CN103224397B - 采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法，其特征是采用石油焦生产的炭素中间体，利用现有预焙阳极生产设备，通过成型、焙烧，生产出平均体积密度1.62～1.75g/cm³预焙阳极。本发明生产的预焙阳极，石油焦颗粒粒径最大；大颗粒石油焦数量最多；结合剂煤沥青加入量最少，突出炭素中间体对预焙阳极炭质结构的作用和影响，降低成型物料比表面积，减少粉尘和沥青烟气对环境的污染，使预焙阳极贯通气孔率减少50%以上；抗氧化、抗侵蚀、抗渣能力得到提高，可实现节能、减排、降炭、增效20%以上。

Description

采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法，特别涉及采用体积密度大于1.65g/cm³、各向异性化的炭素中间体，生产高密度预焙阳极的方法。

背景技术

石油焦为海绵状、蜂窝状焦体结构，气孔率35～60%，其中直径Φ0.5～3mm气孔占全部气孔80%以上。采用石油焦为原料生产预焙阳极，需要将石油焦封闭气孔破碎成为显气孔，混捏、成型坯体时，细颗粒、粉料和结合剂充填到显气孔中，达到提高体积密度、耐压强度、导电性、抗氧化性、抗侵蚀性为目的。随着炼油工业的发展和蒸馏、提纯、精细化工技术水平的提高，每吨石油中可提炼出更多高附加值化工产品，造成石油剩余物石油焦中有用成分大量减少，其结果：石油焦气孔增大、气孔数量增多；石油焦疏松变软、强度降低；石油焦大颗粒变小，细颗粒粉料量增多。针对这些问题，科研人员还在为大颗粒配方；小颗粒配方；煤沥青加入量；添加或改进各种微量成分等争论不休，焙烧后的预焙阳极平均体积密度≤1.6g/cm³，国家标准体积密度≥1.5g/cm³，已经徘徊50年停滞不前，50年前靠石油焦原料本身性质生产即可以达到，现在需要靠原料高温煅烧、多级配料、加入大量粉料和煤沥青等手段实现，同时还要采取真空混捏、高压成型、无氧焙烧等措施，付出高强度、高能耗，高污染、高成本代价，走了一条治标不治本的发展道路。国际先进水平的体积密度1.62g/cm³预焙阳极，比较国产体积密度1.60g/cm³预焙阳极，在相同颗粒组成、结合剂加入量条件下，从生产到使用，可以节能、减排、降炭、增效10%。当前，能够满足大颗粒配料要求生产预焙阳极的石油焦越来越少，小颗粒配料工艺已抵挡不住石油焦质量不断下滑的速度，科研人员提高预焙阳极质量的研究还在继续，中国的预焙阳极在国际市场还在低价位长期徘徊，中国炭素工业的发展任重而道远。

发明内容

本发明克服了上述存在的缺陷，目的是为解决采用石油焦生产的炭素中间体，利用现有预焙阳极生产设备，通过成型、焙烧，生产出平均体积密度1.62～1.75g/cm³预焙阳极，提供一种采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法。

本发明采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法内容简述： 

本发明采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法，其特征在于：

（1）、预焙阳极和炭素中间体是采用煅后石油焦、或沥青焦、或天然石墨、或人造石墨、或上述原料生产过程中返回料、或上述原料生产的炭素制品返回料、或上述原料生产的炭素制品使用后的回收料，其中一种以上物质为原料；

（2）、利用炭素企业现有预焙阳极生产线设备；

（3）、炭素中间体为球形或三维尺寸不相等椭圆形球体及二个球以上通过边沿连接在一起的连体球、或棱角为圆弧形的正方体或棱角为圆弧形的长方体及二个方体以上通过边沿连接在一起的连体方体、或棱角为圆弧形对称的八面体及二个八面体以上通过边沿连接在一起的连体八面体，球体、或方体、或八面体，最长方向形体尺寸小于80mm；结合剂煤沥青含量7～16%；平均体积密度1.65～1.80g/cm³；受压面气孔率小于受压垂直面气孔率；表面气孔率小于10%，内部气孔率小于20%；具有各向异性化炭质结构；

（4）、炭素中间体体积密度大于预焙阳极成型坯体体积密度；

（5）、生产预焙阳极炭素中间体加入量、加料方式、加料地点：按质量份数百分比计算，加入量5～100%；炭素中间体采用定量给料方式加入；加料地点：当炭素中间体温度≥成型物料、或糊料温度时，加料到混合、或混捏设备到成型机之间各可落料点；当炭素中间体温度小于成型物料、或糊料温度时，直接加料到混合、或混捏设备中；当采用连续混捏机工艺生产预焙阳极，炭素中间体温度小于自身含有的结合剂煤沥青软化点温度时，加料到预热设备中；

（6）、预焙阳极坯体焙烧后烧失量2.0～4.9%；

（7）、焙烧后的预焙阳极具有各向异性化炭质结构，当炭素中间体加入量大于60%时，贯通气孔率比较普通预焙阳极减少50%以上；

（8）、预焙阳极在真密度≥2.03g/cm³条件下，成型坯体平均体积密度1.65～1.80g/cm³；焙烧后预焙阳极平均体积密度1.62～1.75g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.60～1.74 g/cm³；

（9）、适用生产石墨制品、炭制品、炭糊炭材料及其制品。

其生产工艺步骤：原料选择→配料→混合、或混捏→成型、焙烧→预焙阳极特征；

（1）、原料选择

预焙阳极和炭素中间体是采用煅后石油焦、或沥青焦、或天然石墨、或人造石墨、或上述原料生产过程中返回料、或上述原料生产的炭素制品返回料、或上述原料生产的炭素制品使用后的回收料，其中一种以上物质为原料；

（2）、配料

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

炭素中间体加入量：5～100%；

结合剂选择：选择煤沥青及其改性后衍生产品，要求结合剂煤沥青的结焦值大于40%；

结合剂煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内，成型物料、或糊料中加入的结合剂煤沥青量为12～18%；当炭素中间体加入量100%时，煤沥青加入量取下限值；当炭素中间体加入量5%时，煤沥青加入量取上限值；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

①当炭素中间体加入量90～100%

煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内为12～15%；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

其中原料粒度3～0.1mm占颗粒级配原料加入量50±20%；剩余为≤0.1mm原料粉料；

②当炭素中间体加入量小于90%、大于65%

煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内为13～17%；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

其中原料粒度5～0.1mm占颗粒级配原料加入量50±20%；剩余为≤0.1mm原料粉料；

③当炭素中间体加入量5～65%

利用原有预焙阳极生产线工艺配方和颗粒级配：

颗粒级配原料和结合剂煤沥青加入量采用质量份数百分比配料量计算： 颗粒级配原料加入量+结合剂煤沥青加入量 = A = 成型物料总量100%—炭素中间体加入量；

加入炭素中间体后，计算原有预焙阳极生产线工艺配方中各粒度原料、或结合剂加入量：各粒度原料、或结合剂煤沥青加入量=原有预焙阳极生产线颗粒级配各粒度原料加入量、或结合剂煤沥青加入量×A；

预焙阳极生产工艺配方：在计算值基础上，修改、控制最大粒度原料和结合剂煤沥青加入量，其余各粒度原料加入量，按加入量计算值四舍五入后取整数；煤沥青加入量：煤沥青加入量在加入量计算值基础上，包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内控制在14～18%，按100%计算剩余量为最大粒度原料加入量；

（3）、混合、或混捏

预焙阳极生产线的混合、或混捏工艺有二种方法：

①、连续混合、或混捏方法，利用现有预焙阳极生产线的连续定量给料设备；预热设备；连续混合、或混捏设备；凉料输送设备生产工艺；

②、间断混合、或混捏方法，利用现有预焙阳极生产线的配料秤；间断混合、或混捏设备；料罐或凉料输送设备工艺；

按常规生产预焙阳极操作程序加入颗粒级配后的各种粒度原料；控制温度、时间、速度；加热物料；加入结合剂煤沥青；混合、或混捏生产成型物料、或糊料，按常规生产预焙阳极操作程序出料、凉料，成型物料、或糊料输送到成型设备供料槽内；

炭素中间体与正常混合、或混捏物料、糊料在一起混合、或混捏要求：

①、炭素中间体加入时温度状态选择顺序：1、刚成型后的热态炭素中间体；2、常温状态加热到成型物料温度的热态炭素中间体；3、常温状态炭素中间体；

②、炭素中间体中结合剂煤沥青软化点温度≥正常混合、或混捏物料、糊料中结合剂煤沥青软化点温度；

③、炭素中间体和正常混合、或混捏物料、糊料的温度大于并接近于成型物料、或糊料温度再进行混合、或混捏，炭素中间体的熔化、剥落最小；

④、炭素中间体和正常混合、或混捏物料、糊料在一起混合时间越短，炭素中间体受到的混合搅拌的摩擦力、机械力越小，炭素中间体熔化、剥落越小；

⑤、炭素中间体中结合剂煤沥青含量小于普通预焙阳极混合、或混捏糊料中结合剂煤沥青含量，二种物料在高于结合剂煤沥青软化点温度条件下，接触摩擦碰撞、或混合、或混捏时，糊料中的结合剂煤沥青会渗透到炭素中间体中，造成混合、或混捏后成型物料、或糊料变干；湿润性和塑性减少，随着炭素中间体加入量增加，成型物料、或糊料中的结合剂煤沥青含量在原配方基础上增加，通过成型坯体状态进行调整；

⑥、炭素中间体加入地点的选择顺序：1、成型设备供料槽；2、凉料输送设备；3、混合、或混捏设备；4、预热设备；

炭素中间体加入量和加入地点：

①、当预焙阳极中炭素中间体加入量100%时，直接将达到成型温度的炭素中间体加入到成型设备供料槽中，按常规生产预焙阳极方法成型坯体；

②、当预焙阳极中炭素中间体加入量小于100%时，根据炭素中间体温度状态，加入到现有预焙阳极生产线预热；混合、或混捏；凉料输送；成型机供料槽设备中；

炭素中间体的加入方式：

①、现有预焙阳极生产线是采用连续混合、或混捏方法时，炭素中间体采用连续定量配料给料方式加入；

②、现有预焙阳极生产线是采用间断混合、或混捏方法时，炭素中间体采用间断定量配料给料方式加入；

当炭素中间体加入时的温度≥成型物料、或糊料的温度时，采用如下方法和地点位置加入炭素中间体：

A、新增设备：在成型设备供料槽到凉料输送设备之间，增设一台带保温、或加热功能的混合设备，现有预焙阳极生产线凉料输送加入到成型设备供料槽的成型物料、或糊料，改为加入到新增混合设备中，同时加入炭素中间体，炭素中间体与成型物料、或糊料在新增混合设备中混合均匀，满足成型物料温度要求后，输送到成型设备供料槽内，按常规生产预焙阳极方法成型坯体；

B、利用现有预焙阳极生产线设备和工艺：a、当成型设备供料槽中安装有搅拌机，明确知道供料槽中成型物料、或糊料数量时：炭素中间体直接加入到成型设备供料槽中、或直接加入到凉料输送设备中、或直接加入到运输成型物料、或糊料的料罐中；b、采用连续混合、或混捏工艺时，向凉料输送设备进料点加入炭素中间体，与从混合、或混捏设备出料口出来混合、或混捏好的成型物料、或糊料，再向凉料输送设备下料过程中会合，实现相互混合，凉料输送设备在向成型设备供料槽卸料过程中完成第二次混合；c、直接向含有混捏好成型物料、或糊料的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，继续混合、或混捏10s～100s；

当炭素中间体加入时的温度小于成型物料、或糊料的温度时，利用预热设备，混合、或混捏设备，在预热、或混合、或混捏过程中提高炭素中间体温度，完成混合、或混捏；

A、当炭素中间体温度小于炭素中间体中结合剂煤沥青软化点温度时：a、向连续混合、或混捏预焙阳极生产线的预热设备加入炭素中间体，与颗粒级配物料一起预热和混合；一起加热、加入结合剂煤沥青、进行混捏；b、向间断混合、或混捏预焙阳极生产线的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，为了缩短炭素中间体在间断混合、或混捏设备停留时间，要求颗粒级配物料与结合剂煤沥青混合、或混捏结束，糊料温度≥170℃时，再加入炭素中间体，继续混合、或混捏1～20min，使颗粒级配物料、结合剂煤沥青、炭素中间体均匀分散，达到成型物料、或糊料要求；

B、当炭素中间体温度介于炭素中间体结合剂煤沥青软化点温度与成型物料、或糊料温度之间时：a、向连续混合、或混捏预焙阳极生产线混合、或混捏设备中加入炭素中间体；b、向混捏好糊料的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，继续混合、或混捏0.5～5min；

（4）成型、焙烧

成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

（5）预焙阳极特征

焙烧后的预焙阳极，烧失量2.0～4.9%；在真密度≥2.03g/cm³条件下，平均体积密度1.62～1.75g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.60～1.74g/cm³；平均耐压强度40～70MPa；具有各向异性化特性；气孔率15～21%。

本发明生产的预焙阳极，石油焦颗粒粒径最大；大颗粒石油焦数量最多；结合剂煤沥青加入量最少，突出炭素中间体对预焙阳极炭质结构的作用和影响，采用炭素中间体体积密度大于预焙阳极成型坯体体积密度生产预焙阳极方法，降低成型物料比表面积，减少粉尘和沥青烟气对环境的污染，使预焙阳极贯通气孔率减少50%以上；抗氧化、抗侵蚀、抗渣能力得到提高。在预焙阳极真密度≥2.03g/cm³条件下，生产出平均体积密度1.62～1.75g/cm³；平均耐压强度40～70MPa的预焙阳极，对比平均体积密度1.60g/cm³普通预焙阳极，可实现节能、减排、降炭、增效20%以上。

具体实施方式

本发明采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法是这样实现的，下面作具体说明。

（1）、预焙阳极和炭素中间体是采用煅后石油焦、或沥青焦、或天然石墨、或人造石墨、或上述原料生产过程中返回料、或上述原料生产的炭素制品返回料、或上述原料生产的炭素制品使用后的回收料，其中一种以上物质为原料；

（2）、利用炭素企业现有预焙阳极生产线设备；

（3）、炭素中间体为球形或三维尺寸不相等椭圆形球体及二个球以上通过边沿连接在一起的连体球、或棱角为圆弧形的正方体或棱角为圆弧形的长方体及二个方体以上通过边沿连接在一起的连体方体、或棱角为圆弧形对称的八面体及二个八面体以上通过边沿连接在一起的连体八面体，球体、或方体、或八面体，最长方向形体尺寸小于80mm；结合剂煤沥青含量7～16%；平均体积密度1.65～1.80g/cm³；受压面气孔率小于受压垂直面气孔率；表面气孔率小于10%，内部气孔率小于20%；具有各向异性化炭质结构；

（4）、炭素中间体体积密度大于预焙阳极成型坯体体积密度；

（5）、生产预焙阳极炭素中间体加入量、加料方式、加料地点：按质量份数百分比计算，加入量5～100%；炭素中间体采用定量给料方式加入；加料地点：当炭素中间体温度≥成型物料、或糊料温度时，加料到混合、或混捏设备到成型机之间各可落料点；当炭素中间体温度小于成型物料、或糊料温度时，直接加料到混合、或混捏设备中；当采用连续混捏机工艺生产预焙阳极，炭素中间体温度小于自身含有的结合剂煤沥青软化点温度时，加料到预热设备中；

（6）、生产普通预焙阳极，焙烧后烧失量5～6%；本发明生产预焙阳极，焙烧后烧失量2.0～4.9%，对比生产普通预焙阳极，可减少预焙阳极焙烧周期10%以上；减少预焙阳极成型和焙烧废品率50%以上，减少粉尘和沥青烟气排放量40以上%；

（7）、本发明生产的预焙阳极具有各向异性化炭质结构，当炭素中间体加入量大于60%时，贯通气孔率比较普通预焙阳极减少50%以上；

（8）、本发明生产的预焙阳极在真密度≥2.03g/cm³条件下，成型坯体平均体积密度1.65～1.80g/cm³；焙烧后预焙阳极平均体积密度1.62～1.75g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.60～1.74 g/cm³；当炭素中间体完全融化、剥落在成型物料、或糊料中，需增加结合剂煤沥青加入量，依然可以满足上述体积密度指标；

（9）、本发明生产技术方法同样适用生产石墨制品、炭制品、炭糊炭材料及其制品。

本发明生产工艺步骤：原料选择→配料→混合、或混捏→成型、焙烧→预焙阳极特征；

（1）、原料选择

预焙阳极和炭素中间体是采用煅后石油焦、或沥青焦、或天然石墨、或人造石墨、或上述原料生产过程中返回料、或上述原料生产的炭素制品返回料、或上述原料生产的炭素制品使用后的回收料，其中一种以上物质为原料；

炭素中间体特征：炭素中间体为球形或三维尺寸不相等椭圆形球体及二个球以上通过边沿连接在一起的连体球、或棱角为圆弧形的正方体或棱角为圆弧形的长方体及二个方体以上通过边沿连接在一起的连体方体、或棱角为圆弧形对称的八面体及二个八面体以上通过边沿连接在一起的连体八面体，球体、或方体、或八面体，最长方向形体尺寸小于80mm；结合剂煤沥青含量7～16%；平均体积密度1.65～1.80g/cm³；受压面气孔率小于受压垂直面气孔率；表面气孔率小于10%，内部气孔率小于20%；具有各向异性化炭质结构；

（2）、配料

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝成型物料总量100%；

炭素中间体加入量：5～100%；

结合剂选择：选择煤沥青及其改性后衍生产品，要求结合剂煤沥青的结焦值大于40%；

结合剂煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内，成型物料、或糊料中加入的结合剂煤沥青量为12～18%；当炭素中间体加入量100%时，煤沥青加入量取下限值；当炭素中间体加入量5%时，煤沥青加入量取上限值；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

①当炭素中间体加入量90～100%

煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内为12～15%；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

其中原料粒度3～0.1mm占颗粒级配原料加入量50±20%；剩余为≤0.1mm原料粉料；

②当炭素中间体加入量小于90%、大于65%

煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内为13～17%；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

其中原料粒度5～0.1mm占颗粒级配原料加入量50±20%；剩余为≤0.1mm原料粉料；

③当炭素中间体加入量5～65%

利用原有预焙阳极生产线工艺配方和颗粒级配：

颗粒级配原料和结合剂煤沥青加入量采用质量份数百分比配料量计算： 颗粒级配原料加入量+结合剂煤沥青加入量 = A = 成型物料总量100%—炭素中间体加入量；

加入炭素中间体后，计算原有预焙阳极生产线工艺配方中各粒度原料、或结合剂加入量：各粒度原料、或结合剂煤沥青加入量=原有预焙阳极生产线颗粒级配各粒度原料加入量、或结合剂煤沥青加入量×A；

预焙阳极生产工艺配方：在计算值基础上，修改、控制最大粒度原料和结合剂煤沥青加入量，其余各粒度原料加入量，按加入量计算值四舍五入后取整数；煤沥青加入量：煤沥青加入量在加入量计算值基础上，包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内控制在14～18%，按100%计算剩余量为最大粒度原料加入量；

（3）、混合、或混捏

本发明利用的现有预焙阳极生产线的混合、或混捏工艺有二种方法：①连续混合、或混捏方法，利用现有预焙阳极生产线的连续定量给料设备；预热设备；连续混合、或混捏设备；凉料输送设备生产工艺；②间断混合、或混捏方法，利用现有预焙阳极生产线的配料秤；间断混合、或混捏设备；料罐或凉料输送设备工艺。按常规生产预焙阳极操作程序加入颗粒级配后的各种粒度原料；控制温度、时间、速度；加热物料；加入结合剂煤沥青；混合、或混捏生产成型物料、或糊料，按常规生产预焙阳极操作程序出料、凉料，成型物料、或糊料输送到成型设备供料槽内；

炭素中间体混合特性：炭素中间体含有7～16%结合剂煤沥青，性质比较结合剂煤沥青含量15～20%的预焙阳极成型坯体相同，本身不需要混合、或混捏，是各向异性致密化程度1.65～1.80g/cm³的炭素单元小坯体，大于软化点温度条件下具有可塑性。炭素中间体与普通糊料进行混合、或混捏，在大于煤沥青软化点温度条件下，炭素中间体中的结合剂煤沥青要软化、熔化，表层颗粒、粉料要发生剥落现象，这种状态随着混合、或混捏温度升高；混合时间加长；混合力度加大，熔化与剥落速度加快。最后炭素中间体全部以颗粒、粉料、糊料形式分布在混合、或混捏后成型物料、或糊料中，造成混合、或混捏后成型物料、或糊料变干，导致结合剂煤沥青加入量增加；

炭素中间体与正常混合、或混捏物料、糊料在一起混合、或混捏要求：①炭素中间体加入时温度状态选择顺序：1、刚成型后的热态炭素中间体；2、常温状态加热到成型物料温度的热态炭素中间体；3、常温状态炭素中间体；②炭素中间体中结合剂煤沥青软化点温度≥正常混合、或混捏物料、糊料中结合剂煤沥青软化点温度；③炭素中间体和正常混合、或混捏物料、糊料的温度大于并接近于成型物料、或糊料温度再进行混合、或混捏，炭素中间体的熔化、剥落最小；④炭素中间体和正常混合、或混捏物料、糊料在一起混合时间越短，炭素中间体受到的混合搅拌的摩擦力、机械力越小，炭素中间体熔化、剥落越小；⑤炭素中间体中结合剂煤沥青含量小于普通预焙阳极混合、或混捏糊料中结合剂煤沥青含量，二种物料在高于结合剂煤沥青软化点温度条件下，接触摩擦碰撞、或混合、或混捏时，糊料中的结合剂煤沥青会渗透到炭素中间体中，造成混合、或混捏后成型物料、或糊料变干；湿润性和塑性减少，随着炭素中间体加入量增加，成型物料、或糊料中的结合剂煤沥青含量在原配方基础上增加，通过成型坯体状态进行调整；⑥炭素中间体加入地点的选择顺序：1、成型设备供料槽；2、凉料输送设备；3、混合、或混捏设备；4、预热设备；

炭素中间体加入地点和方式：

根据预焙阳极生产企业现有生产线设备布置、工艺流程、厂房空间条件，结合炭素中间体分布在预焙阳极坯体中的均匀程度，综合考虑：

①当预焙阳极中炭素中间体加入量100%时，直接将达到成型温度的炭素中间体加入到成型设备供料槽中，按常规生产预焙阳极方法成型坯体；

②当预焙阳极中炭素中间体加入量小于100%时，根据炭素中间体温度状态，加入到现有预焙阳极生产线预热；混合、或混捏；凉料输送；成型机供料槽设备中；

炭素中间体的加入方式：现有预焙阳极生产线是采用连续混合、或混捏方法时，炭素中间体采用连续定量配料给料方式加入；现有预焙阳极生产线是采用间断混合、或混捏方法时，炭素中间体采用间断定量配料给料方式加入。

炭素中间体自身的温度决定加入炭素中间体的地点位置：

当炭素中间体加入时的温度≥成型物料、或糊料的温度时，采用如下方法和地点位置加入炭素中间体：

A、新增设备：在成型设备供料槽到凉料输送设备之间，新增设一台带保温、或加热功能的混合设备，现有预焙阳极生产线凉料输送加入到成型设备供料槽的成型物料、或糊料，改为加入到新增混合设备中，同时加入炭素中间体，炭素中间体与成型物料、或糊料在新增混合设备中混合均匀，满足成型物料温度要求后，输送到成型设备供料槽内，按常规生产预焙阳极方法成型坯体；

B、利用现有预焙阳极生产线设备和工艺：a、当成型设备供料槽中安装有搅拌机，明确知道供料槽中成型物料、或糊料数量时：炭素中间体直接加入到成型设备供料槽中、或直接加入到凉料输送设备中、或直接加入到运输成型物料、或糊料的料罐中；b、采用连续混合、或混捏工艺时，向凉料输送设备进料点加入炭素中间体，与从混合、或混捏设备出料口出来混合、或混捏好的成型物料、或糊料，在向凉料输送设备下料过程中会合，实现相互混合，凉料输送设备在向成型设备供料槽卸料过程中完成第二次混合；c、直接向含有混捏好成型物料、或糊料的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，继续混合、或混捏10s～100s；

当炭素中间体加入时的温度小于成型物料、或糊料的温度时，利用预热设备；混合、或混捏设备，在预热、或混合、或混捏过程中提高炭素中间体温度，完成混合、或混捏；

A、当炭素中间体温度小于炭素中间体中结合剂煤沥青软化点温度时：a、向连续混合、或混捏预焙阳极生产线的预热设备加入炭素中间体，与颗粒级配物料一起预热和混合；一起加热、加入结合剂煤沥青、进行混捏；b、向间断混合、或混捏预焙阳极生产线的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，为了缩短炭素中间体在间断混合、或混捏设备停留时间，要求颗粒级配物料与结合剂煤沥青混合、或混捏结束，糊料温度≥170℃时，再加入炭素中间体，继续混合、或混捏1～20min，使颗粒级配物料、结合剂煤沥青、炭素中间体均匀分散，达到成型物料、或糊料要求；

B、当炭素中间体温度介于炭素中间体结合剂煤沥青软化点温度与成型物料、或糊料温度之间时：a、向连续混合、或混捏预焙阳极生产线混合、或混捏设备中加入炭素中间体；b、向混捏好糊料的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，继续混合、或混捏0.5～5min；

（4）成型、焙烧

成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

（5）预焙阳极特征

焙烧后的预焙阳极，烧失量2.0～4.9%；在真密度≥2.03g/cm³条件下，平均体积密度1.62～1.75g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.60～1.74g/cm³；平均耐压强度40～70MPa；具有各向异性化特性；气孔率15～21%。与普通预焙阳极相比较，在预焙阳极成型坯体体积密度相同的条件下，可提高焙烧后预焙阳极质量0.1～3.7%。

 [0012]  

实施例1 

各向异性致密化预焙阳极生产方法

（1）原料选择

采用预焙阳极用煅后石油焦为原料生产的炭素中间体，规格形状：Φ30×24×18mm椭圆形球体；体积密度1.70g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度89℃中温煤沥青，含量13.8%；

（2）配料

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

炭素中间体加入量：100%；

结合剂选择、加入量控制：全部利用炭素中间体中软化点温度89℃中温煤沥青，含量13.8%；

（3）成型、焙烧

将温度140～160℃炭素中间体、或刚压球生产出来温度140～160℃炭素中间体，直接送到振动成型机供料槽，按常规预焙阳极生产方法进行成型、焙烧；

（4）预焙阳极特征

焙烧后预焙阳极，真密度2.04g/cm³；平均烧失量≤2.5%；平均体积密度1.68g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.67g/cm³；平均耐压强度62MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤17.5%。与普通预焙阳极相比较，在预焙阳极成型坯体体积密度相同条件下，可提高焙烧后预焙阳极质量≥3%。

实施例2 

利用现有预焙阳极生产线连续配料、混捏工艺生产预焙阳极方法（一）

（1）原料选择

采用生产预焙阳极用煅后石油焦；预焙阳极残极；预焙阳极用煅后石油焦生产的炭素中间体为原料；

炭素中间体规格形状：对称八面体，二个对称的四棱锥顶角间距30mm；四棱锥正方形底边长40mm；棱角圆弧R=4mm；体积密度1.68g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度105℃硬质煤沥青，含量12%；

（2）配料

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

采用预焙阳极生产线目前常规生产使用的大颗粒配方之一；

颗粒级配：

12～6mm石油焦14%；

6～2mm石油焦20%；

2～0mm石油焦10%；

3～0mm预焙阳极残极10%；

≤0.1mm石油焦粉30%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度105℃硬质煤沥青，加入量16%；

加入50%炭素中间体后，计算预焙阳极生产线工艺配方；

颗粒级配：

12～6mm石油焦0.5×14%=7%；

6～2mm石油焦0.5×20%=10%；

2～0mm石油焦0.5×10%=5%；

3～0mm预焙阳极残极0.5×10%=5%；

≤0.1mm石油焦粉0.5×30%=15%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度105℃硬质煤沥青，加入量0.5×16%=8%；

炭素中间体加入量：50%；

最后调整确认预焙阳极生产线工艺实际配方；

颗粒级配：

12～6mm石油焦5%；

6～2mm石油焦10%；

2～0mm石油焦5%；

3～0mm预焙阳极残极5%；

≤0.1mm石油焦粉15%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度105℃硬质煤沥青，加入量10%；

炭素中间体加入量：50%，炭素中间体带入的结合剂煤沥青含量6%；

（3）混捏

利用现有预焙阳极生产线的预热螺旋机、连续混捏机、凉料输送机工艺，将颗粒级配的各种粒度石油焦、预焙阳极残极，通过各自的电子皮带秤连续、定量配料送入预热螺旋机，预热物料进入连续混捏机时，连续定量加入结合剂煤沥青，按常规生产预焙阳极操作程序控制温度、时间、速度；加热物料；混合、或混捏生产成型糊料。从连续混捏机出来混捏好的成型糊料，通过凉料输送机向振动成型机供料槽送料。炭素中间体在保持150～180℃温度条件下，通过电子皮带秤连续定量向混捏机出料口下面凉料输送机进料口给料，与从混捏机出料口出来混捏好的成型糊料，在向凉料输送机下料过程中会合，实现相互混合，凉料按常规成型糊料工艺进行，凉料输送机在向振动成型机供料槽卸料过程中完成第二次混合；

（4）成型、焙烧

成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

（5）预焙阳极特征

焙烧后的预焙阳极，真密度2.03g/cm³；平均烧失量≤3.7%；平均体积密度1.65g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.63g/cm³；平均耐压强度45MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤19.5%。与普通预焙阳极相比较，在预焙阳极成型坯体体积密度相同的条件下，可提高焙烧后预焙阳极质量≥1.8%。

实施例3

利用现有预焙阳极生产线间断配料、混捏锅工艺生产预焙阳极方法

（1）原料选择

采用生产预焙阳极用煅后石油焦；预焙阳极残极；预焙阳极成型废坯返回料；石墨电极残极；预焙阳极用煅后石油焦生产的炭素中间体为原料；

炭素中间体规格形状：Φ45×30×25mm椭圆形球体；体积密度1.69g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度109℃硬质煤沥青，含量10%；

（2）配料

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

采用预焙阳极生产线目前常规生产使用的小颗粒配方之一；

颗粒级配：

6～3mm石油焦18%；

3～1mm石油焦12%；

1～0mm石油焦10%；

3～0mm预焙阳极残极5%；

12～0mm预焙阳极成型废坯返回料6%；

≤0.1mm石油焦粉32%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度107℃硬质煤沥青，加入量17%；

加入60%炭素中间体后，计算预焙阳极生产线工艺配方；

颗粒级配：

6～3mm石油焦0.4×18%=7.2%；

3～1mm石油焦0.4×12%=4.8%；

1～0mm石油焦0.4×10%=4%；

3～0mm预焙阳极残极0.4×5%=2%；

12～0mm预焙阳极成型废坯返回料0.4×6%=2.4%；

≤0.1mm石油焦粉0.4×32%=12.8%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度107℃硬质煤沥青，加入量0.4×17%=6.8%；

炭素中间体加入量：60%；

最后调整确认预焙阳极生产线工艺实际配方；

颗粒级配：

6～3mm石油焦4%；

3～1mm石油焦5%；

1～0mm石油焦4%；

3～0mm预焙阳极残极2%；

12～0mm预焙阳极成型废坯返回料2%，带入的结合剂煤沥青含量0.34%；

≤0.1mm石油焦粉12%；

≤0.1mm石墨残极粉1%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度107℃硬质煤沥青，加入量10%；

炭素中间体加入量：60%，炭素中间体带入的结合剂煤沥青含量6%；

（3）混捏

利用现有预焙阳极生产线的配料秤、混捏锅、料罐工艺，按常规生产预焙阳极操作程序在混捏锅中加入颗粒级配后的各种粒度原料；控制温度、时间；加热物料；加入结合剂煤沥青；混合、或混捏生产成型糊料。成型糊料混捏好后，向混捏锅中定量加入温度150～180℃炭素中间体，继续混捏10s～60s结束混捏，放料到料罐中，按常规生产预焙阳极操作程序凉料，成型糊料输送到成型设备供料槽内；

（4）成型、焙烧

成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

（5）预焙阳极特征

焙烧后的预焙阳极，真密度2.04g/cm³；平均烧失量≤3.5%；平均体积密度1.66g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.64g/cm³；平均耐压强度50MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤19.0%。与普通预焙阳极相比较，在预焙阳极成型坯体体积密度相同的条件下，可提高焙烧后预焙阳极质量≥2%。

实施例4 

简单配料工艺生产预焙阳极方法

这是一种节能、减排为目的，最简单配料工艺生产预焙阳极的方法，只有二种粒度，但可生产出体积密度1.67 g/cm³，各向异性化预焙阳极。

（1）原料选择

采用生产预焙阳极用煅后石油焦；预焙阳极用煅后石油焦生产的炭素中间体为原料；

炭素中间体规格形状：Φ30mm圆形球体；体积密度1.69g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度109℃硬质煤沥青，含量12%；

（2）配料

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

颗粒级配：

5～0mm自然粒度石油焦12%；

≤0.1mm石油焦粉10%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度91℃改性煤沥青，加入量8%；

炭素中间体加入量70%，炭素中间体带入的结合剂煤沥青含量8.4%；

（3）混捏

利用现有预焙阳极生产线配料秤、间断混捏锅、凉料输送机、带搅拌装置的成型机供料槽工艺，将配料后的5～0自然粒度石油焦、≤0.1mm石油焦粉送入混捏锅中，按常规生产预焙阳极操作程序控制温度、时间；加热物料；加入结合剂煤沥青；混合、或混捏生产成型糊料。成型糊料混捏好后，放料到凉料输送机，按常规生产预焙阳极操作程序凉料、输送到成型设备供料槽内；与此同时，用电子皮带秤向振动成型机供料槽中定量加入温度150～160℃刚压球后的炭素中间体，加料结束，开动成型机供料槽搅拌装置混合0.5～5min；

（4）成型、焙烧

成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

（5）预焙阳极特征

焙烧后的预焙阳极，真密度2.03g/cm³；平均烧失量≤3.2%；平均体积密度1.67g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.66g/cm³；平均耐压强度55MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤17.5%。与普通预焙阳极相比较，在预焙阳极成型坯体体积密度相同的条件下，可提高焙烧后预焙阳极质量≥2.3%。

实施例5

利用现有预焙阳极生产线连续配料、混捏工艺生产预焙阳极方法（二）

（1）原料选择

采用生产预焙阳极用煅后石油焦；预焙阳极残极；预焙阳极成型废坯返回料；石墨电极残极；预焙阳极用煅后石油焦生产的炭素中间体为原料；

炭素中间体规格形状：38×28×22mm棱角圆弧R=8mm长方体；体积密度1.69g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度108℃硬质煤沥青，含量8.5%；

（2）配料

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

采用预焙阳极生产线目前常规生产使用的中颗粒配方之一；

8～4mm石油焦11%；

4～1mm石油焦15%；

1～0mm石油焦10%；

4～0mm预焙阳极残极8%；

12～0mm预焙阳极成型废坯返回料10%；

≤0.1mm石油焦粉30%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度101℃硬质煤沥青，加入量16%；

加入30%炭素中间体后，计算预焙阳极生产线工艺配方；

颗粒级配：

8～4mm石油焦0.7×11%=7.7%；

4～1mm石油焦0.7×15%=10.5%；

1～0mm石油焦0.7×10%=7%；

4～0mm预焙阳极残极0.7×8%=5.6%；

12～0mm预焙阳极成型废坯返回料0.7×10%=7%；

≤0.1mm石油焦粉0.7×30%=21%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度108℃硬质煤沥青，加入量0.7×16%=11.2%；

炭素中间体加入量：30%；

最后调整确认预焙阳极生产线工艺实际配方；

颗粒级配：

8～4mm石油焦4%；

4～1mm石油焦11%；

1～0mm石油焦7%；

4～0mm预焙阳极残极6%；

12～0mm预焙阳极废坯体返回料7%，带入的结合剂煤沥青含量1.05%；

≤0.1mm石油焦粉20%；

≤0.1mm石墨电极残极粉1%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度108℃硬质煤沥青，加入量14%；

炭素中间体加入量：30%，炭素中间体带入的结合剂煤沥青含量2.55%；

（3）混捏

利用现有预焙阳极生产线的预热螺旋机、连续混捏机、凉料输送机工艺，将颗粒级配的各种粒度原料，通过各自的电子皮带秤连续、定量配料送入预热螺旋机，预热后物料进入连续混捏机时，连续定量加入结合剂煤沥青；连续定量加入80～120℃温度的炭素中间体，按常规生产预焙阳极操作程序控制温度、时间、速度；加热物料；混合、或混捏生产成型糊料，从连续混捏机出来混捏好的物料，按常规生产预焙阳极操作程序凉料，成型糊料输送到成型设备供料槽内；

（4）成型、焙烧

成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

（5）预焙阳极特征

焙烧后的预焙阳极，真密度2.04g/cm³；平均烧失量≤4.5%；平均体积密度1.63g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.61g/cm³；平均耐压强度42MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤20%。与普通预焙阳极相比较，在预焙阳极成型坯体体积密度相同的条件下，可提高焙烧后预焙阳极质量≥1.2%。

Claims (7)

1.一种采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法，其特征在于：

（1）、预焙阳极和炭素中间体是采用煅后石油焦、或沥青焦、或天然石墨、或人造石墨、或上述原料生产过程中返回料、或上述原料生产的炭素制品返回料、或上述原料生产的炭素制品使用后的回收料，其中一种以上物质为原料；

（2）、利用炭素企业现有预焙阳极生产线设备；

（3）、炭素中间体为球形或三维尺寸不相等椭圆形球体及二个球以上通过边沿连接在一起的连体球、或棱角为圆弧形的正方体或棱角为圆弧形的长方体及二个方体以上通过边沿连接在一起的连体方体、或棱角为圆弧形对称的八面体及二个八面体以上通过边沿连接在一起的连体八面体，球体、或方体、或八面体，最长方向形体尺寸小于80mm；结合剂煤沥青含量7～16%；平均体积密度1.65～1.80g/cm³；受压面气孔率小于受压垂直面气孔率；表面气孔率小于10%，内部气孔率小于20%；具有各向异性化炭质结构；

（4）、炭素中间体体积密度大于预焙阳极成型坯体体积密度；

（5）、生产预焙阳极炭素中间体加入量、加料方式、加料地点：按质量份数百分比计算，加入量5～100%；炭素中间体采用定量给料方式加入；加料地点：当炭素中间体温度≥成型物料、或糊料温度时，加料到混合、或混捏设备到成型机之间各可落料点；当炭素中间体温度小于成型物料、或糊料温度时，直接加料到混合、或混捏设备中；当采用连续混捏机工艺生产预焙阳极，炭素中间体温度小于自身含有的结合剂煤沥青软化点温度时，加料到预热设备中；

（6）、预焙阳极坯体焙烧后烧失量2.0～4.9%；

（7）、焙烧后的预焙阳极具有各向异性化炭质结构，当炭素中间体加入量大于60%时，贯通气孔率比较普通预焙阳极减少50%以上；

（8）、预焙阳极在真密度≥2.03g/cm³条件下，成型坯体平均体积密度1.65～1.80g/cm³；焙烧后预焙阳极平均体积密度1.62～1.75g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.60～1.74 g/cm³；

（9）、适用生产石墨制品、炭制品、炭糊炭材料及其制品。

2.根据权利要求1所述的采用炭素中间体生产高密度预焙阳极的方法，其特征在于：生产工艺步骤：原料选择→配料→混合、或混捏→成型、焙烧→预焙阳极特征；

（1）、原料选择

预焙阳极和炭素中间体是采用煅后石油焦、或沥青焦、或天然石墨、或人造石墨、或上述原料生产过程中返回料、或上述原料生产的炭素制品返回料、或上述原料生产的炭素制品使用后的回收料，其中一种以上物质为原料；

（2）、配料

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

炭素中间体加入量：5～100%；

结合剂选择：选择煤沥青及其改性后衍生产品，要求结合剂煤沥青的结焦值大于40%；

结合剂煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内，成型物料、或糊料中加入的结合剂煤沥青量为12～18%；当炭素中间体加入量100%时，煤沥青加入量取下限值；当炭素中间体加入量5%时，煤沥青加入量取上限值；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

①当炭素中间体加入量90～100%

煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内为12～15%；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

其中原料粒度3～0.1mm占颗粒级配原料加入量50±20%；剩余为≤0.1mm原料粉料；

②当炭素中间体加入量小于90%、大于65%

煤沥青加入量：包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内为13～17%；

颗粒级配原料加入量：颗粒级配原料加入量=成型物料总量100%—炭素中间体加入量—结合剂煤沥青加入量；

其中原料粒度5～0.1mm占颗粒级配原料加入量50±20%；剩余为≤0.1mm原料粉料；

③当炭素中间体加入量5～65%

利用原有预焙阳极生产线工艺配方和颗粒级配：

颗粒级配原料和结合剂煤沥青加入量采用质量份数百分比配料量计算： 颗粒级配原料加入量+结合剂煤沥青加入量 = A = 成型物料总量100%—炭素中间体加入量；

加入炭素中间体后，计算原有预焙阳极生产线工艺配方中各粒度原料、或结合剂加入量：各粒度原料、或结合剂煤沥青加入量=原有预焙阳极生产线颗粒级配各粒度原料加入量、或结合剂煤沥青加入量×A；

预焙阳极生产工艺配方：在计算值基础上，修改、控制最大粒度原料和结合剂煤沥青加入量，其余各粒度原料加入量，按加入量计算值四舍五入后取整数；煤沥青加入量：煤沥青加入量在加入量计算值基础上，包括炭素中间体、成型废坯、混捏废糊料中含有煤沥青量计算在内控制在14～18%，按100%计算剩余量为最大粒度原料加入量；

（3）、混合、或混捏

预焙阳极生产线的混合、或混捏工艺有二种方法：

①、连续混合、或混捏方法，利用现有预焙阳极生产线的连续定量给料设备；预热设备；连续混合、或混捏设备；凉料输送设备生产工艺；

②、间断混合、或混捏方法，利用现有预焙阳极生产线的配料秤；间断混合、或混捏设备；料罐或凉料输送设备工艺；

按常规生产预焙阳极操作程序加入颗粒级配后的各种粒度原料；控制温度、时间、速度；加热物料；加入结合剂煤沥青；混合、或混捏生产成型物料、或糊料，按常规生产预焙阳极操作程序出料、凉料，成型物料、或糊料输送到成型设备供料槽内；

炭素中间体与正常混合、或混捏物料、糊料在一起混合、或混捏要求：

①、炭素中间体加入时温度状态选择顺序：1、刚成型后的热态炭素中间体；2、常温状态加热到成型物料温度的热态炭素中间体；3、常温状态炭素中间体；

②、炭素中间体中结合剂煤沥青软化点温度≥正常混合、或混捏物料、糊料中结合剂煤沥青软化点温度；

③、炭素中间体和正常混合、或混捏物料、糊料的温度大于并接近于成型物料、或糊料温度再进行混合、或混捏，炭素中间体的熔化、剥落最小；

④、炭素中间体和正常混合、或混捏物料、糊料在一起混合时间越短，炭素中间体受到的混合搅拌的摩擦力、机械力越小，炭素中间体熔化、剥落越小；

⑤、炭素中间体中结合剂煤沥青含量小于普通预焙阳极混合、或混捏糊料中结合剂煤沥青含量，二种物料在高于结合剂煤沥青软化点温度条件下，接触摩擦碰撞、或混合、或混捏时，糊料中的结合剂煤沥青会渗透到炭素中间体中，造成混合、或混捏后成型物料、或糊料变干；湿润性和塑性减少，随着炭素中间体加入量增加，成型物料、或糊料中的结合剂煤沥青含量在原配方基础上增加，通过成型坯体状态进行调整；

⑥、炭素中间体加入地点的选择顺序：1、成型设备供料槽；2、凉料输送设备；3、混合、或混捏设备；4、预热设备；

炭素中间体加入量和加入地点：

①、当预焙阳极中炭素中间体加入量100%时，直接将达到成型温度的炭素中间体加入到成型设备供料槽中，按常规生产预焙阳极方法成型坯体；

②、当预焙阳极中炭素中间体加入量小于100%时，根据炭素中间体温度状态，加入到现有预焙阳极生产线预热；混合、或混捏；凉料输送；成型机供料槽设备中；

炭素中间体的加入方式：

①、现有预焙阳极生产线是采用连续混合、或混捏方法时，炭素中间体采用连续定量配料给料方式加入；

②、现有预焙阳极生产线是采用间断混合、或混捏方法时，炭素中间体采用间断定量配料给料方式加入；

当炭素中间体加入时的温度≥成型物料、或糊料的温度时，采用如下方法和地点位置加入炭素中间体：

A、新增设备：在成型设备供料槽到凉料输送设备之间，增设一台带保温、或加热功能的混合设备，现有预焙阳极生产线凉料输送加入到成型设备供料槽的成型物料、或糊料，改为加入到新增混合设备中，同时加入炭素中间体，炭素中间体与成型物料、或糊料在新增混合设备中混合均匀，满足成型物料温度要求后，输送到成型设备供料槽内，按常规生产预焙阳极方法成型坯体；

B、利用现有预焙阳极生产线设备和工艺：a、当成型设备供料槽中安装有搅拌机，明确知道供料槽中成型物料、或糊料数量时：炭素中间体直接加入到成型设备供料槽中、或直接加入到凉料输送设备中、或直接加入到运输成型物料、或糊料的料罐中；b、采用连续混合、或混捏工艺时，向凉料输送设备进料点加入炭素中间体，与从混合、或混捏设备出料口出来混合、或混捏好的成型物料、或糊料，再向凉料输送设备下料过程中会合，实现相互混合，凉料输送设备在向成型设备供料槽卸料过程中完成第二次混合；c、直接向含有混捏好成型物料、或糊料的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，继续混合、或混捏10s～100s；

当炭素中间体加入时的温度小于成型物料、或糊料的温度时，利用预热设备，混合、或混捏设备，在预热、或混合、或混捏过程中提高炭素中间体温度，完成混合、或混捏；

A、当炭素中间体温度小于炭素中间体中结合剂煤沥青软化点温度时：a、向连续混合、或混捏预焙阳极生产线的预热设备加入炭素中间体，与颗粒级配物料一起预热和混合；一起加热、加入结合剂煤沥青、进行混捏；b、向间断混合、或混捏预焙阳极生产线的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，为了缩短炭素中间体在间断混合、或混捏设备停留时间，要求颗粒级配物料与结合剂煤沥青混合、或混捏结束，糊料温度≥170℃时，再加入炭素中间体，继续混合、或混捏1～20min，使颗粒级配物料、结合剂煤沥青、炭素中间体均匀分散，达到成型物料、或糊料要求；

B、当炭素中间体温度介于炭素中间体结合剂煤沥青软化点温度与成型物料、或糊料温度之间时：a、向连续混合、或混捏预焙阳极生产线混合、或混捏设备中加入炭素中间体；b、向混捏好糊料的间断混合、或混捏设备中加入炭素中间体，继续混合、或混捏0.5～5min；

（4）成型、焙烧

成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

（5）预焙阳极特征

焙烧后的预焙阳极，烧失量2.0～4.9%；在真密度≥2.03g/cm³条件下，平均体积密度1.62～1.75g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.60～1.74g/cm³；平均耐压强度40～70MPa；具有各向异性化特性；气孔率15～21%。

3.一种各向异性致密化预焙阳极生产方法，其特征在于： 原料选择：采用预焙阳极用煅后石油焦为原料生产的炭素中间体，规格形状：Φ30×24×18mm椭圆形球体；体积密度1.70g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度89℃中温煤沥青，含量13.8%；

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

炭素中间体加入量：100%；

结合剂选择、加入量控制：全部利用炭素中间体中软化点温度89℃中温煤沥青，含量13.8%；

成型、焙烧：将温度140～160℃炭素中间体、或刚压球生产出来温度140～160℃炭素中间体，直接送到振动成型机供料槽，按常规预焙阳极生产方法进行成型、焙烧；

预焙阳极特征：焙烧后预焙阳极，真密度2.04g/cm³；平均烧失量≤2.5%；平均体积密度1.68g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.67g/cm³；平均耐压强度62MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤17.5%。

4.一种利用现有预焙阳极生产线连续配料、混捏工艺生产预焙阳极方法，其特征在于：原料选择：采用生产预焙阳极用煅后石油焦；预焙阳极残极；预焙阳极用煅后石油焦生产的炭素中间体为原料；

炭素中间体规格形状：对称八面体，二个对称的四棱锥顶角间距30mm；四棱锥正方形底边长40mm；棱角圆弧R=4mm；体积密度1.68g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度105℃硬质煤沥青，含量12%；

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

采用预焙阳极生产线大颗粒配方的颗粒级配：12～6mm石油焦14%；6～2mm石油焦20%；2～0mm石油焦10%；3～0mm预焙阳极残极10%；≤0.1mm石油焦粉30%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度105℃硬质煤沥青，加入量16%；

加入50%炭素中间体后，计算预焙阳极生产线工艺配方的颗粒级配：12～6mm石油焦0.5×14%=7%；6～2mm石油焦0.5×20%=10%；2～0mm石油焦0.5×10%=5%；3～0mm预焙阳极残极0.5×10%=5%；≤0.1mm石油焦粉0.5×30%=15%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度105℃硬质煤沥青，加入量0.5×16%=8%；炭素中间体加入量：50%；

最后调整确认预焙阳极生产线工艺实际配方的颗粒级配：12～6mm石油焦5%；6～2mm石油焦10%；2～0mm石油焦5%；3～0mm预焙阳极残极5%；≤0.1mm石油焦粉15%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度105℃硬质煤沥青，加入量10%；

炭素中间体加入量：50%，炭素中间体带入的结合剂煤沥青含量6%；

混捏：利用现有预焙阳极生产线的预热螺旋机、连续混捏机、凉料输送机工艺，将颗粒级配的各种粒度石油焦、预焙阳极残极，通过各自的电子皮带秤连续、定量配料送入预热螺旋机，预热物料进入连续混捏机时，连续定量加入结合剂煤沥青，按常规生产预焙阳极操作程序控制温度、时间、速度；加热物料；混合、或混捏生产成型糊料；

从连续混捏机出来混捏好的成型糊料，通过凉料输送机向振动成型机供料槽送料；

炭素中间体在保持150～180℃温度条件下，通过电子皮带秤连续定量向混捏机出料口下面凉料输送机进料口给料，与从混捏机出料口出来混捏好的成型糊料，在向凉料输送机下料过程中会合，实现相互混合，凉料按常规成型糊料工艺进行，凉料输送机在向振动成型机供料槽卸料过程中完成第二次混合,成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

预焙阳极特征：焙烧后的预焙阳极，真密度2.03g/cm³；平均烧失量≤3.7%；平均体积密度1.65g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.63g/cm³；平均耐压强度45MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤19.5%。

5.一种利用现有预焙阳极生产线间断配料、混捏锅工艺生产预焙阳极方法，其特征在于：原料选择：采用生产预焙阳极用煅后石油焦；预焙阳极残极；预焙阳极成型废坯返回料；石墨电极残极；预焙阳极用煅后石油焦生产的炭素中间体为原料，炭素中间体规格形状：Φ45×30×25mm椭圆形球体；体积密度1.69g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度109℃硬质煤沥青，含量10%；

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

采用预焙阳极生产线小颗粒配方的颗粒级配：6～3mm石油焦18%；3～1mm石油焦12%；1～0mm石油焦10%；3～0mm预焙阳极残极5%；12～0mm预焙阳极成型废坯返回料6%；≤0.1mm石油焦粉32%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度107℃硬质煤沥青，加入量17%；

加入60%炭素中间体后，计算预焙阳极生产线工艺配方的颗粒级配：6～3mm石油焦0.4×18%=7.2%；3～1mm石油焦0.4×12%=4.8%；1～0mm石油焦0.4×10%=4%；3～0mm预焙阳极残极0.4×5%=2%；12～0mm预焙阳极成型废坯返回料0.4×6%=2.4%；≤0.1mm石油焦粉0.4×32%=12.8%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度107℃硬质煤沥青，加入量0.4×17%=6.8%；

最后调整确认预焙阳极生产线工艺实际配方的颗粒级配：6～3mm石油焦4%；3～1mm石油焦5%；1～0mm石油焦4%；3～0mm预焙阳极残极2%；12～0mm预焙阳极成型废坯返回料2%；带入的结合剂煤沥青含量0.34%；≤0.1mm石油焦粉12%；≤0.1mm石墨残极粉1%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度107℃硬质煤沥青，加入量10%；

炭素中间体加入量：60%，炭素中间体带入的结合剂煤沥青含量6%；

混捏：利用现有预焙阳极生产线的配料秤、混捏锅、料罐工艺，按常规生产预焙阳极操作程序在混捏锅中加入颗粒级配后的各种粒度原料；控制温度、时间；加热物料；加入结合剂煤沥青；混合、或混捏生产成型糊料；

成型糊料混捏好后，向混捏锅中定量加入温度150～180℃炭素中间体，继续混捏10s～60s结束混捏，放料到料罐中，按常规生产预焙阳极操作程序凉料、成型糊料输送到成型设备供料槽内，成型、焙烧；

预焙阳极特征：焙烧后的预焙阳极，真密度2.04g/cm³；平均烧失量≤3.5%；平均体积密度1.66g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.64g/cm³；平均耐压强度50MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤19.0%。

6.一种简单配料工艺生产预焙阳极方法，其特征在于：原料选择：采用生产预焙阳极用煅后石油焦；预焙阳极用煅后石油焦生产的炭素中间体为原料，炭素中间体规格形状：Φ30mm圆形球体；体积密度1.69g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度109℃硬质煤沥青，含量12%；

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

颗粒级配：5～0mm自然粒度石油焦12%；≤0.1mm石油焦粉10%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度91℃改性煤沥青，加入量8%；

炭素中间体加入量70%，炭素中间体带入的结合剂煤沥青含量8.4%；

混捏：利用现有预焙阳极生产线配料秤、间断混捏锅、凉料输送机、带搅拌装置的成型机供料槽工艺，将配料后的5～0自然粒度石油焦、≤0.1mm石油焦粉送入混捏锅中，按常规生产预焙阳极操作程序控制温度、时间；加热物料；加入结合剂煤沥青；混合、或混捏生产成型糊料；成型糊料混捏好后，放料到凉料输送机，按常规生产预焙阳极操作程序凉料、输送到成型设备供料槽内；与此同时，用电子皮带秤向振动成型机供料槽中定量加入温度150～160℃刚压球后的炭素中间体，加料结束，开动成型机供料槽搅拌装置混合0.5～5min，成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

预焙阳极特征：焙烧后的预焙阳极，真密度2.03g/cm³；平均烧失量≤3.2%；平均体积密度1.67g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.66g/cm³；平均耐压强度55MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤17.5%。

7.一种利用现有预焙阳极生产线连续配料、混捏工艺生产预焙阳极方法，其特征在于：原料选择：采用生产预焙阳极用煅后石油焦；预焙阳极残极；预焙阳极成型废坯返回料；石墨电极残极；预焙阳极用煅后石油焦生产的炭素中间体为原料，炭素中间体规格形状：38×28×22mm棱角圆弧R=8mm长方体；体积密度1.69g/cm³，炭素中间体中的结合剂为软化点温度108℃硬质煤沥青，含量8.5%；

按质量份数百分比配料：颗粒级配原料＋炭素中间体+结合剂煤沥青＝100%；

采用预焙阳极生产线中颗粒配方的颗粒级配：8～4mm石油焦11%；4～1mm石油焦15%；1～0mm石油焦10%；4～0mm预焙阳极残极8%；12～0mm预焙阳极成型废坯返回料10%；≤0.1mm石油焦粉30%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度101℃硬质煤沥青，加入量16%；

加入30%炭素中间体后，计算预焙阳极生产线工艺配方的颗粒级配：8～4mm石油焦0.7×11%=7.7%；4～1mm石油焦0.7×15%=10.5%；1～0mm石油焦0.7×10%=7%；4～0mm预焙阳极残极0.7×8%=5.6%；12～0mm预焙阳极成型废坯返回料0.7×10%=7%；≤0.1mm石油焦粉0.7×30%=21%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度108℃硬质煤沥青，加入量0.7×16%=11.2%；炭素中间体加入量：30%；

最后调整确认预焙阳极生产线工艺实际配方的颗粒级配：8～4mm石油焦4%；4～1mm石油焦11%；1～0mm石油焦7%；4～0mm预焙阳极残极6%；12～0mm预焙阳极废坯体返回料7%；带入的结合剂煤沥青含量1.05%；≤0.1mm石油焦粉20%；≤0.1mm石墨电极残极粉1%；

结合剂选择、加入量控制：选择软化点温度108℃硬质煤沥青，加入量14%；

炭素中间体加入量：30%，炭素中间体带入的结合剂煤沥青含量2.55%；

混捏：利用现有预焙阳极生产线的预热螺旋机、连续混捏机、凉料输送机工艺，将颗粒级配的各种粒度原料，通过各自的电子皮带秤连续、定量配料送入预热螺旋机，预热后物料进入连续混捏机时，连续定量加入结合剂煤沥青；连续定量加入80～120℃温度的炭素中间体，按常规生产预焙阳极操作程序控制温度、时间、速度；加热物料；混合、或混捏生产成型糊料，从连续混捏机出来混捏好的物料，按常规生产预焙阳极操作程序凉料，成型糊料输送到成型设备供料槽内，成型、焙烧按常规预焙阳极生产方法进行；

预焙阳极特征：焙烧后的预焙阳极，真密度2.04g/cm³；平均烧失量≤4.5%；平均体积密度1.63g/cm³；内部中心部位平均体积密度1.61g/cm³；平均耐压强度42MPa；具有各向异性化特性；平均气孔率≤20%。