隨著電解鋁生產(chǎn)工藝改進(jìn)及節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，電解槽規(guī)格也向著大型化發(fā)展，大規(guī)格鋁電解用陰極炭塊市場需求量也同時遞增。生產(chǎn)大規(guī)格鋁電解用陰極炭塊所用原料以寧夏優(yōu)質(zhì)電鍛無煙煤、人造石墨、改質(zhì)瀝青為配伍，以提高炭塊的導(dǎo)電率、耐壓強(qiáng)度和抗鈉浸蝕能力。通過調(diào)整人造石墨在其干料配方中所占比例，用以滿足用戶對不同牌號鋁電解用陰極炭塊理化性能的需要。炭素制品生產(chǎn)中，配方在決定產(chǎn)品理化指標(biāo)、內(nèi)在質(zhì)量、過程產(chǎn)品和成品率中占有極其重要的影響因素。為此，確定鋁用陰極炭塊工作配方中固體原料的最大粒級和粒度組成是大規(guī)格高石墨質(zhì)鋁用陰極炭塊研制、生產(chǎn)的首要關(guān)鍵問題。工藝技術(shù)配方的選擇要綜合考慮產(chǎn)品的技術(shù)使用性能、生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品合格率等多方面因素。 粒度組成中用不同尺寸骨料和粉料的配合比例，生產(chǎn)不同規(guī)格的石墨質(zhì)陰極需要采用不同的粒度組成，一般使用4種顆粒，即大顆粒、中顆粒、小顆粒和細(xì)粉(磨粉機(jī)產(chǎn)出)，以便得到合適的體積密度和物理化學(xué)性能。大顆粒在物料中起骨架作用，適當(dāng)?shù)靥岣叽箢w粒的尺寸和使用比例有利于改善制品的抗熱震性和降低線膨脹系數(shù)，減少制品在焙燒和石墨化過程中產(chǎn)生的裂紋，但同時會增加制品的孔隙率及降低制品的體積密度和機(jī)械強(qiáng)度。中小顆粒和細(xì)粉的作用是填充大顆粒之間的空隙，適當(dāng)?shù)脑黾蛹?xì)粉的使用比例，有利于提高制品的體積密度和機(jī)械強(qiáng)度，而且成品加工后表面比較光滑，但是細(xì)粉使用比例過多容易導(dǎo)致制品在焙燒及石墨化過程中的裂紋概率增加。粒度組成的—般規(guī)律是大規(guī)格陰極應(yīng)用尺寸較大的骨料顆粒，并適當(dāng)減少細(xì)料的比例;生產(chǎn)不同規(guī)格的石墨質(zhì)陰極時骨料和粉料顆粒尺寸是有區(qū)別的。這些粒度組成的規(guī)律和理論來基本上來自于石墨電極生產(chǎn)工藝。 炭素原料經(jīng)煅燒、破碎、篩分、磨粉后按規(guī)定配方配料， 配方的制定既需要有—定的理論指導(dǎo)，更要依賴長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。研究配料的粒度組成必須對各種炭素原料顆粒的振實(shí)密度、顆粒壓碎強(qiáng)度系數(shù)及顆?；孛浵禂?shù)進(jìn)行測定，在此基礎(chǔ)上考慮原料配比和粒度組成。學(xué)者們對炭素制品生產(chǎn)的配料粒度組成進(jìn)行過大量的研究，提出—些粒度組成的推導(dǎo)公式，如考慮最佳物理機(jī)械性能的“最大密度法”及考慮最佳成品率的“適當(dāng)密度法”等，這些推導(dǎo)公式對指導(dǎo)生產(chǎn)有重大的指導(dǎo)意義和參考價值。 以最佳物理機(jī)械性能的“最大密度法”是美國學(xué)者莫羅佐斯基曾提出的一個炭素制品的結(jié)構(gòu)模型，即炭素制品為焦炭顆粒和黏結(jié)劑炭