焙燒爐情(qing)況簡介

某公司的焙燒設備選用 4 臺 36 室敞開式環式焙燒爐 , 每臺 2 個火焰系統 , 每個火焰系統 6 室運轉 ,焙燒曲線 180 小時。每個爐室有 8 個爐箱 , 每個爐箱裝三層 , 每層 7 塊 , 每個爐室共裝 168 塊。焙燒爐以天然氣為燃料進行焙燒。炭塊的裝出爐作業由焙燒多功能天車完成。將裝好生陽極炭塊和填充料的焙燒爐室接在加熱系統內 , 對生炭塊進行焙燒作業 , 加熱爐室的最高火道溫度控制在 1180℃左右。爐室溫度達到設定的焙燒時間 , 切斷熱源脫離加熱系統。待爐室冷到規定時間和溫度后 , 即可進行出爐作業。首先用多功能天車將覆蓋在陽極塊上部的填充料抽出 ,然后再用多功能天車把陽極塊夾至熟塊清理機組上 ,經過清理、翻轉、編組 ( 平放 , 按長方向排列 ,21 塊為一組 ) 然后進入板式輸送機送往炭塊庫 , 再用堆垛天車把 21 塊為一組的焙燒炭塊吊起堆放。當陽極組裝需要用炭塊時 , 通過輸送機將炭塊送至陽極組裝車間。 多功能天車除完成炭塊的裝出爐外 , 還要完成裝、吸填充料和吊運爐用設備的作業。

預(yu)焙陽極焙燒爐(lu)在(zai)運行的出現的幾個問題：

1 爐面冒煙

在(zai)正常生(sheng)產時，爐面(mian)出現(xian)冒煙現(xian)象，尤其(qi)在(zai) 5P、6P 位(wei)置特別明顯(如圖 1 所(suo)示)。在(zai)冷卻爐室，爐面(mian)上出現(xian)大面(mian)積黃色(se)物質(zhi)，用工具鏟開后，填(tian)充焦呈(cheng)現(xian)潤濕狀。此種現(xian)象不僅讓工作(zuo)環境(jing)惡劣，也浪費(fei)能源。

圖1  爐面出現(xian)冒煙

經分析，出(chu)現此現象為預(yu)熱區(qu)陽極溫度偏低，揮(hui)發分不能在(zai)預(yu)熱區(qu)完全揮(hui)發，大部分揮(hui)發分進入(ru)(ru)強制(zhi)加(jia)熱區(qu)排出(chu)，但(dan)此時(shi)火道(dao)內負壓(ya)較低，且揮(hui)發分進入(ru)(ru)火道(dao)的(de)(de)通道(dao)不暢，揮(hui)發分無(wu)法進入(ru)(ru)火道(dao)而在(zai)陽極頂部的(de)(de)填充焦(jiao)層積聚(ju)，在(zai)強制(zhi)加(jia)熱區(qu)甚(shen)至冷(leng)卻區(qu)最終造成揮(hui)發分的(de)(de)結焦(jiao)硬化。

2　排煙架(jia)結(jie)焦

生產移爐時(shi)，在(zai)排煙架各火(huo)道(dao)支(zhi)管底部出現結焦物(wu)質，在(zai)排煙架主管內有(you)類炭黑(hei)物(wu)質(如圖 2 所(suo)示)。

圖2  排(pai)煙架結焦

排煙架結焦，主(zhu)要(yao)原因是火(huo)道(dao)(dao)氧(yang)(yang)氣(qi)含量不夠或(huo)揮(hui)發分排除沒達到著火(huo)點，大量煙氣(qi)沿水(shui)平方(fang)向從(cong)分流孔通過造成(cheng)火(huo)道(dao)(dao)上下溫(wen)差大、料箱溫(wen)度分布不均勻(yun)。根據(ju)鑫(xin)業實(shi)際生(sheng)產(chan)情況，在揮(hui)發分燃(ran)燒(shao)(shao)爐室(shi)，火(huo)道(dao)(dao)有黑煙冒出以及 1P 爐室(shi)熱電偶沒粘焦油等現象，初步判斷氧(yang)(yang)氣(qi)含量不足(zu)以及大量煙氣(qi)沿水(shui)平方(fang)向從(cong)分流孔通過是導致揮(hui)發分不完全燃(ran)燒(shao)(shao)為主(zhu)要(yao)因素。

3　爐墻(qiang)結焦，立縫堵塞

在焙燒爐(lu)出(chu)爐(lu)后，料箱壁上出(chu)現結焦現象(xiang)，導致(zhi)火道墻立縫堵塞(sai)，不能(neng)及時排除揮(hui)發分，炭塊傳熱受影(ying)響(如圖 3 所示)。

圖(tu)3  爐墻結焦

爐(lu)墻結焦(jiao)，立縫堵塞(sai)的主要原因是焙(bei)燒過程中填充焦(jiao)與(yu)瀝青焙(bei)燒為焦(jiao)炭粘結在火道(dao)墻上。其次(ci)，筑(zhu)爐(lu)過程中泥漿量(liang)控制不好也(ye)有可能(neng)發生此(ci)類(lei)情況。

4　耐火材料質量不合(he)格

按照設計耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)(cai)料(liao)中的(de)氧化鋁含量達(da)(da)不到標準(zhun)，顯(xian)氣孔率高，耐(nai)(nai)火(huo)度(du)(du)(du)達(da)(da)不到焙(bei)燒(shao)爐使用(yong)的(de)理化指標，0.2MPa 荷重軟化開始溫度(du)(du)(du)低，常(chang)溫耐(nai)(nai)壓(ya)強(qiang)度(du)(du)(du)低，高溫抗折(zhe)強(qiang)度(du)(du)(du)低，耐(nai)(nai)急(ji)(ji)冷急(ji)(ji)熱性(xing)差(cha)等因素(su)，造(zao)成焙(bei)燒(shao)爐火(huo)道墻變形(xing)、塌陷進行頻(pin)繁修理。如(ru)不重視(shi)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)(cai)料(liao)質(zhi)量，就會導致火(huo)道墻變形(xing)、塌陷。

5　工藝操作(zuo)不規范

一(yi)是(shi)(shi)火(huo)(huo)道墻(qiang)修理過(guo)程中(zhong)一(yi)邊施工一(yi)邊裝爐，導(dao)致施工的(de)材料與填充(chong)料混合，二是(shi)(shi)陽極(ji)(ji)炭(tan)塊裝爐不(bu)規(gui)范，部分陽極(ji)(ji)炭(tan)塊靠近(jin)火(huo)(huo)道墻(qiang)(如圖4 所(suo)示)，填充(chong)料布(bu)料不(bu)均勻(yun)，三是(shi)(shi)天車工在裝爐過(guo)程中(zhong)碰撞火(huo)(huo)道墻(qiang)，導(dao)致火(huo)(huo)道墻(qiang)變形，四是(shi)(shi)布(bu)、吸料管操(cao)作不(bu)當損傷爐面(mian)塊和(he)料箱(xiang)，五是(shi)(shi)每層(ceng)裝陽極(ji)(ji)炭(tan)塊之前的(de)爐底鋪料 100mm 和(he)層(ceng)間料 50 ～ 60mm 不(bu)均勻(yun)不(bu)平(ping)整，導(dao)致陽極(ji)(ji)炭(tan)塊擺放不(bu)規(gui)則，影響焙(bei)燒(shao)質量。

圖4  工藝(yi)操作不(bu)規范

改進措施

1.嚴格控制耐火材料的理(li)化指標

耐(nai)火(huo)(huo)材(cai)料(liao)是(shi)能承受一定高(gao)(gao)溫(1580℃以(yi)上(shang))，并能抵抗高(gao)(gao)溫下(xia)某些物理(li)化(hua)學與機械作(zuo)用(yong)(yong)的(de)材(cai)料(liao)。焙燒爐耐(nai)火(huo)(huo)材(cai)料(liao)的(de)質量和(he)正確(que)使用(yong)(yong)決定焙燒爐的(de)使用(yong)(yong)壽命，而焙燒爐使用(yong)(yong)的(de)耐(nai)火(huo)(huo)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)是(shi)低(di)蠕變、低(di)氣孔率的(de)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)，所以(yi)對(dui)每一批到(dao)(dao)場的(de)耐(nai)火(huo)(huo)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)要嚴格檢驗(yan)，取(qu)樣化(hua)驗(yan)必須(xu)送到(dao)(dao)國家(jia)(jia)級檢測機構(gou)進行檢驗(yan)，對(dui)檢驗(yan)不合格的(de)材(cai)料(liao)全部退貨，另外安排專人到(dao)(dao)中標(biao)的(de)耐(nai)火(huo)(huo)材(cai)料(liao)生產廠家(jia)(jia)全程(cheng)監造，為不影響修理(li)進度可(ke)在生產過程(cheng)中隨機取(qu)樣，做到(dao)(dao)材(cai)料(liao)質量與進度兩不誤。

2.火道墻施(shi)工(gong)采取的(de)措施(shi)

焙燒爐火(huo)道(dao)墻(qiang)(qiang)施工操作空(kong)間小(xiao)，砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)筑質(zhi)量要(yao)求(qiu)(qiu)高，在(zai)整面火(huo)道(dao)墻(qiang)(qiang)上距爐子上表面600mm以下(xia)，距料箱底200mm以上，要(yao)求(qiu)(qiu)磚(zhuan)的(de)立(li)(li)縫(feng)厚度(du)為2±0.5mm，且不(bu)(bu)(bu)打泥(ni)(ni)(ni)漿，臥縫(feng)打泥(ni)(ni)(ni)漿要(yao)均(jun)勻、飽(bao)滿，所有邊部火(huo)道(dao)的(de)外(wai)側(ce)火(huo)道(dao)墻(qiang)(qiang),即邊部火(huo)道(dao)的(de)外(wai)側(ce)火(huo)道(dao)墻(qiang)(qiang)砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)筑時(shi),所有磚(zhuan)縫(feng)均(jun)應(ying)達到灰漿飽(bao)滿。砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)磚(zhuan)時(shi)，除上述(shu)區域(yu)的(de)立(li)(li)磚(zhuan)縫(feng)外(wai)，其余磚(zhuan)縫(feng)內的(de)泥(ni)(ni)(ni)漿要(yao)均(jun)勻、飽(bao)滿，不(bu)(bu)(bu)得(de)出(chu)現空(kong)縫(feng)，禁止(zhi)向空(kong)縫(feng)中補(bu)灌泥(ni)(ni)(ni)漿。每(mei)砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)0.5m高度(du)需清理泥(ni)(ni)(ni)漿，不(bu)(bu)(bu)容許(xu)磚(zhuan)和(he)泥(ni)(ni)(ni)漿掉進火(huo)道(dao)墻(qiang)(qiang)內，防止(zhi)填充焦(jiao)(jiao)與瀝青焙燒為焦(jiao)(jiao)炭粘結在(zai)火(huo)道(dao)墻(qiang)(qiang)上。每(mei)層墻(qiang)(qiang)高度(du)與橫墻(qiang)(qiang)每(mei)層高度(du)同步，并且要(yao)求(qiu)(qiu)每(mei)皮磚(zhuan)要(yao)拉(la)雙線砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)筑，火(huo)道(dao)兩端(duan)的(de)脹漲縫(feng)每(mei)砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)一皮填纖維氈。火(huo)道(dao)墻(qiang)(qiang)上的(de)拉(la)磚(zhuan)與火(huo)道(dao)磚(zhuan)同時(shi)砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)筑，不(bu)(bu)(bu)允許(xu)砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)完火(huo)道(dao)磚(zhuan)后(hou)再卡拉(la)磚(zhuan)或(huo)先砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)拉(la)磚(zhuan)，然后(hou)砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)火(huo)道(dao)磚(zhuan)，砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體的(de)磚(zhuan)縫(feng)必須(xu)錯開(kai)，錯縫(feng)的(de)游移(yi)范圍要(yao)符合爐子砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)筑的(de)質(zhi)量檢驗(yan)標(biao)準所規定的(de)范圍，不(bu)(bu)(bu)得(de)有通(tong)縫(feng)。為防止(zhi)出(chu)現三角縫(feng)，在(zai)砌(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)每(mei)塊火(huo)道(dao)磚(zhuan)時(shi)，在(zai)立(li)(li)縫(feng)端(duan)放入2.5mm厚的(de)紙片。

3.裝(zhuang)爐前采取的(de)措(cuo)施(shi)

裝爐前(qian)檢查料(liao)箱，對裂縫(feng)進(jin)行(xing)勾縫(feng)處(chu)理(li)(li)，如果(guo)對大裂縫(feng)的不進(jin)行(xing)處(chu)理(li)(li)，導致(zhi)填充料(liao)直(zhi)接進(jin)入火道(dao)，使火道(dao)變(bian)窄(zhai)，影(ying)響熱流氣體的流動和燃燒效果(guo)，從而影(ying)響陽極炭塊的焙燒質量。每次裝爐之(zhi)(zhi)前(qian)將(jiang)粘結(jie)(jie)在(zai)火道(dao)墻上的焦炭清(qing)理(li)(li)干凈，對所有(you)立(li)縫(feng)不通之(zhi)(zhi)處(chu)全部清(qing)理(li)(li)暢通，保證揮(hui)發(fa)分(fen)順利進(jin)入火道(dao)，防止(zhi)火焰不走正道(dao)，溫度出現死角(jiao)現象，及(ji)(ji)時清(qing)理(li)(li)排(pai)煙架(jia)結(jie)(jie)焦，鼓風機及(ji)(ji)排(pai)煙架(jia)負(fu)壓調節實現有(you)效控制(zhi)。

4.工藝操作需采取的措施

安排(pai)專人指揮(hui)天(tian)車(che)，嚴禁裝(zhuang)出、爐(lu)(lu)的陽(yang)極炭塊碰撞火(huo)道(dao)(dao)墻(qiang)(qiang)，每道(dao)(dao)墻(qiang)(qiang)修理完(wan)成后組織驗(yan)收(shou)再進行裝(zhuang)爐(lu)(lu)作業，杜絕邊(bian)施工邊(bian)裝(zhuang)爐(lu)(lu)。爐(lu)(lu)底鋪料100mm和層(ceng)間(jian)料50～60mm要均勻平整，陽(yang)極炭塊裝(zhuang)在料箱的中間(jian)位置，保(bao)證箱體(ti)內的溫度(du)均勻，提高(gao)陽(yang)極炭塊的整體(ti)質量。優化(hua)焙燒工藝參數，火(huo)道(dao)(dao)負壓、天(tian)然氣壓力等工藝參數合理匹(pi)配，使煙氣按照(zhao)W方式通過(guo)火(huo)道(dao)(dao)，控制(zhi)火(huo)道(dao)(dao)上下(xia)溫差，確保(bao)料想(xiang)溫度(du)分(fen)布均勻。

達到的效果

通過(guo)以(yi)上措施(shi)焙燒(shao)爐(lu)爐(lu)面操作質(zhi)量(liang)有了很大的(de)提高(gao)(gao)，焙燒(shao)爐(lu)整體(ti)狀況比(bi)同(tong)行業(ye)(ye)較好(hao)。指(zhi)標(biao)與(yu)國內大部分企業(ye)(ye)相比(bi)，焙燒(shao)工序的(de)合格率達(da)到(dao)98.5%、天(tian)然氣(qi)消耗在(zai)65Nm3/t以(yi)下、填充料消耗控制在(zai)12kg/t以(yi)下，處于(yu)較好(hao)水(shui)平。并(bing)且預(yu)焙陽(yang)極炭塊的(de)指(zhi)標(biao)有了明顯的(de)提高(gao)(gao)。

建議

(1)對焙燒爐已經(jing)運行(xing)6年以上;火道墻(qiang)(qiang)(qiang)變(bian)形和開裂(lie)(lie)磚(zhuan)縫(feng)超(chao)過30mm;墻(qiang)(qiang)(qiang)體下沉超(chao)過50mm;變(bian)形嚴重的火道墻(qiang)(qiang)(qiang)拆除后重新(xin)砌筑，避免由于火道墻(qiang)(qiang)(qiang)磚(zhuan)縫(feng)變(bian)形、開裂(lie)(lie)、墻(qiang)(qiang)(qiang)體下沉而影響陽極(ji)炭塊的質量。

(2)填充料按照規程要求粒(li)度3-6mm占比大于50%，≤1mm的占比小于10%,粒(li)度超過規程規定必須進行更換和補充。