東莞作為國(guó)內(nèi)石墨電極重要生產(chǎn)基地，短流程生產(chǎn)工藝通過(guò)整合工序、優(yōu)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)效率提升與成本降低。以下從工藝特點(diǎn)、技術(shù)突破、應(yīng)用案例及發(fā)展趨勢(shì)四個(gè)維度展開(kāi)分析。

一、短流程生產(chǎn)工藝的核心特點(diǎn)

（一）工序整合：從"五段式"到"三段式"

傳統(tǒng)工藝需經(jīng)原料預(yù)處理→成型→焙燒→浸漬→石墨化五段流程，而短流程工藝將其整合為原料預(yù)混→一體成型→快速石墨化三段：

原料預(yù)混：將針狀焦、石油焦與黏結(jié)劑（煤瀝青）在高速混合機(jī)中完成破碎、篩分與配料，粒度控制精度達(dá)±2μm（傳統(tǒng)工藝±5μm）。

一體成型：采用等靜壓-振動(dòng)復(fù)合成型機(jī)，同步完成坯體致密化與形狀成型，密度均勻性提升15%（傳統(tǒng)工藝僅等靜壓成型）。

快速石墨化：通過(guò)內(nèi)熱串接爐實(shí)現(xiàn)"焙燒-石墨化"連續(xù)作業(yè)，溫度從1200℃直接升至2800℃，周期縮短至24小時(shí)（傳統(tǒng)工藝需48小時(shí)）。

（二）設(shè)備創(chuàng)新：模塊化與智能化

模塊化生產(chǎn)線：將破碎、混合、成型設(shè)備集成于移動(dòng)平臺(tái)，可快速切換產(chǎn)品規(guī)格（如Φ200mm-Φ600mm電極），換型時(shí)間從8小時(shí)壓縮至2小時(shí)。

智能控制系統(tǒng)：部署PLC與傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力（±0.1MPa）、溫度（±5℃）、粒度（D50±1μm）等參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整工藝參數(shù)。

二、短流程工藝的技術(shù)突破

（一）原料預(yù)處理技術(shù)

低溫破碎：采用液氮冷卻（-196℃）使焦料脆化，破碎能耗降低30%，粒度分布更集中（D50=12μm vs 傳統(tǒng)15μm）。

在線檢測(cè)：安裝激光粒度儀與灰分分析儀，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋至混合機(jī)，動(dòng)態(tài)調(diào)整配料比例，成分波動(dòng)率從±0.5%降至±0.2%。

（二）成型技術(shù)

復(fù)合壓力場(chǎng)：等靜壓（200MPa）與振動(dòng)（50Hz）同步作用，坯體密度達(dá)1.75g/cm3（傳統(tǒng)等靜壓1.70g/cm3），孔隙率降低至8%。

3D打印輔助：對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)電極（如帶螺紋接頭），采用選擇性激光燒結(jié)（SLS）打印模具，開(kāi)發(fā)周期從45天縮短至15天。

（三）石墨化技術(shù)

內(nèi)熱串接爐：通過(guò)電極自身電阻發(fā)熱，能耗從8000kWh/噸降至5000kWh/噸，溫度均勻性±10℃（傳統(tǒng)爐±30℃）。

抗氧化涂層：在石墨化前噴涂硼化鈦（TiB?）涂層，氧化起始溫度提升至800℃（未涂層600℃），直徑損失率從2%降至0.5%。

三、東莞企業(yè)應(yīng)用案例

（一）案例1：東莞A公司短流程生產(chǎn)線

工藝優(yōu)化：將傳統(tǒng)五段流程整合為三段，生產(chǎn)線長(zhǎng)度從120米縮短至60米，占地面積減少50%。

效益提升：

生產(chǎn)周期：從15天壓縮至7天，年產(chǎn)能提升40%（達(dá)2萬(wàn)噸）。

成本降低：能耗下降35%，人工成本減少20%，綜合成本降低18%。

質(zhì)量提升：電阻率從8μΩ·m降至6.5μΩ·m，抗折強(qiáng)度從15MPa提升至18MPa。

（二）案例2：東莞B公司快速石墨化實(shí)踐

技術(shù)改進(jìn)：采用內(nèi)熱串接爐替代艾奇遜爐，配套智能溫控系統(tǒng)（分階段升溫：300℃/h至300℃，50℃/h至800℃，30℃/h至2800℃）。

效果驗(yàn)證：

石墨化周期：從48小時(shí)縮短至24小時(shí)，設(shè)備利用率提升100%。

產(chǎn)品質(zhì)量：d002間距從0.3360nm優(yōu)化至0.3354nm，石墨化度達(dá)98%（傳統(tǒng)工藝95%）。

四、短流程工藝的發(fā)展趨勢(shì)

（一）連續(xù)化生產(chǎn)

技術(shù)方向：開(kāi)發(fā)"原料-成型-石墨化"全連續(xù)生產(chǎn)線，通過(guò)傳送帶與機(jī)械手實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)流轉(zhuǎn)，減少人工干預(yù)。

預(yù)期效益：生產(chǎn)周期再壓縮30%，能耗降低20%，適用于大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化電極生產(chǎn)。

（二）數(shù)字化管控

AI質(zhì)量預(yù)測(cè)：基于歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，預(yù)測(cè)焙燒裂紋風(fēng)險(xiǎn)（準(zhǔn)確率90%）、石墨化缺陷（準(zhǔn)確率85%），提前調(diào)整工藝參數(shù)。

數(shù)字孿生：構(gòu)建虛擬生產(chǎn)線，模擬不同工藝條件下的產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化方案迭代周期從30天縮短至7天。

（三）綠色制造

余熱回收：利用石墨化爐余熱（約800℃）發(fā)電，滿足生產(chǎn)線30%用電需求，年減排CO? 5000噸。

廢料循環(huán)：將焙燒廢氣中的瀝青回收，重新作為黏結(jié)劑使用，原料利用率提升至98%。

結(jié)語(yǔ)：東莞石墨電極短流程生產(chǎn)工藝通過(guò)工序整合、設(shè)備創(chuàng)新與技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)了效率、成本與質(zhì)量的協(xié)同優(yōu)化。未來(lái)，隨著連續(xù)化生產(chǎn)、數(shù)字化管控與綠色制造技術(shù)的深化應(yīng)用，東莞將進(jìn)一步鞏固其在全球石墨電極市場(chǎng)的技術(shù)領(lǐng)先地位，為新能源、冶金等行業(yè)提供更高性能、更低成本的電極產(chǎn)品。                http://www.shimodianji88.com/