1 绪论 1
1.1 碳 1
1.1.1 碳的形成 1
1.1.2 碳的发现简史 1
1.1.3 碳元素的基本性质 1
1.1.4 碳的存在形式与用途 3
1.2 炭素材料 8
1.2.1 炭和碳的区别与使用 8
1.2.2 炭素材料的定义与分类 8
1.2.3 典型炭素材料的性质与用途 9
1.3 铝用炭素材料 12
1.3.1 铝用炭素材料的分类 12
1.3.2 铝电解用炭素阳极 13
1.3.3 铝电解用炭素阴极 17
1.4 铝电解用炭素材料在炼铝生产中的消耗 24
1.4.1 铝电解用炭素阳极消耗 25
1.4.2 铝电解用阴极的消耗 26
1.5 铝电解用炭素厂的建设与设计原则 27
2 铝电解用炭素制品的原料及物理化学性能 29
2.1 概述 29
2.2 铝电解用炭素制品的原料和辅助原料 29
2.2.1 石油焦 29
2.2.2 沥青焦 34
2.2.3 煤沥青 34
2.2.4 冶金焦 38
2.2.5 电煅煤 38
2.2.6 无烟煤 39
2.2.7 天然石墨 40
2.2.8 炭黑 42
2.2.9 石墨碎 42
2.2.10 煤焦油 43
2.2.11 蒽油 44
2.2.12 人造树脂 44
2.3 铝电解用炭素制品的物理化学性能 45
2.3.1 物理性能 45
2.3.2 化学性质 49
3 铝电解用预焙炭阳极制造技术与工艺 50
3.1 概述 50
3.1.1 铝电解用预焙炭阳极生产工艺流程 51
3.1.2 铝电解用炭阳极生产物料平衡 51
3.2 原料的配料与预破碎 53
3.2.1 原料的储备 53
3.2.2 原料的配料与预破碎 54
3.3 石油焦的煅烧 55
3.3.1 煅烧的目的 55
3.3.2 煅烧过程中的物理化学变化 57
3.3.3 煅烧工艺技术与设备 59
3.4 沥青熔化 77
3.4.1 连续快速沥青熔化工艺流程 78
3.4.2 熔化槽熔化沥青 78
3.4.3 黏结剂——沥青的选择 79
3.5 破碎和筛分 80
3.5.1 破碎和筛分工艺流程 80
3.5.2 破碎与破碎设备 82
3.5.3 制粉与制粉设备 86
3.5.4 筛分与筛分设备 95
3.5.5 中碎筛分系统的产量与控制 99
3.6 配料 101
3.6.1 配料方的编制与配料操作 101
3.6.2 骨粒度组成的选择 103
3.6.3 生产返回料的配料 104
3.6.4 沥青配料 104
3.6.5 配料用设备与操作 105
3.7 混捏 106
3.7.1 混捏的目的与原理 106
3.7.2 混捏方法与设备 108
3.7.3 混捏工艺技术与影响混捏质量因素 114
3.8 成型工艺与设备 118
3.8.1 成型的目的与方法 118
3.8.2 振动成型设备与工艺 118
3.8.3 挤压成型设备与工艺 125
3.9 焙烧工艺技术 131
3.9.1 焙烧的工艺过程与目的 131
3.9.2 焙烧原理及过程 133
3.9.3 生阳极炭块在焙烧过程中的物理化学性能的变化 137
3.9.4 焙烧设备与工艺技术 141
3.9.5 影响阳极焙烧质量的因素 158
3.9.6 焙烧用填充料 162
3.9.7 焙烧阳极产生废品的原因分析 164
3.9.8 焙烧工序的节能与烟气净化 168
4 铝电解用阴极制造技术与工艺 176
4.1 概述 176
4.1.1 铝电解用炭素阴极材料发展简史及其作用 176
4.1.2 我国铝用阴极制品生产基本现状 177
4.2 铝电解用阴极材料的分类与评价 178
4.3 铝电解用炭素阴极生产用原料及工艺流程 180
4.3.1 铝电解用炭素阴极生产用原料 180
4.3.2 铝电解用炭素阴极生产工艺流程 180
4.4 原料煅烧 182
4.4.1 无烟煤煅烧的目的和方法 182
4.4.2 煅烧无烟煤过程中的物理化学变化 183
4.4.3 电煅烧炉（electric calciner） 184
4.5 原料的破碎、筛分、配料、混捏 187
4.6 阴极成型工艺与设备 188
4.6.1 挤压成型设备与工艺 189
4.6.2 模压成型设备与工艺 190
4.6.3 振动成型设备与工艺 191
4.7 炭阴极焙烧与浸渍 193
4.7.1 焙烧 193
4.7.2 浸渍 193
4.8 石墨化 202
4.8.1 石墨化的目的 202
4.8.2 石墨化的基础理论 204
4.8.3 石墨化阴极生产工艺的发展 211
4.8.4 石墨化阴极生产的设备及工艺技术 212
4.9 铝电解用阴极块的加工 221
4.9.1 我国现行不同阴极块加工精度要求 222
4.9.2 我国现行阴极块加工技术 223
4.10 炭素阴极生产的环境保护 224
4.10.1 阴极生产中主要的污染源和污染物 225
4.10.2 炭素阴极厂设计采用的环境保护标准 225
4.10.3 环境保护措施 225
5 生产技术管理与检测技术 228
5.1 主要技术经济指标的计算方法 228
5.1.1 主要技术及消耗指标 228
5.1.2 质量指标 230
5.2 原材料及产品的取样技术规范 231
5.2.1 原煤、焦炭、无烟煤、石油焦、沥青焦、煤沥青、人造石墨、重油、煤焦油 231
5.2.2 铝用炭素材料取样方法（YS/T 62—2005） 236
5.3 铝用炭素分析方法标准 237
5.3.1 铝用炭素原料分析方法 237
5.3.2 铝用炭素制品的分析方法 251
5.4 国际铝用炭素原料检测标准及ISO标准总汇 265
6 铝电解用阳极和阴极生产技术的进展及行业可持续发展 270
6.1 铝电解用阳极和阴极生产技术的进展 270
6.1.1 惰性阳极的研究问题 270
6.1.2 新型阳极的开发与应用 271
6.1.3 石墨化阴极和高石墨质阴极及其应用 271
6.1.4 异型阴极炭块的开发与应用 273
6.1.5 复合阴极材料的开发与应用 273
6.1.6 新型侧部材料的开发与应用 275
6.1.7 新型加工设备的开发与应用 277
6.1.8 资源综合利用新技术 277
6.2 铝电解用炭素材料行业存在的主要问题 280
6.2.1 资源问题 280
6.2.2 生产能耗问题 281
6.2.3 产品质量问题 281
6.2.4 工艺与装备水平问题 282
6.2.5 环保问题 282
6.2.6 资源综合利用问题 283
6.3 铝电解用炭素材料行业的可持续发展 283
6.3.1 原料资源的发展与解决 284
6.3.2 大力推广节能技术的应用并不断开发新技术 285
6.3.3 工艺技术与装备的改进技术 286
6.3.4 推广应用成熟环保技术和开发新的环保技术 287
参考文献 288