针状焦

针状焦是制造高级石墨电极的主要原料。其按原料不同分为油系和煤系两种。以石油重油为原料生产的针状焦为油系，以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。两种针状焦生产工艺不完全相同，但用途基本相同。从外观看，有明显的条纹，焦块内的空隙是均匀定向呈细长椭圆形，当碰撞时焦块碎裂成针状化。针状焦致密如纤维状，又称优质焦，它在性质上与海绵焦有显著差别，具有密度高、强度高、热膨胀系数低等特点，在导热、导电、导磁和光学上都有明显的各向异性。

美国在50年代后期首先掌握了石油系针状焦的生产技术。由于石油加工趋向催化裂化等轻质化深加工方向发展，致使油系针状焦原料减少。加之70年代两次石油危机，更使人们感到原料供应的不稳定。于是，70年代以来，日本、德国等国家均致力于开发煤系针状焦技术。1979年，日本煤系针状焦已实现工业化规模生产，形成油系、煤系针状焦共存的现象。全球针状焦目前年产能大约在100多万吨，集中在美国、日本和英国。

石油针状焦是生产超高功率和高功率石墨电极的重要原料之一。石墨电极主要用于电炉炼钢，其生产和发展取决于电炉炼钢的发展。由于超高功率电炉炼钢从普通功率和高功率电炉在炼钢时间方面比原来缩短一半，可减少电极消耗29%（一般从吨钢耗电极7千克减为5千克），同时可节能30%，从而使得超高功率电炉正逐渐发展到全部替代高功率电炉。目前世界上针状焦年产量已达130万吨左右，并为美国所垄断，由于针状焦生产对原料要求严，生产技术保密，致使针状焦产量增长缓慢，从国外进口针状焦，最早是400到500美元一吨，目前价格是1600美元一吨，上涨近三倍。目前我国主要从美国、日本和英国进口。

我国进入上世纪九十年代以后，短流程电炉钢已占钢总产量近20％。近年来，随着钢铁工业调整产品结构力度的加大，电炉钢特别是大吨位电炉钢生产急需大规格超高功率石墨电

极。但作为生产石墨电极的主要原料针状焦长期以来却一直依赖进口，制约了我国炭素行业的发展。中国电炉钢年产量以8.75％的速度递增，2004年消耗电极35万吨，2005年消耗在40万吨左右，目前年消耗量近50万吨。我国现有75吨以上的电炉50多台，最大的160吨，电炉钢总产量在4000多万吨。年需要大规格超高功率电极6万吨左右，国内进口大规格超高功率电极从2000年开始，每年在2万吨左右。国内能生产超高功率石墨电极的企业有吉林炭素、方大炭素（原兰州炭素）、南通炭素、大同炭素等，加起来不到2万吨，满足不了电炉钢发展的需要。我国的大规格超高功率石墨电极基本靠进口解决。进口此类电极，2000年时每吨价为2500美元，但后来价格不断上涨，到2006年已达到4500美元一吨，目前有突破5000

美元一吨的可能。生产大规格超高功率石墨电极离不开高质量的针状焦，随着市场对大规格超高功率石墨电极需求量的增加，针状焦产品的市场需求量也将逐年增加。我国针状焦生产虽已初步工业化，但其产品的性能仍不能满足生产大规格超高功率石墨电极的要求。我国目前针状焦年需求量约12万吨，但目前产能只有约5～6万吨，专家预测到2010年，针状焦需求量将突破28万吨。由于针状焦资源不足，针状焦进口价格大幅上扬，使各类炭素企业生产成本大幅上升，针状焦国产化迫在眉睫。我国针状焦开发始于1983年，中石化股份公司石油化工科学研究院及中钢热能有限公司等科研单位在攻关针状焦方面断断续续也有20多年时间，近年来，他们通过半工业试验破解了一系列技术难题，在针状焦技术开发上取得重大突破。我国目前超高功率和高功率石墨电极产量估计为6～7万吨，相应需煅烧后针状焦（熟焦）5.5～6.5万吨，目前国内除有2家(山东济宁焦炭厂、辽宁鞍山红旗化工厂)共计1～2万吨/年煤系针状焦生产能力外，还有中国石油天然气股份公司锦州石化分公司、中国石化股份公司安庆石化分公司、山东海化集团具有生产石油针状焦的工业装置，上述三企业的装置采用的均是中石化股份公司石油化工科学研究院（下称石科院）针状焦技术，目前仅

锦州石化分公司的针状焦装置正常生产。锦州石化分公司于1995年10月利用石科院第一代针状焦技术建成投产的一套10万吨（原料）/年针状焦装置，设计年产4万吨针状焦（生焦）。装置投产几年来，其针状焦产品逐渐被市场认可，主要产品质量指标如热膨胀系数CTE等与日本水岛焦相当，针状焦年产量由开工初期的几千吨到2000年的近1.5万吨。但是，针状焦也存在如强度小及粉焦含量多，特别是质量的稳定性差等问题。锦州石化分公司2003年利用石科院第二代针状焦技术对10万吨（原料）/年针状焦装置进行改造，改造后针状焦质量克服了上述不足，其每年的产量接近4万吨，价格达8000～12000元／吨（熟焦）。

山东菏泽德泰化工有限公司采用洛阳石化工程公司炼制研究所专利（专利号： ZL2005 1 0114740.9）技术建设的100万吨/年油浆芳烃抽提装置已经顺利投产，该装置把催化裂化装置的油浆经过减压分离切除沥青质和催化剂后得到的产品中，三环以上的芳烃（重芳烃）大致占35~50%，其余基本上是烷烃，符合做针状焦优质原料的有40万吨，投资建设一套10万吨/年的针状焦装置原料完全可以自给，采用中石化股份公司石油化工科学研究院的专利技术，生产工艺成熟，产品面向国内市场，部分进行出口。

单位产品生产成本估算表单位：元