敞开环式阴极焙烧炉工艺技术与探讨.pdfVIP

敞开环式阴极焙烧炉工艺技术探讨 卢良油 (贵阳铝镁设计研究院贵州I贵阳550081) 摘要：为了炉面操作方便，降低能耗，提高阴极焙烧炉的产能及提高阴极焙烧 品的质量，本文对敞开环式阴极焙烧炉工艺技术进行了初步的探讨，提出了 开发敞开环式阴极焙烧炉工艺技术的几个重要任务。 关键词：敞开环式焙烧炉 阴极炭块工艺技术 1．前言 目前，国内各炭素厂生产电解铝用阴极炭块，主要是采用带盖环式焙烧炉进行焙烧， 存在焙烧的周期长、焙烧能耗高，能耗5．02～6．28GJ／t焙烧品、产能较低、炉盖沉重、 操作不方便、焙烧炉炉墙易变形等问题。为了炉面操作方便，降低能耗，提高阴极焙烧 炉的产能及提高阴极焙烧品的质量，本文对敞开环式焙烧炉工艺技术进行探讨，开发应 用于焙烧阴极炭块的敞开环式焙烧炉。 阳极炭块焙烧，目前国内主要采用敞开环式焙烧炉，而阴极炭块焙烧，国内主要采 用带盖环式焙烧炉。这两种炉型各有优缺点，由于敞开环式焙烧炉火道结构和筑炉独特， 上下温差在50～60℃左右，产品中的粘结剂结焦值也较高，其密闭性好，漏风系数较小， 烟气量少了很多，风机的负荷也小了10倍左右。带盖环式焙烧炉虽然对产品质量可以 保证，但其上下温差较大，不利于产品的均质。 2．敞开环式焙烧炉工艺 焙烧是将生炭块置于焙烧炉中进行焙烧，用天然气、重油或煤气作燃料，用冶金焦 作填充保温料，使生炭块在隔绝空气条件下按预定的升温曲线加热的热处理过程，使生 炭块中的粘结剂焦化，在骨料颗粒问形成焦炭网格，使骨料颗粒牢固地连接在一起，提 高炭块机械强度、耐热、耐磨蚀、导电和导热性能等。 敞开环式焙烧炉内传热流动特点： (1)炉内要焙烧的生制品周围填充以冶金焦作填充保温料，炉内的火焰及烟气均不与 生制品直接接触，故烟气的化合热、质量、动量的传递要通过格子砖和炉内填充保温料 的热传导来对制品的焙烧产生影响。 (2)炉内的气体力学。包括燃气燃烧后的烟气在火井中的运动，高温烟气加上某些原 N(Oa漏风等1，而进入的冷却空气所形成的复杂混合气流。而且这一气流要受到炉内不 稳态传热的影响，使得本来就复杂的传热流动更难于处理。 (3)炉内的传质。包括生坯填料内挥发物的产生，炉内气流的质量传递。在焙烧过程 中，炉内气流的质量、动量、成分和砖体、填料以及生坯本身性质密切相关。 (4)炉内制品摆放、制品形状、炉子料箱数、火焰系统的组成、制品焙烧曲线、装出 炉间隔时间等对传热流动均有～定的影响。 3．敞开环式焙烧炉主要工艺技术参数确定 生产不同的产品时，焙烧温度有所不同，生产普通阴极时，焙烧温度大约1280℃， 再次焙烧温度大约大约850℃，生产石墨化阴极时，焙烧温度大约850℃。 由于生阴极炭块的尺寸比生阳极炭块的尺寸较长，部分生阴极炭块也比较宽，而且 生阴极炭块原料及粘结剂沥青的配比与生阳极炭块不同。如果考虑采用敞开环式焙烧炉 对生阴极炭块进行焙烧，需对敞开环式焙烧炉进行研究，设计出适合焙烧生阴极炭块的 新型敞开环式焙烧炉，包括确定焙烧炉火焰系统炉室个数、炉室料箱个数、料箱尺寸、 火焰移动周期及焙烧升温曲线等。 基于生阴极炭块的尺寸比生阳极炭块的尺寸较大及粘结剂沥青含量高的特性，以及 参考常用的敞开环式阳极焙烧炉工艺主要技术参数及参考采用带盖环式焙烧炉对生阴 极炭块进行焙烧情况，对于生产普通阴极的焙烧，可初步确定敞开环式阴极焙烧炉主要 工艺技术参数见表1。 表1 敞开环式焙烧炉主要工艺技术参数 敞开环式阳极焙烧炉 敞开环式阴极焙烧炉 每个火焰系统炉室数量 18个炉室(常用) 20个炉室 预热、加热炉室 6个 7个 自然冷却炉室 4个 5个 强制冷却室 3个 3个 工作炉室 5个 5个 炉室料箱数量