预焙阳极既是铝电解槽导电的电极同时又参与铝电解的电化学反应，被称作铝电解槽的“心脏”。近年来，随着超大型铝电解槽技术的推广应用，业内对阳极质量也提出了更高的要求。本文就预焙阳极质量的关键影响因素及工艺技术优化进行详细汇总，仅供炭素企业参考。
一、阳极质量的影响因素
（一）原料质量
1、石油焦
石油焦是生产预焙阳极的最主要原材料之一，其质量关系到预焙阳极的理化性能及生产工艺的稳定与否。石油焦质量控制需在基于环保达标、阳极理化指标、石油焦粒度及性价比等要求下进行，需重点控制灰分、挥发分、粒度分布及微量元素含量。通常，混配焦灰分<0.3%，挥发分控制在10-11%，S含量控制在2.5-3.5%，Na、V、Fe等微量元素控制在300ppm以下。
2、煤沥青
煤沥青作为生产阳极的黏结剂，要求其具备良好的浸润性和黏结性。煤沥青质量直接影响到阳极的理化性能及使用效果，需对煤沥青软化点、结焦值、粘度、沥青馏分、杂质含量（灰分）、BI、β树脂、QI等进行重点控制。通常，软化点控制在IO0-110℃，结焦值>55%，β树脂>20%，QI控制在6-12%，杂质含量越低越好，且各批次之间要尽量稳定。
（二）工艺技术
1、煅烧工艺
煅烧是预焙阳极生产的第一道工序，该工序生产的煅后焦直接影响预焙阳极理化性能，最终影响到阳极在铝电解槽中的使用效果。
煅烧生产要满足均衡性要求，要做到石油焦库存、煅后焦库存均衡，石油焦破碎粒度粗细均衡；采用每种石油焦单独入仓、单独称量的方式进行石油焦混配，保证石油焦挥发分、S、Na、V等微量元素满足生产需求；要做到罐式炉火道温度控制均衡，杜绝火道温度忽高忽低致使煅后焦煅烧程度不达标，杜绝局部高温导致罐体烧损。
煅烧工艺的控制方向：二层温度控制在1260-1300℃，煅后焦粉末电阻率控制在470-520μΩm，煅后焦排料量不低于105kg/h·罐。
2、成型工艺
成型是预焙阳极生产的核心工序，工艺流程复杂，工艺控制点繁多，成型生产中物料粒度分布、干料与煤沥青配比、混捏成型温度都会影响到生阳极质量。
成型生产要满足稳定性要求，要做到设备稳定、物料粒度稳定、糊料温度稳定。严格落实设备双包机制度，强化设备日常点检维护，保证足够的备品备件库存，从而保障设备按计划运转；尽量保持煅后焦带料量稳定及收尘系统负压稳定；要做到干混、湿混、糊料冷却、成型温度的偏差越小越好。
成型工艺的控制方向：球磨粉纯度：60-65%，粗焦纯度≥85%，中焦纯度≥90%，残极粒度14-5mm：25-35%、5-2mm：20-30%，沥青配比降低至14.5%以下，干混温度：95-1O5℃，湿混温度：160-164℃，成型温度：148-155℃。
3、焙烧工艺
焙烧是预焙阳极生产中重要的热处理工序之一，焙烧曲线决定着生阳极在焙烧过程中所发生的物理化学变化，直接影响预焙阳极的外观合格率和电阻率、机械强度及抗氧化性能。焙烧生产需满足防漏性要求，要做到负压、温度损失尽量小。
负压损失：会导致净化系统出口负压升高，电耗增加，填充料通过火道被抽走量增加，填充料粉抽入净化系统，净化负荷增加；火道负压差异变大，使得火道温度及制品温度不均衡；挥发分溢出差异变大，使得挥发分燃烧不充分，调温困难增加，影响到阳极产品质量；导致火道墙变形加剧，焙烧炉寿命缩短。
温度损失：3P至6P之间温度损失，致使阳极温度不均匀，阳极内部结构变差；1C、2C处温度损失，导致阳极温度在1050℃以上的保温时间不足，影响到阳极产品质量。
焙烧工艺的控制方向：建立以焙烧炉为中心、人机合一的生产管理模式，火道负压尽量控制在-100Pa以内，净化系统烟囱不冒烟，烟尘控制在30mg/m3；升温速率最高控制在10℃/h，挥发分燃烧清晰、透亮，杜绝产生焦油。
预焙阳极品质高低的影响因素除了石油焦、煤沥青等原料质量之外，最关键的还是煅烧、成型及焙烧工艺技术的影响。业内普遍流行一种说法即煅烧是基础，成型是核心，焙烧是保障，以各工艺条件与预焙阳极理化指标的影响关系为纽带，对阳极理化指标进行分项优化，才能生产出高品质、低消耗的阳极制品。
二、工艺技术优化
（一）煅烧工艺优化
1、提升石油焦配料精度
工程设计的石油焦配料秤几乎都存在称量精度差、部分下料口无法称量的问题。通过将皮带秤机尾加长、槽型托辊改为平型托辊、缩短托辊间距及称量位置后移等改进，石油焦配料秤称量精度达到3%以下。
2、调整罐式炉负压制度
负压是罐式炉火道温度控制的基础，将罐式炉负压制度由大负压运行调至为小负压运行，并通过调整煅后焦回配量，实现了罐式炉火道温度的较稳定控制，煅后焦排料量达到了105kg/h·罐。
3、改进煅后焦收尘粉下料方式
在除尘器排灰口处安装通向各仓中心的排灰溜槽，煅后焦收尘粉随煅后焦统一下料，实现煅后焦的粗细粒度稳定。
（二）成型工艺优化
1、稳定球磨粉纯度
球磨粉的纯度、用量直接影响到配方中干料的粒度分布和煤沥青的配入量，因此稳定球磨粉纯度是稳定物料的核心。通过调整细焦加入量、收尘粉加入量、钢球补充方式、风门开度及分级机转速，球磨粉纯度保持在60-65%。
2、改善生产配方
生产配方是生阳极生产工艺的核心，其基本原则是使混合物料达到最佳的紧密堆积状态，使生阳极获得最佳的内部结构和理化性能。在参考其他厂家生产配方及以往生产配方调整经验的基础上，加强对残极粒度的控制，重点稳定+8、+5粒级，2-0mm粒级减少至30%以下。
3、优化混捏成型工艺
工艺改进之前使用鳞板输送机输送混捏好的糊料，糊料表现出糊料散热大、内外差异大的特点，为此对混捏成型工艺进行了较大的调整。确定了如下的混捏成型工艺：干混温度95-105℃，湿混温度160-164℃，混捏时间28-30分钟，成型温度148-155℃。
（三）焙烧工艺优化
1、调整焙烧运行方式
为使预焙阳极焙烧效果更加均质，降低阳极升温速率并延长阳极高温时间，将六室运行方式调整为六室半运行方式。
2、优化转弯炉室焙烧工艺
排烟架在70#与71#炉室时，将负压提高至170pa，让挥发分往前赶，温度达到600℃时移动排烟架，可充分利用烟气热量来预热下一个炉室。当排烟架在72#炉室停留20h后，再将排烟架移到1#炉室的连通烟道上，预热连通烟道。通过观察排烟架的温度是否达到260℃，来确定是否往下一个炉室移炉。
燃烧架移动以4p为基准，4P在67#炉室时，移到68#炉室需提前4小时，移到69#炉室需提前2小时，移到70#炉室不需提前，移到71#炉室需提前4小时，移到72#炉室需提前2小时，移到1#炉室不需提前，燃烧架可提前12h移至1#。
当1#炉室的燃烧架为6P时，往前移炉时，在规定移炉时间的基础上再压炉6h后移炉，时间总计下来是燃烧架在1#多停留了18h。燃烧架在72#炉室时，燃烧架的目标温度要从1150℃降到1120℃。
通过上述移炉方法，挥发分燃烧较之前相比提前了两个孔，1#炉室4P制品温度由之前400℃提高至490℃，阳极最终温度由之前1000℃提高到1050℃。
实践表明，通过严格控制原料质量和对预焙阳极生产过程中的煅烧、成型、焙烧关键工艺技术的优化，生阳极外观合格率由62.1%提高至98%，阳极外观合格率由89.6%提高至99%，阳极一级率由13.7%提高至48%，预焙阳极品质提升效果显著。
