随着铝电解工业的发展，电流越来越大、从180KA到230KA、直到300-350KA，国外甚至达到500KA，电解槽大型化是铝工业发展的必然趋势，电解槽的大型化对铝用阴极的质量要求也就越来越高，对铝用阴极的导电率、强度、孔隙度、真密度、灰份等等指标要求越来越严格，如何优化各项指标，同时又能提高槽寿命是铝用阴极制品的当务之急。 在电解铝工业飞速发展的同时，我国的铝用炭素工业也取得了较大的进步，主体生产企业的技术装备水平已达到或接近国际先进水平，但铝用阴极制品工业也面临着发展中的新问题，主要体现在三个方面：首先，国内在铝用阴极制品的研究方面跟不上铝工业发展的步伐；其次，国内阴极制品的电阻率、真密度、抗钠侵蚀性能、抗热震性、气孔率、抗压强度、电解膨胀率和国外先进阴极制品相比还存在差距；最后，电解槽寿命与国外先进水平比差距较大，我国的平均槽寿命为1000-1200天，而国外的先进水平在3000天左右。针对国际上先进的铝用阴极制品的指标，特别是法国沙瓦公司的牌号为HC3、HC5、HC10及G和K系列产品的先进理化指标、实际的使用效果和较高的槽寿命，从中受到启示，公司从2004年开始进行高石墨质铝用阴极制品的研究，本课题就来源于此次高石墨质铝用阴极制品的开发项目。 因为石墨在导电、灰份、真密度及晶体结构等方面卓越的性能，给阴极制品工业很大的启示，开发高石墨质、全石墨质、甚至石墨化阴极制品就成为铝电解工业的一种趋势。本科题2004年5月开始在我公司进行研究，首先进行的是理论研究、文献查新、实验室研究、确定实验用配方三个GS-5-1、GS-5-2、GS-5-3，然后进行了工艺适应性研究、工业性实验，通过长达2年的研究，在我公司现有的实验设备(容重试验设备、抗钠分析设备等)，并在现有生产设备：能煅烧到2000℃左右的电气煅烧炉；破碎及筛分设备；2400升混捏锅；凉料机；带真空脱气的3000T立捣卧压成型机； 32室带盖环式焙烧炉；加工锯床、铣床进行工业实验，试制的三个配方产品平均检测理化指标达到灰份3.17％、真密度2.04g/cm<3>、体积密度1.58g/cm<3>、气孔率20.06％、抗压强度27.82Mpa电阻率22.8 μΩ m电解膨胀率0.52％，全面完成研制目标要求。 通过研究发现，在我公司炭素厂现有的工艺流程及设备基础上，采用改质沥青调质技术，可以提高析焦率和改善制品性能；雾化水直接冷却凉料调控技术，可以使凉料更为均匀，更适宜于成型；超高温煅烧技术，可以降低煅后煤的比电阻；超高温焙烧技术，可以改善制品的电阻率理化指标。在不作半石墨化和石墨化工艺处理的条件下，进行GS-5高石墨质阴极炭块的研制，产品性能指标达到国外同类产品HC5的水平。同时在电解槽上试用，取得了较好的效果，不论是电流效率和槽先期破损状况与BSL-1(半石墨质炭块)相比都有较大程度的改观。