铝业碳素回转窑实收率低的原因分析及改进措施

雷青

摘 要：本文对影响青铜峡铝厂回转窑煅烧实收率的部分因素进行了较为详细的分析，并依据生产实际.提出了有效的改进措施。

关键词：回转窑;煅烧实收率;原因分析;改进措施

煅烧石油焦是铝电解用炭素预焙阳极生产必须的大宗原料，煅烧石油焦主要采用回转窑、罐式炉、电热煅烧炉等煅烧方式进行生产。比较而言，回转窑具有结构简单、投资少、产量大且能连续生产的特点，但也存在煅烧实收率低的明显缺点。而煅烧实收率如果能提高1%，按照目前煅烧焦生产成本计算，吨煅烧焦成本可节约10～15元左右，对于一个年产15万t的电解铝厂，年可节约成本80～120万元左右，经济效益可观。因此，切实结合大规模铝电解工业生产实际，采取有效措施来提高煅烧实收率，对铝电解企业具有重大实际生产意义。

1 煅烧实收率状况

以青铜峡某铝厂（下简称A铝厂）现使用的二台

规格为φ2.2×45m回转窑为例，历年来煅烧实收率一直在72%左右徘徊，远远达不到目前行业领先指标74%。

2 影响煅烧实收率的原因

2.1 石油焦水份过高影响实收率

石油焦经高温煅烧，水分基本被排完，因此.石

油焦实际水分含量每增大1% ，就意味着煅烧实收率将下降1%;同时，石油焦中水分在高温下被快速汽化成大量过热水蒸汽从物料内部排除，不但造成物料易破碎、孔隙度增大，也增加了窑尾总排烟量，增大了物料抽走量，A铝厂目前水分含量9.6%，远远高于进厂质量指标。

2.2 石油焦挥发分含量偏高

挥发分作为一种可利用的高热值燃料，用来提高煅烧带温度和降低天然气消耗是非常必要的。通过A铝厂回转窑长期生产表明，石油焦挥发分含量控制在10% ～10.5%较为理想。若石油焦挥发分含量偏大，经高温煅烧后将基本被排完，这意味着超出理想范围的挥发分百分含量每增加1%，煅烧实收率将下降1%，将严重影响煅后料实收率。

2.3 石油焦粒度偏细

石油焦粒度越细，则其在窑内与热气流接触燃烧的总表面积大幅度增加，其燃损就会增加;其次，石油焦粒度越细，则燃烧带火苗越低，煅烧温度也越低，且煅烧带易发生前移，为确保煅烧带温度及位置，不得不加大空气、天然气用量和窑头窑尾负压，造成炭质物料烧损和粉料抽走量增加，煅烧实收率大幅下降。以前国内、外对石油焦粒度尚无明确的指标要求，A铝厂所进石油焦普遍存在粒度偏细问题，其曾在2015年12月对进厂石油焦做过粒度分析，其中，小于5mm料占石油焦总量的60%以上。石油焦偏细不但影响煅烧实收率，也影响成型平衡生产及配料的稳定性，造成焙烧废品几率增加。

2.4原料上料前未进行配料和筛分

可以看出A铝厂所进石油焦偏细，在实际生产中，大于70mm的石油焦只占物料总量的10% ～l5%左右， 85% ～90%的石油焦不需要破碎，由于格筛堵塞等原因，部分小颗粒石油焦再次被破碎成更碎的小颗粒及粉料，导致煅烧实收率下降.

2.5 除尘粉不能有效回收利用

在回转窑正常生产时，除尘器通过引风机产生风量，将粉尘送到除尘器体内，含尘气流在除尘器内部做旋转运行时，尘粒在离心力的作用下，克服阻力被甩至器壁并在器壁附近逐渐到浓缩，直此含尘浓度超过尘气的荷载能力时，便从尘气中分离出来，达到除尘的目的。细小的微粒粉尘，随气流切入水膜除尘筒体中，粘附在筒体内壁，随着水流从除尘器底部排走进行沉淀。

2.6二三次风风嘴对物料流动的阻力。

A铝厂现使用回转窑配备有二三次风风嘴10个;风嘴位于窑体内部，呈“1”字型排列，与物料运行方向形成90度切角， 影响物料移动速度;物料在窑内停留时间过长，烧损过大，造成实收率下降。

2.7 员工业务水平低，操作不合理

目前，各铝厂一般对煅烧焦的常规考核指标是电阻率（≤600μ.Ω.m，真密度≥2.02g/cm ），而对煅烧实收率完成情况未做任何明确规定。一线职工为完成煅烧焦电阻率、真比重指标时，在煅烧各项工艺参数均有富裕的调整条件时不能进行合理操作。

3 对策与建议

3.1 严格进厂石油焦指标

特别是控制石油焦水分、挥发分含量，尽量选购粒度大、粉焦量少的石油焦。

3.2 加强与改进煅前石油焦的预处理

针对不同厂家石油焦粒度、水份、挥发分不同的特点，A铝厂建立严格的石油焦分仓堆放搭配带料管理制度，按照物料指标情况，对不同厂家石油焦进行掺配，掺配后的石油焦带入回转窑进行使用，稳定了煅烧工艺及煅后料质量，做到预处理。

3.2.1建立原料格筛清理制度

筛孔规格为70×70mm的吊挂式格筛，是将大于70mm物料导入石油焦对辊破碎机进行破碎，而小于70mm筛下物料不经破碎而直接导入地坑送料皮带带走备用，建立格筛清理制度每班对筛孔进行清理，防止由于堵塞造成小于70mm的颗粒物料二次被破碎;从而减少物料粉料量，提高料煅烧实收率。

3.3.2 进行石油焦煅前分级与配料改造

在实际生产中，不同厂家、同一厂家不同时期石油焦粒度、水分状况都有很大波动，甚至连续偏细或水分过高。粒度偏细对实收率有影响，而粒度偏粗，由于窑内物料间的孔隙度增大，透气性能好，炭质氧化烧损将增加，同样会降低煅烧实收率。水分过高会造成窑尾结焦，造成返料，增加量烧损，同时影响了回转窑内部温度;同时粒度的这种波动，将直接影响成型配料生产。

3.3.3 依据挥发分高低配料

在实际生产中，不同厂家、同一厂家不同时期石油焦挥发分含量波动都有一定差异，甚至很不稳定，因此，切实结合企业生产实际，对不同批次石油焦及时取样化验，依据初級化验结果进行合理配料后再堆料或上线煅烧，以降低原料质量波动带来的不利影响。

石油焦挥发分进行配料原则：必须综合统计分

析并确定配料范围，按照低配高原则，保证所配物料挥发分稳定保持在原料挥发分处于年度平均值范围，并不影响正常生产。

3.4 加强设备改造

3.4.1风嘴进行改造

2015年9月份，A车间经过认真讨论、研究，将二三次风风嘴进行改造。改造后的风嘴有内部结构“1” 字型直立式，改为“Z”字型仰卧式。在回转窑筒体上分别成螺旋状分布。降低了风嘴高度、增加了风嘴与物料冲击面角度，改善运行条件，减少了物料移动阻力，取得了较好的使用效果 。

3.4.2水膜除尘粉料回收再利用

车间通过反复论证，与有经验的技术人员进行交流，对水膜除尘粉产生的粉料（废水）进行回收再利用，此工作分两个步骤进行：第一、采用压缩空气将沉淀池粉料和废水进行搅拌;第二、采用污水提升泵进行输送，直接送入冷却机（小窑）当内冷水使用，达到废水和粉料回收的效果。

经过生产验证，沉淀池收尘粉（水）全部可以回收再利用，提高了煅后焦实收率。

3.5加强设备点检维护，强化标准作业

在回转窑停窑大修期间，作好设备设施、电气系

统综合全面检查、维修，减少回转窑停料保温时间。

3.6 改进考核指标、规范工艺控制制度

经过工业试验与长期生产实践，依据现设备状

况，在原有工艺标准上推荐改进与补充如下指标考

核与工艺控制制度。

3.6.1 明确正常生产时窑内温度带划分

3.6.2 明確并执行正常生产时工艺控制制度

（1）真密度（g/cm3）：2.02～2.08;改为≥2.04。

粉未电阻率（μ.Ω.m）：≤600;改为≤480。

（2）煅烧带内衬温度：1280±50℃ 。

（3）窑头负压：由-10～-40Pa改为-5～-10Pa。

（4）窑尾负压：一30±5 Pa。

3.6.3 煅烧调温工必须明确理解并良好执行煅烧操作基本目的。

在对煅烧焦质量进行考核的同时，由车间负责对煅烧实收率完成情况进行考核。

4结语

（1）充分利用石油焦储仓进行石油焦分仓堆放，掺配带料改进，不但有利于煅烧温度操作，对后续成型配料具有更大的实际生产意义。

（2）通过格筛清理，规范煅烧工艺操作，减少了物料损耗，在一定程度上提高煅烧实收率。