【文章內(nèi)容簡介】 況分布省 份廠家數(shù)陰極制品產(chǎn)能(萬t)所占比例%貴 州1山 西18山 東2河 南2寧 夏1內(nèi) 蒙2吉 林2湖 南1甘 肅1河 北1青 海1合 計32100從表3中可以看出：我國鋁用陰極材料的產(chǎn)地主要集中在山西省，%，位于二、三位的河南省、%、%左右。在這些產(chǎn)能中，低價劣質(zhì)的陰極產(chǎn)品不在少數(shù)。目前國內(nèi)陰極碳塊的質(zhì)量參差不齊。普通質(zhì)陰極碳塊、所謂半石墨質(zhì)陰極碳塊(石墨碎10%左右，實際上仍屬無定形炭塊)很成熟，目前在產(chǎn)量中占主導。半石墨質(zhì)陰極碳塊(石墨碎30%及以上)已批量生產(chǎn)，用于國內(nèi)新型大型槽及部分出口。石墨化陰極碳塊正在試生產(chǎn)，部分企業(yè)已具備生產(chǎn)能力，但經(jīng)驗有待摸索。 國內(nèi)陰極需求狀況鋁行業(yè)是陰極材料的主要需求市場，我國鋁工業(yè)的飛速發(fā)展,拉動了對陰極材料需求的快速增長。進入二十一世紀，我國鋁行業(yè)連續(xù)幾年保持了快速增長的勢頭。2004年,我國電解鋁產(chǎn)量達到667萬噸,％。隨著我國電解鋁工業(yè)的高速發(fā)展,鋁用陰極產(chǎn)業(yè)成為新的投資熱點,國內(nèi)紛紛投資興建陰極廠，這些增長的產(chǎn)能使得我國的陰極材料的產(chǎn)量大幅上漲。按每建設1萬噸/年電解鋁廠，需用350噸左右陰極碳塊計算：從1998年2004年，新增電解鋁產(chǎn)量423萬噸，共消耗陰極碳塊約15萬噸。包括新增電解鋁產(chǎn)能所需陰極碳塊，2004年國內(nèi)消耗陰極碳塊10萬噸左右, 預計2005年我國電解鋁產(chǎn)量將達到760萬噸。全國鋁行業(yè)的陰極年需求量將達到13萬噸左右。預計2010年我國電解鋁產(chǎn)量將達到1100萬噸，陰極年需求量將達到18萬噸左右。在產(chǎn)品的需求種類上，由于國內(nèi)電解鋁企業(yè)近兩年處境困難、競爭激烈，多數(shù)企業(yè)采用了質(zhì)量較差、價格較低的陰極材料，有的甚至采用普通陰極，使得我國陰極材料的大部分產(chǎn)能也主要集中在低品位的陰極材料上，產(chǎn)品大大過剩，而能滿足于大型電解槽的高質(zhì)量碳塊又十分短缺。目前國內(nèi)能生產(chǎn)適用于大型電解槽要求的陰極碳塊，只有貴州、山西等少數(shù)幾個企業(yè)。另外，為了獲得更大的利潤空間，每年除提供國內(nèi)電解鋁行業(yè)十幾萬噸半石墨質(zhì)陰極碳塊外，往國際市場供應的高質(zhì)量陰極碳塊量也達幾萬噸，主要出口俄羅斯、印度及歐美等國家。高質(zhì)量的陰極產(chǎn)品出口國外，是未來幾年較好的發(fā)展方向。 本項目競爭力分析，因其規(guī)模、工藝、地理等條件，相對于國內(nèi)其它企業(yè)具有以下幾點優(yōu)勢：1. 地理優(yōu)勢華泰公司位于山西省中部的介休市，南同蒲鐵路、大運公路、108國道和祁臨高速公路分別從公司南北兩側毗鄰而過，交通運輸十分便利。2004年我國有23個省有電解鋁工業(yè)，其中產(chǎn)能最大的河南省(211萬t/a)和山東省(100萬t/a)距離華泰公司的距離都比較近，公司周邊有、豫港龍泉鋁業(yè)、焦作萬方鋁業(yè)、包頭鋁業(yè)、東方希望、信發(fā)鋁業(yè)等十多家大型企業(yè),這些企業(yè)大多采用大型電解槽，對陰極的質(zhì)量要求較高，在未來幾年可成為產(chǎn)品的主要銷售方向。2. 高質(zhì)量陰極產(chǎn)品市場逐步被看好在近幾年內(nèi)，由于電解鋁迅猛增產(chǎn)，陰極產(chǎn)品也隨之增產(chǎn)，目前國內(nèi)市場出現(xiàn)了供大于求的狀況。但隨著蘭鋁等國內(nèi)大型電解鋁企業(yè)對高品質(zhì)的陰極材料的興趣越來越濃，高質(zhì)量陰極產(chǎn)品市場逐步被看好。例如：2004年國內(nèi)合資組建了年產(chǎn)13萬t電解鋁的加寧鋁業(yè)公司。該公司按照國外企業(yè)對電解槽使用壽命較長的要求，會采用高品質(zhì)的陰極碳塊，本項目投產(chǎn)后所生產(chǎn)的高品質(zhì)產(chǎn)品可以被采用。另外，由于本項目產(chǎn)品定位于高質(zhì)量的半石墨質(zhì)和石墨化陰極材料，產(chǎn)品質(zhì)量可以基本達到國外要求。如果得到國外廠家認可，市場前景會比較樂觀?？梢灶A計，未來幾年高質(zhì)量的半石墨質(zhì)甚至全石墨化陰極材料會成為我國電解槽內(nèi)襯的主要發(fā)展方向。3. 質(zhì)量與規(guī)模優(yōu)勢截止2004年底，國內(nèi)陰極廠家產(chǎn)量多為1萬t左右，真正具有規(guī)模優(yōu)勢的廠家很少。多數(shù)廠出于成本過高以及急于獲得投資回報等問題的考慮，沒有采用電煅爐等較為先進的設備，在質(zhì)量控制上難以得到保證。本項目立足于生產(chǎn)高質(zhì)量的半石墨質(zhì)和石墨化陰極碳塊，生產(chǎn)工藝也較為成熟可靠，高品質(zhì)的原料供應穩(wěn)定。在國內(nèi)沒有形成一定市場規(guī)模的情況下，相對其它企業(yè)在規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量上有較大優(yōu)勢。4. 企業(yè)影響力和技術優(yōu)勢華泰公司的前身為山西炭素廠，有30多年的炭素生產(chǎn)歷史，有完整的技術檢測和分析系統(tǒng)，有山西省規(guī)模最大、實力最強的炭素技術中心，為企業(yè)的生產(chǎn)提供了較好的技術保障。公司目前與鄭研院聯(lián)合研制高石墨含量的陰極特大塊，具有一定的工業(yè)性研究能力，對于延長電解槽壽命、降低電解槽維修費用的研究與開發(fā)，也有一定的優(yōu)勢。1995年公司生產(chǎn)的鋁用陰極碳塊獲得國家發(fā)明獎，并確認為山西省名牌產(chǎn)品，大規(guī)模異型優(yōu)質(zhì)鋁用陰極塊獲得96年國家新產(chǎn)品獎。為企業(yè)在行業(yè)內(nèi)贏得了良好的口碑，市場上享有一定聲譽。華泰公司現(xiàn)為中國鋁業(yè)股份有限公司控股，中鋁公司優(yōu)異的經(jīng)營業(yè)績、快速擴張的發(fā)展勢頭、廣闊平臺和行業(yè)優(yōu)勢是華泰公司的堅強后盾，這是其它陰極企業(yè)不可比擬的優(yōu)勢。 產(chǎn)品價格近年來隨著我國電解鋁產(chǎn)量的增加，對陰極材料需求的不斷增加, 國內(nèi)陰極行業(yè)出現(xiàn)了大批民營企業(yè)，原有的陰極企業(yè)也不斷擴充產(chǎn)能，為陰極材料的價格帶來不小的波動。近兩年陰極碳塊的價格不斷上漲,目前優(yōu)質(zhì)的半石墨質(zhì)陰極市場價已達到8500元/t左右,根據(jù)本項目的各項生產(chǎn)指標和選用設備、原料等條件可知,生產(chǎn)的半石墨質(zhì)屬于高品質(zhì)，參考目前銷售價格,并考慮價格在未來幾年的長期發(fā)展走勢,本項目的半石墨質(zhì)產(chǎn)品的價格取7179元/t(加計增值稅為8400元/t)。由于國內(nèi)僅有一家石墨化陰極碳塊廠家正在試投產(chǎn)運營，市場屬于空缺，只能參考國外廠家報價，(加計增值稅為18000元/t)。3. 陰極生產(chǎn)工藝 概述隨著電解鋁技術的進步，大型電解槽不斷出現(xiàn)，對陰極炭塊的要求也越來越高。由于普通陰極炭塊電阻率高，壽命短，這種產(chǎn)品正在逐漸被淘汰。目前，世界各國使用的鋁用陰極炭塊主要有：半石墨質(zhì)和石墨化陰極炭塊。 半石墨質(zhì)陰極炭塊半石墨質(zhì)陰極炭塊以無煙煤為主要原料，經(jīng)過1800～2000℃的高溫煅燒，再配入10%左右的人造石墨，電解槽設計壽命為1500天。我國160～300KA電解槽均使用這種炭塊。 石墨化陰極炭塊石墨化陰極炭塊以石油焦為主要原料，經(jīng)過煅燒、成型、一次焙燒、高壓浸漬、二次焙燒，然后再經(jīng)2500～3000℃以上高溫石墨化處理后制成。，同時，保證具有一定的抗沖刷性能，槽壽命可達2500天以上，噸鋁電耗進一步降低，提高了熱導率，有利于電解槽散熱，改善了電解槽的熱場。目前，一些工業(yè)發(fā)達國家使用這種炭塊。 規(guī)模本工程生產(chǎn)規(guī)模為22kt/a陰極和3000t/a糊料，其中22kt/a陰極包括：11 kt/a半石墨質(zhì)陰極和11 kt/a石墨化陰極。 產(chǎn)品規(guī)格品 種規(guī) 格備 注炭塊的外型尺寸LWH(mm)半石墨質(zhì)陰極炭塊(3250～3500)515450常 規(guī)(3250～3500)660450加 寬石墨化陰極炭塊(3250～3500)515500加 高(3250～3500)660500加寬加高 陰極炭塊的質(zhì)量標準 半石墨質(zhì)陰極炭塊質(zhì)量標準(YS/T2871999)指 標 名 稱單 位指 標BSL1BSL2灰份%＜7＜8電阻率＜40＜45熱膨脹率%＜＜耐壓強度MPa≥32≥30體積密度g/cm3≥≥真密度g/cm3≥≥ 石墨化陰極炭塊國內(nèi)尚無質(zhì)量標準，其參考指標如下：指 標 名稱單 位指 標灰份%≤電阻率8～14熱導率W/80～120孔隙度%≤26抗折強度Mpa6～10耐壓強度Mpa≥15體積密度g/cm3≥真密度g/cm3≥ 原材料質(zhì)量標準 無煙煤質(zhì)量標準指標名稱單 位指 標水 分%≤5灰 份%≤8揮發(fā)份%≤10固定炭%≥80 煅后無煙煤質(zhì)量標準指標名稱單 位指 標灰 份%≤5水 份%≤真 密 度g/cm3≥電 阻 率≤600 延遲石油焦標準(SH052792)指標名稱單 位指 標硫 含 量%≤揮 發(fā) 份%≤12灰 份%≤水 份%≤5硅 含 量%≤釩 含 量%≤鐵 含 量%≤注：水份不作為考核依據(jù)。 改質(zhì)瀝青質(zhì)量標準(YB/T519493)指標名稱單 位指 標軟化點(環(huán)球法)℃100～115甲苯不溶物%28～34喹啉不溶物%8～14β樹脂%≥18結焦值%≥54灰 份%≤水 份%≤5注：水份不作為考核依據(jù)。 煤焦油質(zhì)量標準(GB/T370183)指標名稱單位指 標一號二號密度g/ml～～甲苯不溶物%～≤10灰份%水份%粘度E80萘含量(無水基)% 冶金焦質(zhì)量標準指標名稱單 位指 標灰 份%≤15固 定 炭%≥83粒 度mm≥3 浸漬瀝青質(zhì)量標準指 標 名 稱單 位指 標軟化點(環(huán)球法)℃80～85甲苯不溶物%12～14喹啉不溶物%≤5固定炭%≥50灰 份%≤密 度g/cm3 陰極生產(chǎn)工序半石墨質(zhì)陰極生產(chǎn)工序有：原料倉庫、瀝青熔化、無煙煤煅燒、生陰極制造、焙燒、機加及成品庫、化驗室等石墨化陰極生產(chǎn)工序有：原料倉庫、瀝青熔化、石油焦煅燒、生陰極制造、焙燒、高壓浸漬、二次焙燒、石墨化、機加及成品庫、化驗室等。 工藝方案及工藝過程 原料倉庫本工程設計建設一10830米機械化原料倉庫，其中60米存放石油焦、無煙煤、存放量45天。其余48米存放固體瀝青，存放量60天。陰極生產(chǎn)所用的原料分別由汽車運來，卸入原料庫。石油焦和無煙煤由抓斗橋式起重機抓入帶格篩的料斗中，經(jīng)過齒輥破碎機粗碎后，分別送入罐式爐和電煅燒爐內(nèi)高溫煅燒，固體瀝青運往瀝青熔化。 煅燒目前，國內(nèi)煅燒設備主要有三種：回轉窯﹑罐式爐﹑電煅爐。回轉窯機械化程度高，占地小，產(chǎn)能大，但燒損大；罐式爐產(chǎn)量小，占地廣，但燒損小，產(chǎn)量靈活；電煅爐煅燒溫度高，質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)量小。本設計無煙煤煅燒選用2臺電煅爐，煅燒溫度為1800～2000℃，石油焦煅燒選用1臺4組八層火道的罐式爐，煅燒溫度為1300℃。電煅爐為直流爐，直流容量1350kW，電耗900～1000kWh/t。無煙煤經(jīng)過1800～2000℃的煅燒，煅后煤連續(xù)排放，排料溫度低于200℃，然后用輸送設備送至煅后料倉貯存。煅燒過程中排出的揮發(fā)份經(jīng)過燃燒后排入大氣中。罐式爐由電動小車加料，煅后焦排放溫度低于100℃，然后經(jīng)輸送設備送至煅后料倉。煅燒過程中的煙氣進入余熱鍋爐后，排放到大氣中。 瀝青熔化瀝青熔化采用間斷熔化方式。熔化槽投資少，設備簡單，適合小規(guī)模生產(chǎn)。本工程選用6臺熱媒加熱60噸瀝青熔化槽，瀝青熔化溫度200℃。煤焦油在瀝青熔化庫貯存，在瀝青熔化庫內(nèi)完成陰極用瀝青軟化點的調(diào)整。熔化好的瀝青由瀝青輸送泵打入生陰極瀝青高位槽內(nèi)。 生陰極制造為保證生陰極質(zhì)量，本工段擬引進配料系統(tǒng)預熱、強力混捏冷卻機和振動成型機。 中碎篩分設4套破碎、篩分系統(tǒng)，分別處理無煙煤、石油焦、半石墨質(zhì)炭塊返回料和石墨化炭塊返回料。無煙煤和石油焦由各自料倉進入破碎篩分系統(tǒng)后，分出各種粒度，進入相應的配料倉備用。半石墨質(zhì)炭塊返回料和石墨化炭塊返回料分別進入各自破碎篩分系統(tǒng)，廢品大塊返回料進500噸液壓破碎機和反擊式破碎機兩級破碎后，再進振動篩進行篩分。 磨粉磨粉采用4套國內(nèi)技術成熟的5R懸輥磨粉機，本系統(tǒng)生產(chǎn)無煙煤粉、石油焦粉、石墨粉、焙燒機加碎粉。磨好的物料進入相應的粉料倉中。 配料、混捏本系統(tǒng)采用間斷式配料，引進兩套配料系統(tǒng)和兩臺強力混捏設備，分別處理無煙煤和石油焦。強力混捏設備包括：干料預熱﹑糊料混捏﹑糊料涼料。按配方配好的干料送入干料預熱器，加熱到180℃，然后進入強力混捏機，同時加入瀝青，混捏溫度保持在180℃，經(jīng)過一段時間后，噴入定量的水冷卻，降低糊料溫度，混好的糊料溫度為145177。5℃，然后送入成型機的保溫糊料斗備用。以上工序采用PLC連鎖控制。 成型本設計選用引進振動成型機一臺,國產(chǎn)3500t擠壓機一臺。 焙燒生陰極焙燒選用2臺36室?guī)w的環(huán)式焙燒爐，4個火焰系統(tǒng)，8室運轉，焙燒曲線為360～380小時，焙燒溫度～1300℃，引進燃燒控制系統(tǒng)，降低焙燒的能耗。焙燒爐用冶金焦作填充料，冶金焦在填充料加工部處理后，粒度為2～6mm，可反復利用，出爐后的炭塊粘有填充料，清理后集中堆放。焙燒爐排出的煙氣經(jīng)過凈化處理后，達標排放。 高壓浸漬為提高石墨化陰極炭塊的質(zhì)量，減少孔隙度，焙燒后的炭塊進入高壓浸漬工段，采用沈陽院開發(fā)的抽真空高壓浸漬技術。本設計選用一套浸漬機組，每次浸3筐。經(jīng)過清理后的焙燒陰極，用車輛運入浸漬車間堆場，再用吊車和人工輔助將陰極裝入浸漬筐，裝完筐的產(chǎn)品整筐吊入電極預熱爐進口的輸送輥道上。通過頂推機送入預熱爐，熱風爐產(chǎn)生的400～500℃的煙氣在預熱爐內(nèi)將陰極加熱到300℃。預熱好的陰極被送入浸漬罐，關閉罐門后，用真