【摘要】焙燒(shao)(shao)爐(lu)是(shi)(shi)(shi)鋁用炭陽(yang)極生(sheng)產(chan)線中(zhong)的(de)主(zhu)要(yao)(yao)生(sheng)產(chan)設備(bei)之一，在生(sheng)產(chan)中(zhong)具有重要(yao)(yao)的(de)作(zuo)用，通(tong)過焙燒(shao)(shao)使陽(yang)極達到必要(yao)(yao)的(de)質(zhi)量特性。焙燒(shao)(shao)爐(lu)爐(lu)型結構及焙燒(shao)(shao)工藝控制直接影響(xiang)焙燒(shao)(shao)產(chan)品的(de)質(zhi)量。目前我國(guo)大多數廠家(jia)采用的(de)是(shi)(shi)(shi)敞開式(shi)環式(shi)焙燒(shao)(shao)爐(lu)。隨(sui)著規(gui)模的(de)擴大，產(chan)能(neng)的(de)增加，如(ru)何(he)實(shi)現(xian)節(jie)(jie)能(neng)降耗、清(qing)潔生(sheng)產(chan)是(shi)(shi)(shi)共(gong)同(tong)期待的(de)目標。本文通(tong)過對(dui)山(shan)東某碳素(su)股份有限(xian)公司(si)的(de)炭素(su)焙燒(shao)(shao)爐(lu)砌筑施(shi)工順序與(yu)技術(shu)措施(shi)進(jin)行闡述(shu)，并對(dui)該公司(si)的(de)節(jie)(jie)能(neng)技術(shu)進(jin)行研究。

工程概括

山(shan)東某碳素股份有限公(gong)司于(yu)1999年(nian)建成(cheng)第一(yi)臺36室7料箱8火(huo)道環式(shi)焙燒爐(lu)，耐火(huo)材(cai)料用量在(zai)10000t以上，投資(zi)額很(hen)大，升(sheng)(sheng)溫曲線(xian)由最初的360h轉到240h，由于(yu)爐(lu)型(xing)老、升(sheng)(sheng)溫曲線(xian)長，能耗居高不(bu)下(xia)。后幾經改造(zao)和擴建，到目前(qian)為(wei)止(zhi)公(gong)司已形成(cheng)30萬t的產能。

焙燒爐體的改進

(1)焙燒爐體外(wai)面砌有(you)混凝(ning)(ning)土外(wai)殼，為防止熱量(liang)向外(wai)擴散，混凝(ning)(ning)土墻內(nei)側(ce)設有(you)波(bo)浪形(xing)隔(ge)熱層，內(nei)火(huo)道(dao)墻由厚度(du)為110mm的(de)(de)耐火(huo)磚砌成。經多(duo)年(nian)運行(xing)后發現，火(huo)道(dao)墻出(chu)現不(bu)同(tong)程度(du)的(de)(de)變形(xing)，尤其邊火(huo)道(dao)變形(xing)較嚴(yan)重。變形(xing)的(de)(de)原因(yin)是多(duo)方面的(de)(de)，但與(yu)爐型結(jie)構及耐火(huo)材料的(de)(de)材質有(you)很大關系(xi)。混凝(ning)(ning)土墻內(nei)側(ce)波(bo)浪形(xing)隔(ge)熱層在受熱時(shi)膨(peng)脹量(liang)不(bu)一(yi)致(zhi)，是導致(zhi)邊火(huo)道(dao)變形(xing)嚴(yan)重的(de)(de)重要(yao)因(yin)素之一(yi)。

(2)針對公司42室8箱焙燒爐耐火材料采取以(yi)下改造措施(shi)：將火道墻厚(hou)度由110mm改為80mm，火道墻磚(zhuan)(zhuan)采用低蠕變高鋁(lv)耐火材料，并對橫(heng)墻、爐體寬向尺(chi)寸、爐底板磚(zhuan)(zhuan)尺(chi)寸、澆注塊(kuai)尺(chi)寸都做相應的改動。通(tong)過對原有焙燒爐使用情況的細致分析，對原有40余種黏土耐火磚(zhuan)(zhuan)重(zhong)新設計。

(3)料(liao)箱(xiang)(xiang)(xiang)的(de)改進：在工(gong)藝條件允(yun)許的(de)情況下(xia)，料(liao)箱(xiang)(xiang)(xiang)尺寸由(you)4580mm×830mm×4950mm(長×寬(kuan)×高(gao))改到5246mm×780mm×5560mm(長×寬(kuan)×高(gao))，提高(gao)料(liao)箱(xiang)(xiang)(xiang)高(gao)度，使每料(liao)箱(xiang)(xiang)(xiang)的(de)裝(zhuang)爐(lu)量(liang)(liang)由(you)立裝(zhuang)18塊(kuai)增(zeng)(zeng)加(jia)到21塊(kuai)，裝(zhuang)爐(lu)量(liang)(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)了(le)16.7%，提高(gao)了(le)產(chan)量(liang)(liang)。

焙燒溫度的控制

焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)溫度(du)(du)(du)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統：在炭陽極焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)過程中(zhong)最關鍵的(de)(de)(de)是(shi)溫度(du)(du)(du)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，它直接關系到產品(pin)質量(liang)(liang)和成品(pin)率等技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)經濟指(zhi)標(biao)，以液體作燃料(liao)的(de)(de)(de)焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)，早先普遍(bian)采用(yong)油(you)、水(shui)點滴摻和乳(ru)化混燒(shao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，采用(yong)人工(gong)調(diao)整閥門控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)下油(you)量(liang)(liang)大小(xiao)的(de)(de)(de)方法，難以保證(zheng)溫度(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)在一定的(de)(de)(de)精(jing)度(du)(du)(du)范圍內(nei)。隨著電(dian)子(zi)工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)飛躍發(fa)展，計算(suan)機技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)普遍(bian)應用(yong)，焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)實現自動(dong)控(kong)溫成為(wei)現實。公司先后對(dui)兩臺焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)進行(xing)(xing)(xing)了改(gai)造，使用(yong)效果良好。焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)溫度(du)(du)(du)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統對(dui)預熱區(qu)和焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)區(qu)各料(liao)箱、煙道(dao)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)和煙道(dao)的(de)(de)(de)負壓進行(xing)(xing)(xing)有(you)效地控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，使其在工(gong)藝要求(qiu)的(de)(de)(de)升溫曲線和負壓范圍內(nei)對(dui)料(liao)箱中(zhong)的(de)(de)(de)陽極進行(xing)(xing)(xing)預熱、焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)、冷卻;并對(dui)焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)過程進行(xing)(xing)(xing)記錄、存儲(chu)、管理、優(you)化控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)精(jing)度(du)(du)(du)符合工(gong)藝要求(qiu)爐(lu)(lu)(lu)室溫度(du)(du)(du)與給定曲線相比偏(pian)差為(wei)±1℃，而工(gong)藝要求(qiu)±25℃，爐(lu)(lu)(lu)室內(nei)水(shui)平溫差為(wei)10%～0℃，上下溫差為(wei)55%左右，極大提高了產品(pin)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)，減輕了工(gong)人的(de)(de)(de)勞動(dong)強度(du)(du)(du)。

節能應用及改進效果

(1)通過(guo)技術改(gai)進(jin)(jin)，相同42室8箱(xiang)焙燒爐(lu)耐火(huo)材(cai)(cai)料(liao)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)比較(jiao)：火(huo)道(dao)墻(qiang)磚(zhuan)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)：原(yuan)有設計方(fang)(fang)案(an)(an)耐火(huo)黏土磚(zhuan)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)為6800t，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)新(xin)改(gai)進(jin)(jin)焙燒爐(lu)方(fang)(fang)案(an)(an)火(huo)道(dao)墻(qiang)磚(zhuan)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)為5300t，節(jie)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)1500t。橫墻(qiang)磚(zhuan)及爐(lu)底板用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)：原(yuan)有設計方(fang)(fang)案(an)(an)耐火(huo)黏土磚(zhuan)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)為2700t，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)新(xin)改(gai)進(jin)(jin)焙燒爐(lu)方(fang)(fang)案(an)(an)火(huo)道(dao)墻(qiang)磚(zhuan)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)為2600t，節(jie)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)100t。燒注(zhu)塊(kuai)(kuai)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)：原(yuan)有設計方(fang)(fang)案(an)(an)澆注(zhu)塊(kuai)(kuai)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)為1020t，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)新(xin)改(gai)進(jin)(jin)焙燒爐(lu)方(fang)(fang)案(an)(an)澆注(zhu)塊(kuai)(kuai)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)為920t，節(jie)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)100t。耐火(huo)材(cai)(cai)料(liao)節(jie)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)投資資金，以1700t，每(mei)噸1000元計，節(jie)約(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)資金投入170萬(wan)元。

(2)自(zi)動控溫燃(ran)油量(liang)消耗比手動調(diao)溫節省15kg/t左右，按焙燒產(chan)量(liang)每年10萬(wan)(wan)t、燃(ran)油市場價格3000元/t計算，節約(yue)燃(ran)油(0.015×100000×0.3=)450萬(wan)(wan)元;電(dian)耗50萬(wan)(wan)kW·h/年(電(dian)價0.70元/kW·h)，則(ze)每年費(fei)用35萬(wan)(wan)元，再(zai)加上(shang)每年的(de)維修費(fei)用40萬(wan)(wan)元，則(ze)每年可節約(yue)費(fei)用375萬(wan)(wan)元。

(3)燃料：焙(bei)燒爐(lu)加熱一般以重油(you)、煤氣(qi)和天(tian)然(ran)氣(qi)為燃料，目前由于國(guo)內(nei)油(you)資源的(de)匱乏，天(tian)然(ran)氣(qi)的(de)西送東輸，不少(shao)廠家(jia)的(de)燃燒架進行了油(you)改天(tian)燃氣(qi)改造。從(cong)各個廠家(jia)的(de)統計數(shu)據(ju)來看，更有節(jie)能(neng)降(jiang)耗的(de)潛力，以我公司(si)數(shu)據(ju)對比，使用(yong)燃油(you)噸耗70kg，每噸3000元，天(tian)然(ran)氣(qi)一般噸耗75m3，單價2.2元/m3，則每噸節(jie)省0.07×3000-75×2.2=45元，節(jie)能(neng)效果顯(xian)著。使用(yong)天(tian)然(ran)氣(qi)作燃料不但節(jie)約能(neng)耗，而且可(ke)實現清潔生產，減少(shao)污染物的(de)排放。

結論

通(tong)過改(gai)進，降低(di)了(le)爐體(ti)的散(san)熱，提高(gao)燃料的利用(yong)(yong)率;由于(yu)(yu)火(huo)道(dao)墻寬度的減少，對(dui)焙(bei)(bei)燒(shao)爐室中的炭(tan)陽極生塊(kuai)(kuai)傳熱效果更好，達到(dao)焙(bei)(bei)燒(shao)炭(tan)塊(kuai)(kuai)內外均質的目的，有(you)利于(yu)(yu)降低(di)炭(tan)塊(kuai)(kuai)電(dian)阻率;由于(yu)(yu)爐體(ti)的減輕，減輕了(le)對(dui)基(ji)礎的作用(yong)(yong)力，有(you)利于(yu)(yu)減少爐體(ti)的下沉，延長爐體(ti)壽(shou)命;燃燒(shao)系統自(zi)動化，提高(gao)了(le)產(chan)品質量，減輕了(le)工人的勞動強度，改(gai)善了(le)工作環境，延長了(le)焙(bei)(bei)燒(shao)爐的使用(yong)(yong)壽(shou)命，對(dui)后續設備的安全運行提供(gong)了(le)安全保障。

因(yin)此，對相(xiang)關工(gong)作(zuo)人(ren)員而言，需要在正確認(ren)識(shi)相(xiang)關技術與標準的前(qian)提下，不斷優化處理方法，確保相(xiang)關措施(shi)具有良好的操作(zuo)性，最終獲得更好的炭素焙燒爐施(shi)工(gong)效果。