强强碳素论文(修改版).doc

浅谈炭素行业的发展汤陆慧【摘要】 本文介绍了碳素行业的发展现状和前景分析。在高科技发展中, 碳素材料的研究开发是一个十分活跃的领域，值得重视，也是煤炭转化的一个重要方面。【关键词】碳素 行业 问题 发展现状 前景【前言】 碳素材料学的发展，特别是结构、性能、应用和效益相互作用的研究，使一个单调的碳原子给人类提供了极大的经济技术财富。在此，对其所用材料、公司运营和发展前景做一个简要的分析。一、碳素材料 铝电解用钢爪：阳极钢爪包括阳极钢爪本体，所述阳极钢爪本体上部连接一开口向上的空腔；本实用新型在阳极钢爪本体上部固定连接一个开口向上的空腔，在与铝导杆连接时，在空腔内铸铝，铸铝直接与铝导杆焊接，摒弃了连接阳极钢爪与铝导杆所用的钢-铝爆炸焊块；再对阳极钢爪进行抗氧化处理，不使用保护环，这样就可以避免焊接不完全、断裂、开裂、氧化等原因引起的电阻逐渐增大、影响导电效果的现象，可以降低电耗、修理费用、原材料消耗，省去铝-钢爆炸焊块、保护环费用，有利于降低生产成本。 铝电解用预焙阳极：阳极碳块是以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂制造而成，用作预焙铝电解槽作阳极材料，起着导电与参于化学反应的双重作用。这种炭块经过焙烧，具有稳定的几何形状，所以也称预焙阳极炭块，习惯上又称为铝电解用炭阳极。用预焙阳极炭块作阳极的铝电解槽称预焙阳极电解槽，简称预焙槽，这是一种现代化的大型铝电解槽。 石墨电极：主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨化阴极：它是选用延迟石油焦、沥青焦混合，经煅烧后，破碎筛分，混合后加入硬质沥青粘结剂，经过混捏，加工成电解槽所需阴极的炭块毛坯形状，经焙烧将粘结剂沥青碳化，制得石墨化阴极炭块。本发明具有机械、电学、热学性能俱佳，且制造成本低等优点。特别适合大型电解槽使用。二、碳素材料的现状碳素和石墨制成的电极，在熔盐电解生产金属时，既能做阳极也能做阴极。自1886年美国的CMHau和法国的LTH 6 roult同时发明冰晶石一氧化铝熔盐电解生产铝以来，铝电解使用的是碳素阳极。碳素在铝电解中充当自耗阳极，主要缺点是：(1)消耗大量优质碳素材料(如石油焦)，生成c0和c0：，而且伴有碳氟化物，碳氮化物等有害气体的生成，造成环境污染；(2)碳素被消耗，必须周期更换，使电解槽内的电流分布和热平衡受到干扰，影响操作稳定性，不利于自动化控制和连续生产；(3)碳阳极不均匀的氧化和崩落，电解质中出现碳渣，也会影响操作；(4)维护和更换阳极需要较多的工时。同时基于工业的立场, 对于经济上处于主要产品炼钢用石墨电极的立场没有变化。在此期间固定了针状焦的生产企业, 但是, 随着炼铝工业的衰退, 用在这方的焦炭生产却大幅度地后退了。各向同性石墨材料生产在技术上有了新的发展, 电火花加工用电极为中心也有新的进展, 但是这些都没有达到影响碳素工业局面的程度。尽管碳素工业的内容有相当变化,但在大的方面没有显著的增加。然而, 在迄今为止的碳素工业范围之外,出现了值得注意的新动向, 其中典型的子是碳纤维。如果说碳纤维生产最初是在碳素工业领域里发展起来的话, 那么, 最后也在不同于原有的碳素工业传统的纤维工业和化学工业中发展起来了。另一方面, 联系下一世纪工业基础技术的开发, 和碳素有密切关系的研究工作已经开始热忠于从高分子化学的角度进行探索。考虑到这种情况, 对于碳素材料的研究,有必要再检查一下以前的认识, 重新考虑今后的研究和发展方向问题。三、强强碳素的运营 广西强强碳素股份有限公司（以下简称：公司）是于2008年9月25日由平果县强强碳素制品有限责任公司（成立于2001年3月）依法经国家商务部批准整体变更设立的中外合资股份有限公司。公司的法人代表：赵唯皓。主营业务是碳素制品制造及销售。主营产品有铝电解用预焙阳极、石墨化阴极、石墨电极、铝电解用钢爪等。自2001年公司创建和投产以来，经过不断的发展，现已拥有广西百色皓海碳素有限公司（中美合资）、广西平果皓海碳素有限公司、广西平果强强实业有限公司等3家子公司和控股参股3家公司：百色皓海铸造有限公司、百色市皓海发电有限责任公司、平果国民村镇银行。公司提倡以人为本，不断推进技术创新。公司拥有一批具有碳素、冶金、计算机和自动控制等技术的复合型高级人才，拥有一支经过专门培训技术过硬的员工队伍；公司与广西民族大学联合成立碳素研究所，不断扩大人才队伍和提高技术科研水平。公司自主研发的炉内烟气焚烧法焙烧预焙阳极技术，2004年荣获百色市科技进步一等奖，广西2005科技进步二等奖，并于2006年获得了国家发明专利，同时被列入国家2006年“火炬计划”项目并在多家企业实施；2007年度公司获中国民营科技贡献奖。公司坚持依法经营、诚实守信。被广西壮族自治区工商行政管理局评为“重合同守信用企业”；被广西壮族自治区总工会、区工商业联合会评为全区“双爱双评”先进企业。公司致力于产品技术研发和质量管理，生产的预焙阳极和石墨化碳素制品的技术指标优于YS/T285-2007、YB/T4088-2000的标准，质量达到国内乃至世界领先水平，公司通过了ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康安全管理体系等国际标准体系的认证。公司自主研发有六项专利技术和一项软件著作权证书，其中敞开式环式焙烧炉生产预焙阳极的沥青烟治理方法（简称炉内焚烧法）、铝电解用阴极石墨化阻流块获得国家发明专利及国际发明专利（加拿大），并被列入国家火炬计划项目。多次获得广西壮族自治区科技进步奖。公司生产的“强强”牌碳素系列产品畅销海内外（主要销往印度、德国、美国、俄罗斯、冰岛及百色银海铝业、南南铝业、来宾铝厂、云铝、贵州铝厂等客户）。公司满负荷生产时年销售收入超过20亿元，合并总资产19亿多元。公司现有员工1700多人（含百色皓海）,其中各类专业技术人员200余人。公司现生产预焙阳极十余种规格,石墨化电极四种规格，石墨化阴极五种规格，也可根据客户的实际要求生产不同规格。产品技术指标达到YS/T285-2007、YB/T4088-2000标准的要求，内控指标优于国家标准。四、碳素材料的未来 碳元素的存在形式有金刚石、石墨、咔唉、 富勒体和无定形碳等, 通过不同的制备工艺，它们又可演变成不同类型、不同形状的制品，作为新材料已在高新技术领域中占有重要位置， 其发展真是不可限量。碳素材料的发展方向主要朝着新碳素材料的方向发展，主要用于高技术领域的碳和石墨材料，主要用于航空、航天、核能、风能、硬质材料制造、电子、医疗、建筑、环保等行业。因此21世纪被称为“碳世纪”目前已经形成规模应用的碳素新材料主要有各种石墨、碳纤维、碳复合材料等。它们还可以用作导电材 料、耐火材料、耐腐蚀的结构材料以及耐磨和润滑材料。五 、行业发展前景当前我国经济运行正处于由回升向好和稳定增长转变，在此形势下，这个行业会越来越好。炭素行业属于基础原材料产业，在国民经济发展不可或缺的基础材料。炭素行业是对石化和煤化工行业的废渣进行深加工再利用，是一项能源二次利用、符合循环经济理念的新兴产业；同时，由于炭素材料的理化性能和机械性能在一定条件下优于金属材料和高分子材料，具有良好的导电性、热稳定性和化学稳定性，并具有较高的耐腐蚀性、高温状态下的高强度、自润滑性等特征，因此，炭素行业也是一项高科技产业。炭素材料及其制品现已广泛应用于冶金、电子、化工、机械、体育器材、医疗、能源、航空航天、核工业和军事等领域，在国家历次发布的技术发展政策中均被列为重点发展内容。虽然目前中国已是炭素产品生产和出口大国，但高端产品在国际市场上难有话语权，高科技含量的炭素制品，以及部分领域特殊炭素制品，我们与炭素强国相比还有差距。推进高附加值产品开发是今后行业的发展要务。高科技含量炭素制品的研制、开发、应用领域非常广阔。在核工业中，原子反应堆中子减速剂、反射剂，生产同位素用热柱石墨、高温气冷堆石墨、火箭和导弹的喷管喉衬、燃气舵、燃烧室，头锥和防护罩等都是特种石墨制品。去年我国炭素制品产量为800多万吨，而特种石墨制品产量仅为3万吨左右，还有大量靠进口。等静压石墨是近年新涌现出的一种新型炭素材料，在电阻率、弯曲强度、压缩强度等方面都优于高纯石墨，而且由于其特有的各向同性，被广泛用于单晶硅制造、高温气冷堆、机械密封、块孔式热交换器、精密电子仪器加工等新兴领域，吸引了许多炭素企业的目光。上海东洋炭素有限公司高级顾问程鸿申指出，高纯石墨的平均价格为2万元/吨，利润仅2000元/吨，而等静压石墨的价格在10万元/吨以上，利润至少在2万元/吨以上，极具吸引力。目前中国每年等静压石墨产品的消费量约占全球的1/4，但每年要从国外进口约3/4的产品，受控于国外企业。而且目前这种材料被国际社会认为是战略物资，限制对华出口，自力更生开发等静压石墨材料已成为迫切所需。碳纤维复合材料应用领域更广。在航天、航空、核工业、高能物理、医疗、交通运输、建筑方面等多领域广泛使用。运动器材中的自行车架、赛艇、皮划艇、滑雪板、滑水板、冲浪板、高尔夫球棍、网球拍、标枪、撑杆跳杆、钓鱼竿、冰球杆等等，都是碳纤维复合材料制作。目前上述运动器材，大量靠进口。炭素行业要强化产学研相结合，增加科研力量，防止资金与技术相脱节；适当引进国外关键生产设备及测试仪器，并针对自身原料情况进行消化再吸收；组建中国等静压石墨产业联盟，对生产企业进行合理布局，帮助企业实现产品差异化生产；打破行业技术垄断，促进企业间技术转让，实现技术互补。强强碳素公司的石墨制品出口量比较靠前，随着科技创新和技术改造，产品结构不断优化，产量也会随着增加，石墨电极价格也在慢慢增长，从而创造更大的效益。强强公司的另一产品预焙阳极产量由此可以看出，强强碳素公司技术还是很成熟的。现阶段，预焙阳极面临的问题有：原料质量不稳定、阳极消耗高、阳极质