炭阳极在铝电解生产过程中起着十分重要的作用，它作为导体将直流电导入电解槽，并作为电解槽阳极材料参与阳极反应过程。阳极在电解使用过程中出现掉渣、裂纹、掉块等不稳定因素都将对电解生产构成威胁，诸如吨铝碳耗上升，原铝质量下降等。为提升阳极品质，本文从原料、阳极生产工艺及磷生铁浇铸等角度剖析阳极破裂原因，供企业参考借鉴。
一、垂直裂纹
阳极发生破裂常常是由几种相互独立的机理引起的，本文重点对垂直裂纹进行讨论。为了使阳极发生垂直方向上的折断，就必须在水平方向具有张应力。这样的应力是由几种彼此互相独立的因素造成的。阳极产生垂直裂纹主要受原材料、生阳极制造、生块焙烧及阳极浇铸等因素影响。
二、原料引起阳极破裂
预焙阳极主要有三大原材料组成即石油焦、残极和煤沥青。液态改质沥青做粘结剂，其各项理化指标稳定且无波动，这里对沥青的影响不做赘述，重点对石油焦和残极进行分析。
（一）石油焦
为降低阳极生产成本碳素企业往往有计划地分批进购部分进口高硫高钒石油焦，进行实验性混配使用。该部分石油焦存在灰分偏大，微量元素钒偏高，粒度偏细等不稳定因素。含硫和钒高的石油焦具有较强各向同性，这将导致阳极的力学性能变差，使阳极在电解使用过程中容易产生裂纹。同时钒还具有较高氧化性能，直接影响阳极抗氧化性能，使阳极在电解使用过程中容易产生碳渣，增大阳极消耗量。
（二）残极
残极清理也直接影响阳极内在理化指标，铝企返回残极，清理不彻底，碳素企业在生产过程中把关不严，磷生铁、电解质、软残极等杂质进入生产系统，造成阳极中铁、钠、钙、铝等微量元素严重超标。因此建议铝企在残极压脱过程中，加大磷生铁和电解质的清理力度，保证向碳素企业提供优质残极。
同时，要清除掉残极上的电解质和金属微粒（铸铁和铝），因为电解质会引起压好的阳极块在潮湿空气中龟裂。而金属微粒则会引起设备破损。研究表明，在0-25%范围内每添加1%残极，阳极试样在电解时的消耗量就会提高0.3，因此在阳极生产中要加强残极清理管理，严格控制残极添加比例，提高阳极质量，降低阳极裂纹几率。
三、生产工艺引起阳极破裂
（一）生阳极引起破裂
某公司生阳极采用混捏锅和单工位成型机进行生产，由于设计初期生产流程中，没有冷料设备，粘结剂采用改质高温沥青，为满足糊料混捏过程中沥青渗透需求，混捏温度必须保证在170℃以上，但是混料出锅后直接进入成型机进行成型，成型温度偏高，大量沥青烟滞留在糊料内部，产生沥青蒸汽形成张应力，生块完成脱模后开始出现变形，生块长度由设计1570mm直接延长到1580mm，随着生块变形内部必然形成一定的暗纹，直接影响阳极机械强度和抗热振性，为今后阳极在电解使用过程中出现破裂创造条件。
（二）焙烧过程中产生裂纹
当焙烧生块时，沥青烟在临界温度200-600℃范围之间进行挥发。在这一温度阶段，阳极产生内部压力，而且这一应力能超过阳极承受的限度。当焙烧选择的升温速率太高时，这种影响会更大，情况严重时阳极在焙烧中产生裂纹。通常情况下，裂纹面正好穿过宽度最小的阳极的中心位置。
一般情况下焙烧后我们很难观察到阳极发生了严重破裂，但是由于产生微小和大裂纹，阳极在电解使用过程中，特别是后期随着阳极厚度变薄和温度上升，阳极就容易出现碎裂。
（三）阳极浇铸引起的破裂
阳极浇铸操作和磷生铁配比不当也会产生垂直裂纹。在浇铸操作过程中首先要选择使铁-炭连接尽可能紧密的浇铸参数，这样能使阳极在电解槽中的导电性达到最大，但是，如果两者联系太紧密也会导致在阳极内部产生临界膨胀力。并且常常在碳碗周围观察到形成放射性的裂缝。
在电解操作过程中，如果磷生铁成分不合格，容易使磷生铁发脆；随着钢爪长周期使用，钢爪变形量大不能放置在碳碗中心，磷生铁浇铸过程中分布不均匀。随着阳极位置的逐渐下降，阳极上部的温度不断升高，它与电解液的距离也越来越近，这种情况下，膨胀力就施加在阳极上碳碗之间，使阳极产生垂直裂纹。
这种裂纹通常发生在阳极使用后期阳极高度最小时。如果阳极存在一定缺陷或者一些有铁碳连接或钢爪膨胀附带引发机械力，垂直裂纹可能在两个碳碗之间或者直接从碳碗穿过，使阳极形成碎片，掉入电解槽。
钢爪膨胀引起阳极碎裂
综上所述，阳极在电解槽使用过程中出现裂纹、碎脱，是一个复杂应力释放的过程，为减少阳极裂纹、碎裂，必须从阳极生产的各个环节进行控制，才能有效控制阳极裂纹掉块发生。
