大型焙燒爐的改進(jìn)與工藝優(yōu)化

摘要：鋁用炭陽極焙燒爐屬于鋁用炭素行業(yè)的大型綜合類設(shè)備，一次性投資大，加之建設(shè)及烘爐時(shí)間，總共長達(dá)半年多時(shí)間，一旦停產(chǎn)重建勢必消耗大量資金。本文通過改進(jìn)焙燒爐結(jié)構(gòu)和優(yōu)化工藝，降低了炭塊焙燒的生產(chǎn)成本，延長了焙燒爐使用壽命。

關(guān)鍵詞：焙燒爐結(jié)構(gòu);優(yōu)化工藝;生產(chǎn)成本;使用壽命

1概述

在鋁用炭素行業(yè)中，焙燒工序是預(yù)焙陽極生產(chǎn)成本最昂貴的環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)在能耗成本與日常維護(hù)費(fèi)用。焙燒爐的狀況會(huì)直接影響到焙燒質(zhì)量、能耗水平和凈化負(fù)荷，無形之中增加了生產(chǎn)成本，所以焙燒爐的管理工作顯得尤其重要，某公司的72室環(huán)式敞開式大型焙燒爐，每個(gè)爐室15條火道，14個(gè)料箱，料箱凈空尺寸：5858mm×780mm×6100mm，年設(shè)計(jì)產(chǎn)能34萬噸。

2焙燒爐主體改變

2.1焙燒爐大小改變

72室環(huán)式敞開式焙燒爐配備4個(gè)燃燒系統(tǒng)、4臺(tái)多功能天車、2臺(tái)夾塊天車、6臺(tái)堆垛天車、2編解組系統(tǒng)和1臺(tái)凈化脫硫系統(tǒng)，年設(shè)計(jì)產(chǎn)能34萬噸。

與同等產(chǎn)量的幾臺(tái)焙燒爐對(duì)比，大型焙燒爐不但投資小、設(shè)備利用率高，系統(tǒng)過連通火道的次數(shù)也少，質(zhì)量穩(wěn)定，能耗也比較少。

2.2焙燒爐爐體結(jié)構(gòu)改變

72室敞開式環(huán)室焙燒爐摒棄以前的大小雙火道蓋（大小蓋），采取直徑Φ80小口徑觀火孔，只有一種火道蓋，在5p、6p、1C保溫階段，減少了火道熱量的散失，提高了火道內(nèi)的保溫效果，減少了燃料的消耗，另外小火道比以前大小火道蓋配置成本更低。

改變以前傳統(tǒng)火道孔上放排煙架的配置方式，把排煙架放在橫墻火井上的配置模式，降低了凈化風(fēng)機(jī)頻率，節(jié)省了電耗。

2.3焙燒爐筑爐材料改變

以前焙燒爐噴火口處，火道墻容易燒壞并引起火道墻過早變形，影響了裝出爐的質(zhì)量，限制了焙燒爐的使用壽命，現(xiàn)在焙燒爐在上下游噴火口處的耐火磚均采用紅柱石磚，（普通磚耐火溫度1400℃，紅柱石耐火磚是1700℃）耐火材料改變，火道墻不容易燒變形和開裂，延長了火道墻使用壽命，減小維護(hù)成本，降低了生產(chǎn)成本。

3做好密封工作，優(yōu)化工藝操作

3.1加強(qiáng)預(yù)熱區(qū)的密封

①密封區(qū)使用雙排插板、第一預(yù)熱區(qū)采用塑料膜密封，不但減少冷空氣進(jìn)入爐室造成熱量損失，降低了燃料消耗，還有效地降低了負(fù)壓損失，根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，密封前后火道負(fù)壓相差在20Pa以上。

②加強(qiáng)加熱爐室和第1冷卻爐室的密封

密封前，熱電偶底座和噴嘴與澆注料塊按觸不嚴(yán)實(shí)有空隙，火道內(nèi)的負(fù)壓容易將冷空氣帶入火道，降低了熱電偶測量的真實(shí)溫度值，部分熱量也會(huì)從這些空隙中散失，誤導(dǎo)燃燒架為了追趕目標(biāo)溫度而大量噴氣，損失了大量燃料。在加熱爐室，我們將陶瓷纖維毯裁成直徑200mm的圓型狀，并墊到熱電偶底座和噴嘴下面見圖3、圖4，減少了冷空氣進(jìn)入，降低了熱量損失，達(dá)到減少燃料的消耗。

③加強(qiáng)加熱爐室的料箱、火道、橫墻和連通火道的密封，見圖5、圖6。

3.2火焰系統(tǒng)過連通火道時(shí)采用雙排煙架操作方式

72室敞開式環(huán)式焙燒爐，兩側(cè)各36個(gè)爐室，兩頭由連通火道連通。由于每個(gè)爐室有14個(gè)料箱15條火道，連通火道比小型焙燒爐長的多，火焰系統(tǒng)過連通火道時(shí)溫度影響大，為了消除這種影響，我們采取雙排煙架的操作方法，加大火道負(fù)壓，加快熱量抽到另一側(cè)，讓37、1號(hào)爐室揮發(fā)分盡量按照正常工藝要求排出和燃燒起來，適當(dāng)加快升溫速率，逐步消除連通火道帶來的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)火道溫度按時(shí)達(dá)到保溫溫度和保溫時(shí)間。

3.3火焰系統(tǒng)采用六七室運(yùn)行方式

六七室運(yùn)行就是在火焰系統(tǒng)運(yùn)行半個(gè)火焰周期后，提前移動(dòng)排煙架，加熱爐室由六個(gè)增加到七個(gè)，1個(gè)火焰周期結(jié)束后正常移燃燒架和冷卻架，加熱爐室由七個(gè)又回到六個(gè)爐室，這樣做的目的可以提前預(yù)熱，提高4P的目標(biāo)溫度，也提高陽極最終溫度和保溫時(shí)間，陽極的理化指標(biāo)也有所提高。

3.4噴氣功率調(diào)節(jié)

該大型焙燒爐明火加熱爐室的火道溫度也是采用熱電偶測量的，其測量位置也設(shè)置在火道A孔，所測量的溫度為火道中深1.15米處的煙氣溫度，火道煙氣溫度不但受負(fù)壓、燃料供應(yīng)量的影響，在下游爐室的火道溫度也受上游爐室火道溫度和燃料供應(yīng)量的影響，如果負(fù)壓和燃料供應(yīng)量不恰當(dāng)，火道中會(huì)出現(xiàn)燃料過?；虿蛔愕默F(xiàn)象，火道中的溫差會(huì)加大，造成了燃料浪費(fèi)還不利于產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)過程中，我們根據(jù)火道溫度的測量結(jié)果，通過反復(fù)試驗(yàn)，確定了4、5、6P燃燒架上下游噴氣功率的配比，使火道上下游的溫度更均勻，產(chǎn)品理化指標(biāo)更好。

3.5冷卻架閥門開度調(diào)節(jié)

在火焰系統(tǒng)冷卻過程中，由于邊火道溫度偏低，中間火道溫度偏高的因素，為了火道溫度在冷卻過程中相對(duì)均勻狀態(tài)，我們根據(jù)測量結(jié)果，分別對(duì)鼓風(fēng)架和強(qiáng)制冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)門進(jìn)行了調(diào)整，不但有利于提高焙燒爐的使用壽命還消除了火道溫差對(duì)炭塊造成的負(fù)面影響。

3.6階梯垂直裝出爐

為了延緩焙燒爐火道的變形，在焙燒爐開始裝爐時(shí)，我們就采取先從兩側(cè)邊料箱并依次往中間裝的操作方式，出爐時(shí)則從中間向兩邊出，焙燒爐經(jīng)過5年多的生產(chǎn)運(yùn)行，大部分火道墻變形不大。

4結(jié)論

做好爐室的密封和爐面保溫工作是爐面管理工作的組成部分，并且延長焙燒爐的使用壽命，減緩火道的變形至關(guān)重要，不斷的優(yōu)化焙燒工藝，提高陽極的理化性能和降低燃料消耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]《鋁電解用炭素材料技術(shù)與工藝》.冶金工業(yè)出版社，2012.

作者簡介：董志軍，男，漢族，甘肅張掖人，助理工程師，從事鋁用預(yù)焙陽極生產(chǎn)管理工作。