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耐火材料行业知识

碳素培烧炉改造维修承包

  焙烧炉是铝用炭阳极生产线中的主要生产设备之一,在生产中具有重要的作用,通过焙烧使阳极达到必要的质量特性。焙烧炉炉型结构及焙烧工艺控制直接影响焙烧产品的质量。目前我国大多数厂家采用的是敞开式环式焙烧炉。随着规模的扩大,产能的增加,如何实现节能降耗、清洁生产是共同期待的目标。本文通过对山东某碳素股份有限公司的炭素焙烧炉砌筑施工顺序与技术措施进行阐述,并对该公司的节能技术进行研究。
  工程概括
  山东某碳素股份有限公司于1999年建成第一台36室7料箱8火道环式焙烧炉,耐火材料用量在10000t以上,投资额很大,升温曲线由最初的360h转到240h,由于炉型老、升温曲线长,能耗居高不下。后几经改造和扩建,到目前为止公司已形成30万t的产能。
  焙烧炉体的改进
  (1)焙烧炉体外面砌有混凝土外壳,为防止热量向外扩散,混凝土墙内侧设有波浪形隔热层,内火道墙由厚度为110mm的耐火砖砌成。经多年运行后发现,火道墙出现不同程度的变形,尤其边火道变形较严重。变形的原因是多方面的,但与炉型结构及耐火材料的材质有很大关系。混凝土墙内侧波浪形隔热层在受热时膨胀量不一致,是导致边火道变形严重的重要因素之一。
  (2)针对公司42室8箱焙烧炉耐火材料采取以下改造措施:将火道墙厚度由110mm改为80mm,火道墙砖采用低蠕变高铝耐火材料,并对横墙、炉体宽向尺寸、炉底板砖尺寸、浇注块尺寸都做相应的改动。通过对原有焙烧炉使用情况的细致分析,对原有40余种黏土耐火砖重新设计。
  (3)料箱的改进:在工艺条件允许的情况下,料箱尺寸由4580mm×830mm×4950mm(长×宽×高)改到5246mm×780mm×5560mm(长×宽×高),提高料箱高度,使每料箱的装炉量由立装18块增加到21块,装炉量增加了16.7%,提高了产量。
  焙烧温度的控制
  焙烧温度控制系统:在炭阳极焙烧过程中最关键的是温度控制,它直接关系到产品质量和成品率等技术经济指标,以液体作燃料的焙烧炉,早先普遍采用油、水点滴掺和乳化混烧技术,采用人工调整阀门控制下油量大小的方法,难以保证温度梯度控制在一定的精度范围内。随着电子工业的飞跃发展,计算机技术的普遍应用,焙烧炉实现自动控温成为现实。公司先后对两台焙烧炉进行了改造,使用效果良好。焙烧炉温度控制系统对预热区和焙烧区各料箱、烟道的温度和烟道的负压进行有效地控制,使其在工艺要求的升温曲线和负压范围内对料箱中的阳极进行预热、焙烧、冷却;并对焙烧过程进行记录、存储、管理、优化控制。控制精度符合工艺要求炉室温度与给定曲线相比偏差为±1℃,而工艺要求±25℃,炉室内水平温差为10%~0℃,上下温差为55%左右,极大提高了产品的质量,减轻了工人的劳动强度。
  节能应用及改进效果
  (1)通过技术改进,相同42室8箱焙烧炉耐火材料用量比较:火道墙砖用量:原有设计方案耐火黏土砖用量约为6800t,采用新改进焙烧炉方案火道墙砖用量约为5300t,节约约1500t。横墙砖及炉底板用量:原有设计方案耐火黏土砖用量约为2700t,采用新改进焙烧炉方案火道墙砖用量约为2600t,节约约100t。烧注块用量:原有设计方案浇注块用量约为1020t,采用新改进焙烧炉方案浇注块用量约为920t,节约约100t。耐火材料节约投资资金,以1700t,每吨1000元计,节约资金投入170万元。
  (2)自动控温燃油量消耗比手动调温节省15kg/t左右,按焙烧产量每年10万t、燃油市场价格3000元/t计算,节约燃油(0.015×100000×0.3=)450万元;电耗50万kW·h/年(电价0.70元/kW·h),则每年费用35万元,再加上每年的维修费用40万元,则每年可节约费用375万元。
  (3)燃料:焙烧炉加热一般以重油、煤气和天然气为燃料,目前由于国内油资源的匮乏,天然气的西送东输,不少厂家的燃烧架进行了油改天燃气改造。从各个厂家的统计数据来看,更有节能降耗的潜力,以我公司数据对比,使用燃油吨耗70kg,每吨3000元,天然气一般吨耗75m3,单价2.2元/m3,则每吨节省0.07×3000-75×2.2=45元,节能效果显著。使用天然气作燃料不但节约能耗,而且可实现清洁生产,减少污染物的排放。
  结论
  通过改进,降低了炉体的散热,提高燃料的利用率;由于火道墙宽度的减少,对焙烧炉室中的炭阳极生块传热效果更好,达到焙烧炭块内外均质的目的,有利于降低炭块电阻率;由于炉体的减轻,减轻了对基础的作用力,有利于减少炉体的下沉,延长炉体寿命;燃烧系统自动化,提高了产品质量,减轻了工人的劳动强度,改善了工作环境,延长了焙烧炉的使用寿命,对后续设备的安全运行提供了安全保障。
  因此,对相关工作人员而言,需要在正确认识相关技术与标准的前提下,不断优化处理方法,确保相关措施具有良好的操作性,最终获得更好的炭素焙烧炉施工效果。


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