在电解铝用碳阳极生产的关键环节——焙烧工序中，煅后石油焦长期以来作为填充料被广泛使用。然而，其强度偏低、抗磨性能相对较差、易细粉化等问题，导致填充料消耗量大、生产成本高、工人劳动强度大。为此，本文开展了一项技术研究，探索用沥青焦替代煅后石油焦作为焙烧填充料，以改善生产现状。
一、技术研究背景与意义
1.背景：以某家预焙阳极生产型企业为例，该企业自2012年焙烧车间投产以来，一直使用煅后石油焦作为填充料。尽管其外观质量和理化指标满足基本标准，但烧损率高、强度低、易氧化、使用周期短等问题日益凸显，不仅增加了生产成本，还加重了工人的劳动强度。
2.意义：通过本次技术研究，旨在实现探索新的材料替代方案、降低填充料消耗、改善焙烧作业环境、降低设备工作负担及寻找降低焙烧生产能耗的途径等各项目标。
二、沥青焦的理化性能优势
沥青焦作为一种焦化工业产物，与煅后石油焦在理化性能上存在显著差异，具体表现在以下几个方面：
1.硫分低：沥青焦中的硫分远低于煅后石油焦，使用过程中释放的SO2气体少，对阳极及生产环境负面影响小，可改善炉面作业环境。
2.挥发分低：沥青焦成焦温度高，挥发分较低，在焙烧过程中不易产生红料，能减少预焙阳极的氧化，降低填充料烧损率。
3.线膨胀系数低：沥青焦在高温下尺寸变化小，热稳定性好，作为填充料可延长使用周期。
4.结构致密：沥青焦的气孔率低于煅后石油焦，热传导效率高，在相同火焰周期下预焙阳极的焙烧效果更佳，可降低天然气消耗，提高炉室密封性。
5.机械强度及耐磨性好：沥青焦在使用过程中焦粒之间的摩擦、相互碾压造成的损耗少，灰分产生量少，可提高利用率，延长使用周期。
三、技术研究实施方案
1.实验材料：
（1）混合填充料（沥青焦/煅后焦1:1）；
（2）煅后石油焦；
（3）沥青焦。
2.实验步骤：
（1）理化指标分析：对混合填充料进行灰分、挥发份、真密度、堆积密度、强度等项目的分析，确保其满足生产需求。
（2）粒度组成分析：对混合填充料的粒度组成进行筛分析，为实验结果提供数据支持。
（3）焙烧车间实验：在1号、2号焙烧车间实施不同火焰周期的生产，记录各料箱料面高度、用料量、铺设情况等数据。
（4）数据对比分析：经过一个炭块生产周期后，对填充料进行取样分析，并与实验前数据进行对比，评估实验效果。
3.实验结果对比：
（1）填充料粒度、粒级、烧损率：实验结果显示，沥青焦占25%和50%的混合填充料在粒度和粉料含量方面均优于煅后石油焦，且烧损率更低。
（2）出炉预焙阳极理化指标：沥青焦占25%和50%的混合填充料生产的预焙阳极在表观密度、真密度、耐压强度、电阻率和灰分含量等方面均与煅后石油焦生产的预焙阳极相当，甚至在某些指标上更优。
四、经济效益预估
1.前期投入：项目前期需要投入填充料采购费用。
2.成本节约：使用混合沥青焦后，填充料利用率提高30%，每年可节省成本百万元。此外，通过减少换料频率和工人劳动强度，可进一步提高生产效率和企业效益。
综上所述，沥青焦作为焙烧填充料在理化性能、经济性和环境友好性等方面均优于煅后石油焦。通过混配使用沥青焦和煅后石油焦，不仅可以降低生产成本、减轻工人劳动强度，还能提高预焙阳极的质量和生产效率。炭素生产企业可参考借鉴。
