罐式煅烧炉烘炉保温点确定和控制.docVIP

罐式煅烧炉烘炉保温点的确定与控制 （山西华圣铝业有限公司 044500 赵天荣 薛铁鹏） 摘要:本文主要针对山西华圣铝业有限公司采用的32罐顺流式煅烧炉，在烘炉过程中硅砖晶型转化和炉体体积变化的有效控制进行了阐述,同时对国内的铝用炭素罐式煅烧炉烘炉状况做了简单介绍,并指出了炭素大型罐式煅烧炉烘炉温度控制的消化利用。 关键词：罐式煅烧炉 烘炉 硅砖 保温点 1 引言 近年来，随着铝工业的建设向大规模、高效节能的方向迅速发展，新建的电解铝厂生产规模大部分都在20万吨／年以上。铝用炭素行业也得到快速发展，罐式煅烧炉作为炭素生产主要设备之一，具有一次性投资大，使用周期长，炭质烧损低的特点。罐式煅烧炉的设计使用寿命以8年为期限，如何延长炉体使用寿命，一直是国内同行业不断探索的问题。 罐式煅烧炉的使用寿命主要与下列因素有关：科学合理的设计是延长炉体使用寿命的基础；采用高质量的耐火材料是延长炉体使用寿命的保障；优良规范的施工质量是延长炉体使用寿命的前提；科学严谨的启动和合理使用、精心维护是延长炉体使用寿命的关键〔1〕。那么，罐式煅烧炉的烘炉就显得尤为重要。 2 目前国内罐式煅烧设备特点及烘炉方法 2.1 罐式煅烧炉设备状况 罐式煅烧炉依据产量的不同，可分为六组24罐、七组28罐等；依据质量的不同可分为六层、八层等；依据火焰与物料流动方向可分为逆流式与顺流式。 目前，国内大多数炭素厂主要采用罐式煅烧炉进行石油焦煅烧。如：茌平、永城、三门峡、抚顺、渑池等都采用24罐顺流式煅烧炉；焦作采用28罐顺流式煅烧炉；而山西华圣采用沈阳铝镁设计院设计的国内首家大型32罐顺流式煅烧炉。 2.2 罐式煅烧炉的特点 罐式煅烧炉的主体是由：硅砖、耐火砖、保温砖和红砖等多种异型耐火材料砌筑而成，其心脏部位是用硅砖砌筑。硅砖是由含石英（SiO2）93％以上的硅石，经粉碎、成型、灼烧而成的，其特点是具有良好的导热性，高温下荷重软化点高，对于煅烧物料的磨损具有良好的抗磨性能，其耐火度可达1700-1750℃，在2㎏／㎝的荷重下，其软化点可达1640℃。采用硅砖砌筑火道和罐壁可以提高煅烧温度、质量和产量。但硅砖也有其薄弱的一面，即：硅砖的膨胀量比较大，耐急冷急热性差，剧烈的温度波动,将会使它发生破损,这是因为随着温度的变化,组成硅砖的成分SiO2发生了晶型转化,造成硅砖体积的急剧膨胀和收缩。 2.3罐式煅烧炉的烘炉 2.3.1烘炉的目的 烘炉就是将新建的炉子用外加热源的方式逐出硅结构体中水分，并按升温计划把炉子加热到生产使用的高温状态，使泥浆烧结为一个整体而转入生产。烘炉的目的一般有以下几点： ①排出砌筑灰浆和砖体中含有的水分； ②使砌筑灰浆与砖体烧结； ③使耐火砖，尤其是硅砖均匀膨胀，避免炉体变形或出现较大裂缝。 2.3.2过去确定烘炉保温点的方法 通常情况下，罐式煅烧炉烘炉温度保温点依据硅砖在不同温度下，其结晶形态转化时的温度预先确定以减少炉高膨胀。 硅砖的晶型转化温度如下： β型石英的变化，此变化为快速转化。 117℃ γ—磷石英 β—磷石英 +0.2% 163℃ β—磷石英 α_磷石英 +0.2% 183-270℃β—方石英 α_方石英 +2.8% 573℃ β—石英 α_石英 +0.8% ②α型石英的转化,此转化为慢转化. 870℃ α—石英 α__磷石英 +16.0% 1470℃ α—磷石英 α__方石英 +15.0% 1720℃ α—方石英 α__石英玻璃 +15.0% 据此，一般罐式炉的烘炉升温速度和炉高日膨胀量为： 温度区间℃ 升温度 ℃/h 需用时间 炉高膨胀 注明 小时 累计 小时 班 膨胀 日 膨胀 累计 膨胀量 采用块状烟煤烘炉 0-60 拉平 24 24 110℃前用 木材升温 60-100 1 40 64 0.45 1.35 2.249 100-140 0.4 100 164 0.43 1.30 7.666 排出炉内水分 140 保温 24 188 140-240 0.4 250 438 0.45 1.35 21.728 240 保温 24 462 240-300 0.4 150 612 0.47 1.41 30.541 300℃通冷却水 300-360 0.6 100 712 0.5 1.5 36.791 360-550 0.8 238 950 0.48 1.44 51.071 550-600 0.6 83 1033 0.49 1.47 56.155 575 保温 24 1057 600-700 1.2 83 1140 0.5 1.5 61.342 700-900 2.5