極替代石油焦制造電極糊在6.3MVA 電石爐中進行試驗應(yīng)用，電極糊指標保持正常。嚴欣等人[3]也進行了殘極添加試驗，結(jié)果表明整體性能較好。唐先慶[4]分析研究了利用礦熱爐自焙電極斷頭經(jīng)破碎制粒，添加廢棄電極糊粉粒和黏結(jié)劑冷壓造球來制造電極糊球團替代一定量新的電極糊用于鐵合金生產(chǎn)，實現(xiàn)了資源化高效回收利用。高川等[5]人通過改變?yōu)r青加入量及使用不同添加劑來研究其對電極糊塑性的影響。李少楠[6]從環(huán)保的角度考慮，認為蒽油替代危廢品煤焦油作為黏結(jié)劑來降低電極糊的軟化點是可行的。

1.2 工藝及設(shè)備

電極糊生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝主要由原料煅燒、破碎、篩分、磨料、混捏和成型組成。電極糊是自焙電極的原料，其焙燒階段是在礦熱電爐中完成，所以其工藝不包括焙燒及之后的石墨化工藝，如圖1 所示。

圖1 電極糊生產(chǎn)工藝

近年來，鐵合金、電石用礦熱電爐逐漸走向大型化，同時環(huán)境保護要求也日益提高，這些對電極糊企業(yè)的生產(chǎn)工藝及設(shè)備也提出越來高的要求，為了解決這些問題，電極糊生產(chǎn)企業(yè)探索著進行技術(shù)改造。包頭明天科技[7]為了節(jié)約能耗，減少污染，對煅燒所產(chǎn)生的余熱進行了回收利用，從而也減少了成本。云南鋁業(yè)[8]通過對鋁用炭素。

生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化及局部改造升級，實現(xiàn)了炭塊生產(chǎn)與電極糊生產(chǎn)共用一套生產(chǎn)系統(tǒng)同步生產(chǎn)，值得推廣。方立霞等[9]人也對典型電極糊輸送機進行了優(yōu)化與設(shè)計分析，為電極糊生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的改造研究提供了思路。

1.3 質(zhì)量標準

我國生產(chǎn)企業(yè)對于電極糊性能質(zhì)量主要關(guān)注灰分、揮發(fā)分、電阻率、耐壓強度、體積密度等傳統(tǒng)指標。隨著近年來“軟斷”、“硬斷”質(zhì)量事故的屢屢發(fā)生，加之環(huán)保的要求、落后產(chǎn)能的調(diào)控政策以及大型密閉礦熱爐高速發(fā)展，部分電石、鐵合金生產(chǎn)企業(yè)對電極糊質(zhì)量的要求逐步不局限于傳統(tǒng)指標。一些企業(yè)技術(shù)專家及學(xué)者[5,10-13]結(jié)合部分國外企業(yè)電極糊質(zhì)量標準，對一些其他關(guān)鍵技術(shù)如塑性、流動性、軟化度、抗熱震等性能指標進行了探討評價。我國于2015 年4 月開始執(zhí)行了新的礦熱爐自焙電極糊行業(yè)標準(表1)[14]。新標準的制定有利于推動我國電極糊行業(yè)的不斷進步，也有利于各生產(chǎn)企業(yè)結(jié)合自身不同的礦熱爐情況，選定適用的電極糊。但我們也要同時看到，我國相較于國外電極糊檢測標準項目仍然偏少，從而還不能全面反映電極糊的使用性能，國際競爭力還不夠強。

表1 YB/T 4448-2014 礦熱爐用自焙電極糊理化指標

1.4 應(yīng)用

作為自焙電極重要原料的電極糊目前主要用于電石、鐵合金等礦熱電爐的生產(chǎn)使用中，在黃磷及其他冶煉行業(yè)也有應(yīng)用，但占比較少。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國礦熱電爐逐步走向密閉化、大型化，一些爐型小，能耗高、效率低的礦熱帶怒逐步淘汰。電石行業(yè)，新建企業(yè)目前基形成本以40.5MVA 密閉電石爐為主爐型的發(fā)展格局，81MVA 密閉電石爐也有建成投產(chǎn)[14]。普通鐵合金行業(yè)，新建企業(yè)礦熱電爐容量普遍在25MVA以上，72MVA 鎳鐵爐、75MVA 鉻鐵爐等在我國均已建成投產(chǎn)。然而，隨著炭電極的發(fā)展，有關(guān)于炭電極取代電極糊作為礦熱爐的原料被普遍討論。曹培峰等人[15]對礦熱爐用炭電極與自焙電極進行了詳細的分析對比，認為兩者都在各自所用的電熱爐上取得了良好的效果，將長期共存，最終的選擇在于產(chǎn)品品種、成本的博弈。

2 電極糊生產(chǎn)改進及建議

1）進一步改進原料配方，探索新的可替代原料，制備出優(yōu)質(zhì)的電極糊，以滿足大型礦熱電爐制備電石及鐵合金的需要。

2）傳統(tǒng)工藝及設(shè)備逐步不能滿足工業(yè)環(huán)境及技術(shù)生產(chǎn)的需要，工藝改進及技術(shù)升級與國外大型企業(yè)仍然有較大差距，生產(chǎn)設(shè)備的自動化、信息化、智能化有待進一步提升。

3）目前不少電極糊生產(chǎn)企業(yè)仍然采用舊標準，對新行業(yè)標準有待進一理解；同時，需要進一步補充完善行業(yè)技術(shù)標準體系，縮小與國外大型企業(yè)電極糊技術(shù)質(zhì)量差距，增強國際競爭力。