阴极炭块用电煅煤标准解析：固定碳含量、硫含量及强度指标说明

标准制定的必要性电煅无烟煤由电煅炉生产，广泛用作生产各类高灰分炭素制品的炭素原料。由于炭素制品的用途横跨冶金、有色、化工等多个行业，自20世纪90年代发展至今，电煅无烟煤一直被视为通用原料。目前国内市场电煅煤交易均由需方和供方约定无烟煤密度，尚无正式的国家和行业标准。在其他行业，电煅无烟煤生产的产品多为消耗品，如炼钢使用的增碳还原剂、大型矿热炉使用的自焙电极（电极糊），因此对产品及其原料的要求既不统一，也不够严格。在有色行业，电煅无烟煤主要用于生产铝电解槽用阴极炭块。 在这些产品中，电煅无烟煤的含量大多占50%～70%，其质量好坏直接影响电解铝的能耗和电解槽的寿命，因此制定阴极炭块用电煅无烟煤的行业标准十分必要和迫切。标准内容2.1牌号ECA，ECA（acite）是电煅无烟煤英文名称中各单词首字母的缩写。电煅无烟煤按其理化性能分为ECA1和ECA2两个牌号。2.2理化性能电煅无烟煤的灰分、粉体电阻率、真密度等性能应符合表电煅煤理化性能的要求--元素技术与质量管理工作，发表论文1184收稿日期：2014-06-~7501。 两种不同方法检测粉末电阻率结果比较-1GS-3GS-5GS-10法样品量/g粒度/mm压力/MPa电阻率/μΩm灰分YB/T035—19923.50.315~0.43./T587.6—~200.5~1.03.0614外观质量电煅无烟煤不应有异物，粉末量由供需双方协商确定。

试验方法 (1)灰分测定按YS/T63.19的规定执行。 (2)粉末电阻率测定按YB/T035的规定执行。 (3)真密度测定按GB/T1141的规定执行。 (4)数值修约规则按GB/T8170的规定执行，与其所列的极限值一致。 (5)电煅无烟煤的外观质量采用目视法检验。 标准中灰分测定过程 铝用阴极炭块中的灰分主要是由电煅煤引入的，由此可以推断，为保证阴极炭块的灰分含量在规定范围内，电煅无烟煤的灰分含量应为7%。因此，将电煅无烟煤的灰分含量设定为7%是一个合理的范围。 电阻率的测定电阻率是电煅无烟煤生产控制的主要指标。对同一煤种，精洗煤煅烧后的电阻率与其强度成正比，电阻率越大强度越高，电阻率越低强度越低。当电煅无烟煤的电阻率小于450时，其自身强度大大降低，影响石墨阴极的强度和抗侵蚀能力，将缩短铝电解槽的使用寿命。同时，电阻率越低，电煅炉的电耗就越大。当电煅无烟煤的电阻率大于750时，石墨阴极炭块的导电性会下降，电解槽的压降会增加，电解槽的能耗也会相应增加。 因此只有当电煅无烟煤的电阻率在450～750范围内时，强度与电阻率才是石墨阴极炭块使用的最佳控制点。450～600GS-5、GS-10；~750主要用于GS-1、GS-3粉体电阻率的检测。 目前测定炭素材料粉体电阻率的方法有《YB/T035-1992》《YS/T587.6-2006》。长期以来，电煅煤生产厂家和用户大多采用前一种方法进行检测。如果选用《YS/T587.6-2006极限煅烧后石油焦粉体电阻率的测定》，整个电煅煤的评价体系将发生改变。因此本标准采用《YB/T035-1992焦炭电阻率的测定》来测定电煅无烟煤的粉体电阻率。

但这却造成了一个尴尬的局面，即目前铝用炭素原料粉末电阻率存在两种评价体系。3.3标准中测定真密度的流程3.3.1炭素材料真密度的测定方法《GB/T6155-1985分法》；《GB/T6155-2009炭素材料真密度与真孔隙率的测定方法沸腾法》；《YS/T63.分真密度的测定氦比重瓶法》，三种分析方法的结果略有不同，且氦比重瓶法的检测值高于另外两种分析方法，见附表。其中《GB/T63.炭素材料真密度与真孔隙率的测定方法沸腾法》测定方法方便、经济、操作简单。 在调查中了解到95%以上的厂家在分析电煅无烟煤真密度时均采用此方法，所以最终确定本标准采用《国标/炭素材料真密度与真孔隙率测定方法沸腾法》测定电煅煤的真密度。3.3.2真密度值同一品种的煤，石墨化程度越高，其真密度越大，真密度在一定程度上可以代表电煅煤的质量。另外，真密度值是由其资源特性决定的，不同地区原煤的真密度差异较大，真正能反映不同无烟煤煅烧质量的应该是煅烧前后真密度的差异，但这种差异在商品交易过程中是检测不到的。 根据阴极炭块产品标准中对真密度值的要求，并参考目前国内无烟煤煅烧指标的现状，真密度值定义为用不同分析方法检测出的真密度表GB/T6155—/—/T63.9真密度/（g/cm3）1.811.821.831.80g/～2200经高温处理而得，残留挥发分很少，一般不超过0.8%，0.8%以下挥发分实验误差较大，很难达到YB/T5189—2000的0.05%的重复性。较大的测试误差导致供需双方产生较多的争议，而这种争议更多的是由于测试误差而不是电煅煤质量波动引起的。

而且挥发分高的煅烧煤粉体电阻率也必然不合格。但也有专家持保留意见，认为挥发分还是应该纳入标准。考虑到此标准为推荐性标准，供需双方可以在合同中约定是否不纳入，如果直接纳入标准，很难达成共识。因此，西宁标准终审委员会在确定煅烧煤理化指标时，并未纳入挥发分指标。同样，无烟煤经过高温处理后，水分含量也很低，一般不大于0.15%，这样的水分值误差也是不可控的。供需双方更关心的是煅烧煤后期吸收的水分，煅烧煤吸收的水分与储存时间、天气等诸多因素有关，不易制定统一的标准，因此此标准中未纳入水分指标。但将水分作为交货验收的指标，还是比较现实的。