【石油焦】高端针状焦：
在超高功率石墨电极领域的创新之路

01. 什么是针状焦？

针状焦是一种高性能碳素原料，有金属光泽，呈银灰色，表面纹理呈纤维状或细长针形，有滑腻触感，内部有少量大孔，一般为椭圆形，具有良好的导电、导热和抗热震性能，热膨胀系数低，在炼钢石墨电极、航空航天等领域有着极其广泛的用途，已成为近年来国内外材料领域研究的热点和要点。

02. 针状焦分为哪几类？

针状焦根据原料来源不同可分为煤系针状焦和石油系针状焦。煤系针状焦由煤焦油、煤焦油沥青或闪蒸油等原料经过高温炭化生产。石油系针状焦由乙烯焦油、减压和热裂化渣油、催化裂化油浆等原料经过高温炭化生产，由于其硫含量低、灰分低、金属含量低和易石墨化等优点，目前成为人造石墨的主要原料，但其生产成本较高，且对原料的要求较高。

03. 针状焦在不同领域有何应用？

针状焦用途主要分为三类：高功率石墨电极、特种碳素材料和锂离子电池负极材料。经由针状焦制造的高功率石墨电极可用于电炉炼钢，电炉炼钢具有污染少、能耗低等优点，在炼钢企业中迅速推广。针状焦制造的高功率石墨电极，具有热膨胀系数低、电导率高和机械强度高等优点，在电弧炉中能增效加热熔融金属。作为负极材料，针状焦作为软碳具有易石墨化、成本低等优点，经高温热处理制备成人造石墨，具有较好的循环稳定性和高比容量。

04. 石墨电极有什么性能？怎样分类？

石墨电极主要用于电弧炉炼钢、矿热电炉、电阻炉等领域。其中，由于电弧炉炼钢相比高炉炼钢更加环保，近年来各国政策都在向电弧炉炼钢行业倾斜。电弧炉炼钢规模不断扩大，拉动了对石墨电极的需求。在我国，石墨电极总用量的70%~80%被用作电弧炉炼钢用石墨电极材料。

石墨电极根据其质量指标，分为普通功率（RP）石墨电极、高功率（HP）石墨电极和超高功率（UHP）石墨电极。从构成看，普通功率石墨电极骨料均为石油焦；在HP的骨料中，石油焦和针状焦所占比例分别为70%和30%；UHP的骨料中，针状焦的比例为100 %。

其中，UHP石墨电极根据直径划分成不同牌号的产品，大直径UHP石墨电极电阻率更低、热膨胀系数更低、抗热震性能更好，在冶炼工业中既能够大幅提高电弧炉炼钢生产效率，又能够减低耗电量和电极消耗，能够有效助推能源产业绿色低碳发展。然而，UHP石墨电极直径越大，控制其热膨胀的难度也越大，对骨料针状焦的导电、导热、强度等技术指标要求越高，以维持石墨电极在使用过程中的结构均匀性和抗热震性。

05. 超高功率石墨电极的市场情况如何？

据有关机构统计，2024年，我国石墨电极产量63.77万吨。其中，普通功率石墨电极产量7.23万吨、高功率石墨电极产量19.28万吨、超高功率石墨电极产量37.26万吨，与2023年相比，全年产量增长4.9%。据预测，2025年，我国电炉钢占比将从10%提高为15%~20%。随着电炉钢产量增加，未来对超高功率石墨电极总需求将进一步上升。

企业实践

01. 大连院：为石墨电极高端化应用提供技术支撑

2007年，大连院开启针状焦的自主研发工作，彼时国产油系针状焦品质较差，直径600毫米及以上UHP石墨电极用油系针状焦依赖进口。高端油系针状焦制备技术成为制约我国电弧炉炼钢、新能源等行业快速发展的“卡脖子”难题之一。大连院针状焦研发团队于2017年形成拥有自主知识产权的“THTD催化油浆生产优质针状焦技术”。在集团公司统筹指导和资源支持下，大连院、金陵石化、广州（洛阳）工程等单位联合攻关，2020年底，15万吨/年高端石墨工业装置于金陵石化顺利落成，并稳定运行到如今，验证了大连院针状焦技术优势和可靠效能。

自2022年起，大连院针状焦研发团队一方面全力推动金陵石化针状焦品质提高，另一方面积极布局下游高端产品精细化发展。UHP石墨电极是针状焦极其重要的下游产品应用领域，大连院深入探究原料、过程、产品的结构关系，以及工艺参数与产品质量、针状焦纹理及强度等指标的关联，构建了核心工艺参数体系。2024年，采用100 %金陵石化针状焦制备的直径600毫米UHP石墨电极在国内4家钢铁厂成功应用，标志中国石化针状焦产品在石墨电极领域成功实现高端化应用。2025年，以中国石化高端针状焦为原料制造的首批直径700毫米UHP石墨电极在南通扬子碳素公司成功交付，标志中国石化针状焦产品在石墨电极领域高端化应用迈上新台阶。

02. 金陵石化：生产高端针状焦产品满足客户需求

金陵石化积极打造高端碳材料“专精特新”产业链，将针状焦作为践行“油转特”战略的亮点产品。该公司根据新工艺、新技术特点，在大连院的共同努力下，成立高端碳材料研发机构，形成“研发-生产-销售”一体化攻关团队，每日派专人进行产品采样，对比分析每塔产品质量数据，根据分析结果有针对性地开展研讨，精细调整参数细节，并固化运行要求，攻克了原料性质不稳，针状焦粉焦量高、纹理差、硬度不高、含水率高等九大技术难题，针状焦纹理日渐清晰，硬度、哈式可磨指数等关键指标能够根据下游客户要求定制化调整。

2021年1月，中国石化首套自主研发设计的高端石墨装置在金陵石化成功产出合格产品，实现中国石化连续稳产高端针状焦产品零的突破。2022年，针状焦煅烧合资项目在江苏连云港建成投产。2024年，煅后针状焦生产的直径600毫米超高功率石墨电极在钢厂试用成功，负极材料用针状焦克容量等关键指标比肩国外进口高端针状焦产品。今年5月14日，采用金陵石化煅后针状焦生产的首批直径700毫米超高功率石墨电极产品在南通扬子碳素公司成功交付。

03. 炼油销售公司：产销协同助力石化高端材料国产化

2024年，炼油销售公司通过资源整合和优化配置，推动技术协同和质量提高，累计销售针状焦产品逾12万吨。

该公司发挥产业链协同优势，整合金陵石化等上游炼厂的优质原料资源，通过科学的供需匹配机制，为下游头部企业供应高端针状焦产品。同时，建立“生产-加工-应用”全链条技术协作体系：一方面将下游石墨电极制造企业的工艺需求反馈给炼厂，指导针状焦产品指标持续优化；另一方面联合实验室，共同攻克减低CTE（热膨胀系数）等行业技术难题，显著提高国产针状焦的品质稳定性。

此外，该公司积极构建覆盖钢铁行业的立体销售网络，推动金陵石化针状焦制品成功进入龙头企业供应链。通过收集终端用户对电极断裂率、吨钢消耗等关键指标的反馈，形成市场需求-产品改进-价值提高的良性循环。该公司还创立“产能锁定+联合研发”合作模式，与上下游企业建立长期战略伙伴关系，为石化高端材料国产化提供可复制的产销协同样板。目前，该公司正探索将炼厂低碳工艺与下游碳足迹追溯系统对接，既能保障产业链稳定运行，又为行业绿色转型提供了创新实践。

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