【正文】 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 35 總平面布置及豎向設(shè)計(jì) 。卵石粒徑一般為 210 cm，成分為石灰?guī)r及石英巖。 2. 黃土狀亞粘土，褐黃色，土質(zhì)不甚均勻，局部會(huì)有少量的小礫石及黑色炭 質(zhì)，具孔隙，孔徑為 ～ mm，有蟲孔，蟲孔直徑一般為 ～ cm，孔隙和蟲孔隨深度的增加而減少。 自然條件 氣象 介休市屬暖溫大陸性氣候，主要參數(shù)如下： 年最高氣溫 ℃ 極端最低氣溫 ℃ 年平均氣溫 ℃ 極端最大降雨量 mm 極端最小降雨量 mm 年平均降雨量 mm 凍結(jié)深度 80 cm 主導(dǎo)風(fēng)向西南風(fēng)平均風(fēng)速 m/s 工程地質(zhì) 根據(jù) 75 年地質(zhì)勘察報(bào)告所論述，廠區(qū)位于山前洪沖積扇的中部、地形較平坦，地質(zhì)構(gòu)成為第四系山前洪積 — 沖積物，故其地層為黃土狀亞粘土。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 34 介休市東鄰平遙，南靠沁源，西望靈石，北和孝義、汾陽接壤。 50′ 11″～ 37176。 44′ 10″～ 112176。提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低電耗。采用沈陽院的專有技術(shù)高壓浸漬及專利技術(shù)二次焙燒，極大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，確保在國產(chǎn)石墨化陰極中的獨(dú)特領(lǐng)先地位。 焙燒 引進(jìn)國外的燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)與國內(nèi)的先進(jìn)爐型配套 ,提高制品的均溫性及節(jié)省能耗。 510mm 的產(chǎn)品質(zhì)量 ,引進(jìn)一套國外的振動(dòng)成型機(jī)。 成型 為了確保生產(chǎn)特大塊 3600179。 本工程引進(jìn)主要設(shè)備表 配 料 系 統(tǒng) 2套 強(qiáng)力混捏設(shè)備 2臺(tái) 振動(dòng)成型機(jī) 1臺(tái) 焙燒燃燒控制系統(tǒng) 4套 串接石墨化多功能天車 1臺(tái) 串接石墨化工藝技術(shù) 整套 陰極炭塊加工機(jī)組 1套 分析化驗(yàn)設(shè)備 關(guān)鍵設(shè)備 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 33 技術(shù)特點(diǎn) 混捏 引進(jìn)國外的先進(jìn)混捏設(shè)備強(qiáng)力混捏機(jī) ,完成糊料的混捏和冷卻 ,提高了糊料的均溫、均質(zhì)性能。 化驗(yàn)室 化驗(yàn)室完成對(duì)原料﹑中間產(chǎn)品﹑陰極炭塊的檢測(cè)和分析，確保各工序的質(zhì)量。合格的陰極塊進(jìn)入機(jī)加車間，炭塊在銑床上進(jìn)行四個(gè)側(cè)面及銑槽劃痕的工作，然后移到炭塊切割機(jī)上進(jìn)行端面加工，加工過程產(chǎn)生的加工碎運(yùn)往中碎處理。合格品運(yùn)往機(jī)加車間，不合格品運(yùn)往中碎處理。 爐子冷卻36h 以后，分層取料， 170 小時(shí)后出爐。然后將陰極放在石墨墊塊上，在炭塊端部抹上石墨膏后調(diào)整加壓，產(chǎn)品經(jīng)加壓調(diào)整好后放入保溫料，保溫料厚度距離產(chǎn)品上部 600～ 700mm。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 32 石墨化 石墨化工段引進(jìn)國外先進(jìn)的內(nèi)串石墨化技術(shù)，本設(shè)計(jì)采用 2套直流石墨化系統(tǒng)，并引進(jìn)多功能天車。 二次焙燒 浸漬后的陰極塊全部進(jìn)行二次焙燒，采用沈陽院的專利技術(shù)。浸漬結(jié)束后，陰極塊被推入冷卻室，直接噴水冷卻，冷卻好的陰極塊由吊車集中堆放。浸漬劑注入結(jié)束后，關(guān)閉真空系統(tǒng)，利用瀝青加壓泵繼續(xù)向浸漬罐內(nèi)注入瀝青，并用浸漬劑做介質(zhì)加壓 ，使浸漬罐內(nèi)的壓力升到 。通過頂推機(jī)送入預(yù)熱爐，熱風(fēng)爐產(chǎn)生的 400～ 500℃ 的煙氣在預(yù)熱爐內(nèi)將陰極加熱到 300℃。本設(shè)計(jì)選用一套浸漬機(jī)組，浸漬罐長 ，每次浸 3 筐。焙燒爐排出的煙氣經(jīng)過凈化處理后，達(dá)標(biāo)排放。 焙燒 生陰極焙燒選用 2臺(tái) 36室?guī)w的環(huán)式焙燒爐， 4 個(gè)火焰系統(tǒng)， 8 室中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 31 運(yùn)轉(zhuǎn)，焙燒曲線為 360～ 380 小時(shí)，焙燒溫度 ～ 1300℃，引進(jìn)燃燒控制系統(tǒng)，降低焙燒的能耗。 以上工序采用 PLC 連鎖控制。 按配方配好的干料送入干料預(yù)熱器，加熱到 180℃，然后進(jìn)入強(qiáng)力混捏機(jī)，同時(shí)加入瀝青，混捏溫度保持在 180℃，經(jīng)過一段時(shí)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。 配料、混捏 本系統(tǒng)采用間斷式配料，引進(jìn)兩套配料系統(tǒng)和兩臺(tái)強(qiáng)力混捏設(shè)備，分別處理無煙煤和石油焦。 磨粉 磨粉采用 4套國內(nèi)技術(shù)成熟的 5R 懸輥磨粉機(jī)，本系 統(tǒng)生產(chǎn)無煙煤粉 、石油焦粉、石墨粉、焙燒機(jī)加碎粉。無煙煤和石油焦由各自料倉進(jìn)入破碎篩分系統(tǒng)后，分出各種粒度，進(jìn)入相應(yīng)的配料倉備用。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 30 生陰極制造 為保證生陰極質(zhì)量，本工段擬引進(jìn)配料系統(tǒng) 預(yù)熱、強(qiáng)力混捏 冷卻機(jī)和振動(dòng)成型機(jī)。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(diǎn)的調(diào)整。熔化槽投資少，設(shè)備簡單，適合小規(guī)模生產(chǎn)。煅燒過程中的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐后，排放到大氣中。煅燒過程中排出的揮發(fā)份經(jīng)過燃燒后排入大氣中。 電煅爐為直流爐，直流容量 1350kW，電耗 900～ 1000kWh/t?；剞D(zhuǎn)窯機(jī)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。石油焦和無煙煤由抓斗橋式起重機(jī)抓入帶格篩的料斗中 ，經(jīng)過齒輥破碎機(jī)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(yùn)往瀝青熔化。其余 48米存放固體瀝青，存放量 60天。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 29 工藝方案及工藝過程 原料倉庫 本工程設(shè)計(jì)建設(shè)一 108179。 改質(zhì)瀝青質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (YB/T519493) 指 標(biāo)名稱 單 位 指 標(biāo) 軟化點(diǎn) (環(huán)球法 ) ℃ 100～ 115 甲苯不溶物 % 28～ 34 喹啉不溶物 % 8～ 14 β樹脂 % ≥ 18 結(jié)焦值 % ≥ 54 灰 份 % ≤ 水 份 % ≤ 5 注：水份不作為考核依據(jù)。 660179。 515179。 660179。 515179。 W179。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 26 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。其電阻率低于 15Ω .mm2/m，同時(shí)，保證具有一定的抗沖刷性能，槽壽命可達(dá) 2500 天以上，噸鋁電耗進(jìn)一步降低，提高了熱導(dǎo)率，有利于電解槽散熱，改善了電解槽的熱場(chǎng)。我國 160～ 300KA 電解槽均使用這種炭塊。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。 3. 陰極生產(chǎn)工藝 概述 隨著電解鋁技術(shù)的進(jìn)步，大型電解槽不斷出現(xiàn)，對(duì)陰極炭塊的要求也越來越高。 近兩年陰極碳?jí)K的價(jià)格不斷上漲 ,目前優(yōu)質(zhì)的半石墨質(zhì)陰極市場(chǎng)價(jià)中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 25 已達(dá)到 8500 元 /t 左右 ,根據(jù)本項(xiàng)目的各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)和選用設(shè)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(jià)格 ,并考慮 價(jià)格在未來幾年的長期發(fā)展走勢(shì) ,本項(xiàng)目的 半石墨質(zhì)產(chǎn)品的 價(jià)格取 7179 元 /t(加計(jì)增值稅為 8400 元 /t)。 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(kuò)張的發(fā)展勢(shì)頭、廣闊平臺(tái)和行業(yè)優(yōu) 勢(shì)是華泰公司的堅(jiān)強(qiáng)后盾，這是其它陰極企業(yè)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。 1995 年公司生產(chǎn)的鋁用陰極碳?jí)K獲得國家發(fā)明獎(jiǎng)，并確認(rèn)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(jiǎng)。 4. 企業(yè)影響力和技術(shù)優(yōu)勢(shì) 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(shù)檢測(cè)和分析系統(tǒng)，有山西省規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)的炭素技術(shù)中心，為企業(yè)的生產(chǎn)提供了較好的技術(shù)保障。 本項(xiàng)目立足于生產(chǎn)高質(zhì)量的半石墨質(zhì)和石墨化陰極碳?jí)K，生產(chǎn)工藝也較為成熟可靠，高品質(zhì)的原料供應(yīng)穩(wěn)定。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 24 3. 質(zhì)量與規(guī)模優(yōu)勢(shì) 截止 2020 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(shì)的廠家很少。如果得到國外廠家認(rèn)可，市場(chǎng)前景會(huì)比較樂觀。該公司按照國外企業(yè)對(duì)電解槽使用壽命較長的要求，會(huì)采用高品質(zhì)的陰極碳?jí)K，本項(xiàng)目投產(chǎn)后所生產(chǎn)的高品質(zhì)產(chǎn)品可以被采用。但隨著蘭鋁等國內(nèi)大型電解鋁企業(yè)對(duì)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(chǎng)逐步被看好。 2020 年我國有 23個(gè)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(duì)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。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。目前國內(nèi)能生產(chǎn)適用于大型電解槽要求的陰極碳?jí)K，只有 貴州、山西等 少數(shù)幾個(gè)企業(yè)。預(yù)計(jì) 2020 年我國電解鋁產(chǎn)量將達(dá)到1100 萬噸，陰極年需求量將達(dá)到 18 萬噸左右。 包括新增電解鋁產(chǎn)能所需陰極碳?jí)K， 2020 年國內(nèi)消耗陰極碳?jí)K10 萬噸左右 , 預(yù)計(jì) 2020 年我國電解鋁產(chǎn)量將達(dá)到 760 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(diǎn) ,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。進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國鋁行業(yè)連續(xù)幾年保持了快速增長的勢(shì)頭。石墨化陰極碳?jí)K正在試生產(chǎn)，部分企業(yè)已具備生產(chǎn)能力，但經(jīng)驗(yàn)有待摸索。普通質(zhì)陰極碳?jí)K、所謂半石墨質(zhì)陰極碳?jí)K (石墨碎 10%左右，實(shí)際上仍屬無定形炭塊 )很成熟，目前在產(chǎn)量中占主導(dǎo)。在這些產(chǎn)能中， 低價(jià)劣質(zhì) 的陰極產(chǎn)品不在少數(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止 2020年底全國共有生產(chǎn)陰極制品的企業(yè) 30余家，陰極制品產(chǎn)能 萬噸 (包括在建和擬建 )。同時(shí)，許多民營企業(yè)充分利用當(dāng)?shù)刭Y源也大舉進(jìn)入陰極行業(yè)。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 21 0100200300400500600700產(chǎn)量（萬t）1998 1999 2020 2020 2020 2020 2020年份圖二 近年國內(nèi)電解鋁產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 陰極材料作為鋁電解槽建設(shè)中必須的筑爐材料，緊跟電解鋁工業(yè)快速發(fā)展的步伐，近年來需求量大增。 2020 年 電解 鋁產(chǎn)量達(dá)到 667萬噸 ， 電解槽容量已 發(fā)展 到 300～ 350kA，基本趕上了世界先進(jìn)水平?？梢灶A(yù)計(jì)到 2020 年國外對(duì)高品質(zhì)的石墨質(zhì)陰極碳?jí)K將需要 3萬噸左右，石墨化陰極碳?jí)K需要 8萬噸左右。 表 2 國外陰極碳?jí)K需求量 單位： kt/a 年代 地區(qū) 1998 2020 2020 北美洲 38 32 32 南美 14 19 14 歐洲 26 32 30 非洲 7 9 12 中東 /印度 12 17 30 澳大利亞 /NZ 12 14 17 合 計(jì) 109 123 135 ※不包括俄羅斯 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 20 另外，俄鋁計(jì)劃在 2020 年的產(chǎn)量將達(dá)到 500 萬噸，每年用于電解槽大修需要的高品質(zhì)陰極碳?jí)K將達(dá)到 5 萬噸左右?？梢?，今后幾年在國外市場(chǎng)陰極碳?jí)K的需求量還將逐步增大。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究