大型焙烧炉的改进与工艺优化

摘要：铝用炭阳极焙烧炉属于铝用炭素行业的大型综合类设备，一次性投资大，加之建设及烘炉时间，总共长达半年多时间，一旦停产重建势必消耗大量资金。本文通过改进焙烧炉结构和优化工艺，降低了炭块焙烧的生产成本，延长了焙烧炉使用寿命。

关键词：焙烧炉结构;优化工艺;生产成本;使用寿命

1概述

在鋁用炭素行业中，焙烧工序是预焙阳极生产成本最昂贵的环节，主要体现在能耗成本与日常维护费用。焙烧炉的状况会直接影响到焙烧质量、能耗水平和净化负荷，无形之中增加了生产成本，所以焙烧炉的管理工作显得尤其重要，某公司的72室环式敞开式大型焙烧炉，每个炉室15条火道，14个料箱，料箱净空尺寸：5858mm×780mm×6100mm，年设计产能34万吨。

2焙烧炉主体改变

2.1焙烧炉大小改变

72室环式敞开式焙烧炉配备4个燃烧系统、4台多功能天车、2台夹块天车、6台堆垛天车、2编解组系统和1台净化脱硫系统，年设计产能34万吨。

与同等产量的几台焙烧炉对比，大型焙烧炉不但投资小、设备利用率高，系统过连通火道的次数也少，质量稳定，能耗也比较少。

2.2焙烧炉炉体结构改变

72室敞开式环室焙烧炉摒弃以前的大小双火道盖（大小盖），采取直径Φ80小口径观火孔，只有一种火道盖，在5p、6p、1C保温阶段，减少了火道热量的散失，提高了火道内的保温效果，减少了燃料的消耗，另外小火道比以前大小火道盖配置成本更低。

改变以前传统火道孔上放排烟架的配置方式，把排烟架放在横墙火井上的配置模式，降低了净化风机频率，节省了电耗。

2.3焙烧炉筑炉材料改变

以前焙烧炉喷火口处，火道墙容易烧坏并引起火道墙过早变形，影响了装出炉的质量，限制了焙烧炉的使用寿命，现在焙烧炉在上下游喷火口处的耐火砖均采用红柱石砖，（普通砖耐火温度1400℃，红柱石耐火砖是1700℃）耐火材料改变，火道墙不容易烧变形和开裂，延长了火道墙使用寿命，减小维护成本，降低了生产成本。

3做好密封工作，优化工艺操作

3.1加强预热区的密封

①密封区使用双排插板、第一预热区采用塑料膜密封，不但减少冷空气进入炉室造成热量损失，降低了燃料消耗，还有效地降低了负压损失，根据现场统计，密封前后火道负压相差在20Pa以上。

②加强加热炉室和第1冷却炉室的密封

密封前，热电偶底座和喷嘴与浇注料块按触不严实有空隙，火道内的负压容易将冷空气带入火道，降低了热电偶测量的真实温度值，部分热量也会从这些空隙中散失，误导燃烧架为了追赶目标温度而大量喷气，损失了大量燃料。在加热炉室，我们将陶瓷纤维毯裁成直径200mm的圆型状，并垫到热电偶底座和喷嘴下面见图3、图4，减少了冷空气进入，降低了热量损失，达到减少燃料的消耗。

③加强加热炉室的料箱、火道、横墙和连通火道的密封，见图5、图6。

3.2火焰系统过连通火道时采用双排烟架操作方式

72室敞开式环式焙烧炉，两侧各36个炉室，两头由连通火道连通。由于每个炉室有14个料箱15条火道，连通火道比小型焙烧炉长的多，火焰系统过连通火道时温度影响大，为了消除这种影响，我们采取双排烟架的操作方法，加大火道负压，加快热量抽到另一侧，让37、1号炉室挥发分尽量按照正常工艺要求排出和燃烧起来，适当加快升温速率，逐步消除连通火道带来的负面影响，实现火道温度按时达到保温温度和保温时间。

3.3火焰系统采用六七室运行方式

六七室运行就是在火焰系统运行半个火焰周期后，提前移动排烟架，加热炉室由六个增加到七个，1个火焰周期结束后正常移燃烧架和冷却架，加热炉室由七个又回到六个炉室，这样做的目的可以提前预热，提高4P的目标温度，也提高阳极最终温度和保温时间，阳极的理化指标也有所提高。

3.4喷气功率调节

该大型焙烧炉明火加热炉室的火道温度也是采用热电偶测量的，其测量位置也设置在火道A孔，所测量的温度为火道中深1.15米处的烟气温度，火道烟气温度不但受负压、燃料供应量的影响，在下游炉室的火道温度也受上游炉室火道温度和燃料供应量的影响，如果负压和燃料供应量不恰当，火道中会出现燃料过剩或不足的现象，火道中的温差会加大，造成了燃料浪费还不利于产品质量，在生产过程中，我们根据火道温度的测量结果，通过反复试验，确定了4、5、6P燃烧架上下游喷气功率的配比，使火道上下游的温度更均匀，产品理化指标更好。

3.5冷却架阀门开度调节

在火焰系统冷却过程中，由于边火道温度偏低，中间火道温度偏高的因素，为了火道温度在冷却过程中相对均匀状态，我们根据测量结果，分别对鼓风架和强制冷却风机风门进行了调整，不但有利于提高焙烧炉的使用寿命还消除了火道温差对炭块造成的负面影响。

3.6阶梯垂直装出炉

为了延缓焙烧炉火道的变形，在焙烧炉开始装炉时，我们就采取先从两侧边料箱并依次往中间装的操作方式，出炉时则从中间向两边出，焙烧炉经过5年多的生产运行，大部分火道墙变形不大。

4结论

做好炉室的密封和炉面保温工作是炉面管理工作的组成部分，并且延长焙烧炉的使用寿命，减缓火道的变形至关重要，不断的优化焙烧工艺，提高阳极的理化性能和降低燃料消耗。

参考文献：

[1]《铝电解用炭素材料技术与工艺》.冶金工业出版社，2012.

作者简介：董志军，男，汉族，甘肃张掖人，助理工程师，从事铝用预焙阳极生产管理工作。