焙燒爐情況簡(jiǎn)介

某公司的焙燒設(shè)備選用 4 臺(tái) 36 室敞開式環(huán)式焙燒爐 , 每臺(tái) 2 個(gè)火焰系統(tǒng) , 每個(gè)火焰系統(tǒng) 6 室運(yùn)轉(zhuǎn) ,焙燒曲線 180 小時(shí)。每個(gè)爐室有 8 個(gè)爐箱 , 每個(gè)爐箱裝三層 , 每層 7 塊 , 每個(gè)爐室共裝 168 塊。焙燒爐以天然氣為燃料進(jìn)行焙燒。炭塊的裝出爐作業(yè)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(tǒng)內(nèi) , 對(duì)生炭塊進(jìn)行焙燒作業(yè) , 加熱爐室的最高火道溫度控制在 1180℃左右。爐室溫度達(dá)到設(shè)定的焙燒時(shí)間 , 切斷熱源脫離加熱系統(tǒng)。待爐室冷到規(guī)定時(shí)間和溫度后 , 即可進(jìn)行出爐作業(yè)。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(jī)組上 ,經(jīng)過清理、翻轉(zhuǎn)、編組 ( 平放 , 按長(zhǎng)方向排列 ,21 塊為一組 ) 然后進(jìn)入板式輸送機(jī)送往炭塊庫(kù) , 再用堆垛天車把 21 塊為一組的焙燒炭塊吊起堆放。當(dāng)陽極組裝需要用炭塊時(shí) , 通過輸送機(jī)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(yùn)爐用設(shè)備的作業(yè)。

預(yù)焙陽極焙燒爐在運(yùn)行的出現(xiàn)的幾個(gè)問題：

1 爐面冒煙

在正常生產(chǎn)時(shí)，爐面出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，尤其在 5P、6P 位置特別明顯(如圖 1 所示)。在冷卻爐室，爐面上出現(xiàn)大面積黃色物質(zhì)，用工具鏟開后，填充焦呈現(xiàn)潤(rùn)濕狀。此種現(xiàn)象不僅讓工作環(huán)境惡劣，也浪費(fèi)能源。

圖1  爐面出現(xiàn)冒煙

經(jīng)分析，出現(xiàn)此現(xiàn)象為預(yù)熱區(qū)陽極溫度偏低，揮發(fā)分不能在預(yù)熱區(qū)完全揮發(fā)，大部分揮發(fā)分進(jìn)入強(qiáng)制加熱區(qū)排出，但此時(shí)火道內(nèi)負(fù)壓較低，且揮發(fā)分進(jìn)入火道的通道不暢，揮發(fā)分無法進(jìn)入火道而在陽極頂部的填充焦層積聚，在強(qiáng)制加熱區(qū)甚至冷卻區(qū)最終造成揮發(fā)分的結(jié)焦硬化。

2　排煙架結(jié)焦

生產(chǎn)移爐時(shí)，在排煙架各火道支管底部出現(xiàn)結(jié)焦物質(zhì)，在排煙架主管內(nèi)有類炭黑物質(zhì)(如圖 2 所示)。

圖2  排煙架結(jié)焦

排煙架結(jié)焦，主要原因是火道氧氣含量不夠或揮發(fā)分排除沒達(dá)到著火點(diǎn)，大量煙氣沿水平方向從分流孔通過造成火道上下溫差大、料箱溫度分布不均勻。根據(jù)鑫業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，在揮發(fā)分燃燒爐室，火道有黑煙冒出以及 1P 爐室熱電偶沒粘焦油等現(xiàn)象，初步判斷氧氣含量不足以及大量煙氣沿水平方向從分流孔通過是導(dǎo)致?lián)]發(fā)分不完全燃燒為主要因素。

3　爐墻結(jié)焦，立縫堵塞

在焙燒爐出爐后，料箱壁上出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，導(dǎo)致火道墻立縫堵塞，不能及時(shí)排除揮發(fā)分，炭塊傳熱受影響(如圖 3 所示)。

圖3  爐墻結(jié)焦

爐墻結(jié)焦，立縫堵塞的主要原因是焙燒過程中填充焦與瀝青焙燒為焦炭粘結(jié)在火道墻上。其次，筑爐過程中泥漿量控制不好也有可能發(fā)生此類情況。

4　耐火材料質(zhì)量不合格

按照設(shè)計(jì)耐火材料中的氧化鋁含量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，顯氣孔率高，耐火度達(dá)不到焙燒爐使用的理化指標(biāo)，0.2MPa 荷重軟化開始溫度低，常溫耐壓強(qiáng)度低，高溫抗折強(qiáng)度低，耐急冷急熱性差等因素，造成焙燒爐火道墻變形、塌陷進(jìn)行頻繁修理。如不重視耐火材料質(zhì)量，就會(huì)導(dǎo)致火道墻變形、塌陷。

5　工藝操作不規(guī)范

一是火道墻修理過程中一邊施工一邊裝爐，導(dǎo)致施工的材料與填充料混合，二是陽極炭塊裝爐不規(guī)范，部分陽極炭塊靠近火道墻(如圖4 所示)，填充料布料不均勻，三是天車工在裝爐過程中碰撞火道墻，導(dǎo)致火道墻變形，四是布、吸料管操作不當(dāng)損傷爐面塊和料箱，五是每層裝陽極炭塊之前的爐底鋪料 100mm 和層間料 50 ～ 60mm 不均勻不平整，導(dǎo)致陽極炭塊擺放不規(guī)則，影響焙燒質(zhì)量。

圖4  工藝操作不規(guī)范

改進(jìn)措施

1.嚴(yán)格控制耐火材料的理化指標(biāo)

耐火材料是能承受一定高溫(1580℃以上)，并能抵抗高溫下某些物理化學(xué)與機(jī)械作用的材料。焙燒爐耐火材料的質(zhì)量和正確使用決定焙燒爐的使用壽命，而焙燒爐使用的耐火磚是低蠕變、低氣孔率的磚，所以對(duì)每一批到場(chǎng)的耐火磚要嚴(yán)格檢驗(yàn)，取樣化驗(yàn)必須送到國(guó)家級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)檢驗(yàn)不合格的材料全部退貨，另外安排專人到中標(biāo)的耐火材料生產(chǎn)廠家全程監(jiān)造，為不影響修理進(jìn)度可在生產(chǎn)過程中隨機(jī)取樣，做到材料質(zhì)量與進(jìn)度兩不誤。

2.火道墻施工采取的措施

焙燒爐火道墻施工操作空間小，砌筑質(zhì)量要求高，在整面火道墻上距爐子上表面600mm以下，距料箱底200mm以上，要求磚的立縫厚度為2±0.5mm，且不打泥漿，臥縫打泥漿要均勻、飽滿，所有邊部火道的外側(cè)火道墻,即邊部火道的外側(cè)火道墻砌筑時(shí),所有磚縫均應(yīng)達(dá)到灰漿飽滿。砌磚時(shí)，除上述區(qū)域的立磚縫外，其余磚縫內(nèi)的泥漿要均勻、飽滿，不得出現(xiàn)空縫，禁止向空縫中補(bǔ)灌泥漿。每砌0.5m高度需清理泥漿，不容許磚和泥漿掉進(jìn)火道墻內(nèi)，防止填充焦與瀝青焙燒為焦炭粘結(jié)在火道墻上。每層墻高度與橫墻每層高度同步，并且要求每皮磚要拉雙線砌筑，火道兩端的脹漲縫每砌一皮填纖維氈?；鸬缐ι系睦u與火道磚同時(shí)砌筑，不允許砌完火道磚后再卡拉磚或先砌拉磚，然后砌火道磚，砌體的磚縫必須錯(cuò)開，錯(cuò)縫的游移范圍要符合爐子砌筑的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍，不得有通縫。為防止出現(xiàn)三角縫，在砌每塊火道磚時(shí)，在立縫端放入2.5mm厚的紙片。

3.裝爐前采取的措施

裝爐前檢查料箱，對(duì)裂縫進(jìn)行勾縫處理，如果對(duì)大裂縫的不進(jìn)行處理，導(dǎo)致填充料直接進(jìn)入火道，使火道變窄，影響熱流氣體的流動(dòng)和燃燒效果，從而影響陽極炭塊的焙燒質(zhì)量。每次裝爐之前將粘結(jié)在火道墻上的焦炭清理干凈，對(duì)所有立縫不通之處全部清理暢通，保證揮發(fā)分順利進(jìn)入火道，防止火焰不走正道，溫度出現(xiàn)死角現(xiàn)象，及時(shí)清理排煙架結(jié)焦，鼓風(fēng)機(jī)及排煙架負(fù)壓調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)有效控制。

4.工藝操作需采取的措施

安排專人指揮天車，嚴(yán)禁裝出、爐的陽極炭塊碰撞火道墻，每道墻修理完成后組織驗(yàn)收再進(jìn)行裝爐作業(yè)，杜絕邊施工邊裝爐。爐底鋪料100mm和層間料50～60mm要均勻平整，陽極炭塊裝在料箱的中間位置，保證箱體內(nèi)的溫度均勻，提高陽極炭塊的整體質(zhì)量。優(yōu)化焙燒工藝參數(shù)，火道負(fù)壓、天然氣壓力等工藝參數(shù)合理匹配，使煙氣按照W方式通過火道，控制火道上下溫差，確保料想溫度分布均勻。

達(dá)到的效果

通過以上措施焙燒爐爐面操作質(zhì)量有了很大的提高，焙燒爐整體狀況比同行業(yè)較好。指標(biāo)與國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)相比，焙燒工序的合格率達(dá)到98.5%、天然氣消耗在65Nm3/t以下、填充料消耗控制在12kg/t以下，處于較好水平。并且預(yù)焙陽極炭塊的指標(biāo)有了明顯的提高。

建議

(1)對(duì)焙燒爐已經(jīng)運(yùn)行6年以上;火道墻變形和開裂磚縫超過30mm;墻體下沉超過50mm;變形嚴(yán)重的火道墻拆除后重新砌筑，避免由于火道墻磚縫變形、開裂、墻體下沉而影響陽極炭塊的質(zhì)量。

(2)填充料按照規(guī)程要求粒度3-6mm占比大于50%，≤1mm的占比小于10%,粒度超過規(guī)程規(guī)定必須進(jìn)行更換和補(bǔ)充。