焙烧炉情况简介
某公司的焙烧设备选用 4 台 36 室敞开式环式焙烧炉 , 每台 2 个火焰系统 , 每个火焰系统 6 室运转 ,焙烧曲线 180 小时。每个炉室有 8 个炉箱 , 每个炉箱装三层 , 每层 7 块 , 每个炉室共装 168 块。焙烧炉以天然气为燃料进行焙烧。炭块的装出炉作业由焙烧多功能天车完成。将装好生阳极炭块和填充料的焙烧炉室接在加热系统内 , 对生炭块进行焙烧作业 , 加热炉室的最高火道温度控制在 1180℃左右。炉室温度达到设定的焙烧时间 , 切断热源脱离加热系统。待炉室冷到规定时间和温度后 , 即可进行出炉作业。首先用多功能天车将覆盖在阳极块上部的填充料抽出 ,然后再用多功能天车把阳极块夹至熟块清理机组上 ,经过清理、翻转、编组 ( 平放 , 按长方向排列 ,21 块为一组 ) 然后进入板式输送机送往炭块库 , 再用堆垛天车把 21 块为一组的焙烧炭块吊起堆放。当阳极组装需要用炭块时 , 通过输送机将炭块送至阳极组装车间。 多功能天车除完成炭块的装出炉外 , 还要完成装、吸填充料和吊运炉用设备的作业。
预焙阳极焙烧炉在运行的出现的几个问题：
1 炉面冒烟
在正常生产时，炉面出现冒烟现象，尤其在 5P、6P 位置特别明显(如图 1 所示)。在冷却炉室，炉面上出现大面积黄色物质，用工具铲开后，填充焦呈现润湿状。此种现象不仅让工作环境恶劣，也浪费能源。
图1 炉面出现冒烟
经分析，出现此现象为预热区阳极温度偏低，挥发分不能在预热区完全挥发，大部分挥发分进入强制加热区排出，但此时火道内负压较低，且挥发分进入火道的通道不畅，挥发分无法进入火道而在阳极顶部的填充焦层积聚，在强制加热区甚至冷却区最终造成挥发分的结焦硬化。
2 排烟架结焦
生产移炉时，在排烟架各火道支管底部出现结焦物质，在排烟架主管内有类炭黑物质(如图 2 所示)。
图2 排烟架结焦
排烟架结焦，主要原因是火道氧气含量不够或挥发分排除没达到着火点，大量烟气沿水平方向从分流孔通过造成火道上下温差大、料箱温度分布不均匀。根据鑫业实际生产情况，在挥发分燃烧炉室，火道有黑烟冒出以及 1P 炉室热电偶没粘焦油等现象，初步判断氧气含量不足以及大量烟气沿水平方向从分流孔通过是导致挥发分不完全燃烧为主要因素。
3 炉墙结焦，立缝堵塞
在焙烧炉出炉后，料箱壁上出现结焦现象，导致火道墙立缝堵塞，不能及时排除挥发分，炭块传热受影响(如图 3 所示)。
图3 炉墙结焦
炉墙结焦，立缝堵塞的主要原因是焙烧过程中填充焦与沥青焙烧为焦炭粘结在火道墙上。其次，筑炉过程中泥浆量控制不好也有可能发生此类情况。
4 耐火材料质量不合格
按照设计耐火材料中的氧化铝含量达不到标准，显气孔率高，耐火度达不到焙烧炉使用的理化指标，0.2MPa 荷重软化开始温度低，常温耐压强度低，高温抗折强度低，耐急冷急热性差等因素，造成焙烧炉火道墙变形、塌陷进行频繁修理。如不重视耐火材料质量，就会导致火道墙变形、塌陷。
5 工艺操作不规范
一是火道墙修理过程中一边施工一边装炉，导致施工的材料与填充料混合，二是阳极炭块装炉不规范，部分阳极炭块靠近火道墙(如图4 所示)，填充料布料不均匀，三是天车工在装炉过程中碰撞火道墙，导致火道墙变形，四是布、吸料管操作不当损伤炉面块和料箱，五是每层装阳极炭块之前的炉底铺料 100mm 和层间料 50 ～ 60mm 不均匀不平整，导致阳极炭块摆放不规则，影响焙烧质量。
图4 工艺操作不规范
1.严格控制耐火材料的理化指标
耐火材料是能承受一定高温(1580℃以上)，并能抵抗高温下某些物理化学与机械作用的材料。焙烧炉耐火材料的质量和正确使用决定焙烧炉的使用寿命，而焙烧炉使用的耐火砖是低蠕变、低气孔率的砖，所以对每一批到场的耐火砖要严格检验，取样化验必须送到国家级检测机构进行检验，对检验不合格的材料全部退货，另外安排专人到中标的耐火材料生产厂家全程监造，为不影响修理进度可在生产过程中随机取样，做到材料质量与进度两不误。
2.火道墙施工采取的措施
焙烧炉火道墙施工操作空间小，砌筑质量要求高，在整面火道墙上距炉子上表面600mm以下，距料箱底200mm以上，要求砖的立缝厚度为2±0.5mm，且不打泥浆，卧缝打泥浆要均匀、饱满，所有边部火道的外侧火道墙,即边部火道的外侧火道墙砌筑时,所有砖缝均应达到灰浆饱满。砌砖时，除上述区域的立砖缝外，其余砖缝内的泥浆要均匀、饱满，不得出现空缝，禁止向空缝中补灌泥浆。每砌0.5m高度需清理泥浆，不容许砖和泥浆掉进火道墙内，防止填充焦与沥青焙烧为焦炭粘结在火道墙上。每层墙高度与横墙每层高度同步，并且要求每皮砖要拉双线砌筑，火道两端的胀涨缝每砌一皮填纤维毡。火道墙上的拉砖与火道砖同时砌筑，不允许砌完火道砖后再卡拉砖或先砌拉砖，然后砌火道砖，砌体的砖缝必须错开，错缝的游移范围要符合炉子砌筑的质量检验标准所规定的范围，不得有通缝。为防止出现三角缝，在砌每块火道砖时，在立缝端放入2.5mm厚的纸片。
3.装炉前采取的措施
装炉前检查料箱，对裂缝进行勾缝处理，如果对大裂缝的不进行处理，导致填充料直接进入火道，使火道变窄，影响热流气体的流动和燃烧效果，从而影响阳极炭块的焙烧质量。每次装炉之前将粘结在火道墙上的焦炭清理干净，对所有立缝不通之处全部清理畅通，保证挥发分顺利进入火道，防止火焰不走正道，温度出现死角现象，及时清理排烟架结焦，鼓风机及排烟架负压调节实现有效控制。
4.工艺操作需采取的措施
安排专人指挥天车，严禁装出、炉的阳极炭块碰撞火道墙，每道墙修理完成后组织验收再进行装炉作业，杜绝边施工边装炉。炉底铺料100mm和层间料50～60mm要均匀平整，阳极炭块装在料箱的中间位置，保证箱体内的温度均匀，提高阳极炭块的整体质量。优化焙烧工艺参数，火道负压、天然气压力等工艺参数合理匹配，使烟气按照W方式通过火道，控制火道上下温差，确保料想温度分布均匀。
通过以上措施焙烧炉炉面操作质量有了很大的提高，焙烧炉整体状况比同行业较好。指标与国内大部分企业相比，焙烧工序的合格率达到98.5%、天然气消耗在65Nm3/t以下、填充料消耗控制在12kg/t以下，处于较好水平。并且预焙阳极炭块的指标有了明显的提高。
(1)对焙烧炉已经运行6年以上;火道墙变形和开裂砖缝超过30mm;墙体下沉超过50mm;变形严重的火道墙拆除后重新砌筑，避免由于火道墙砖缝变形、开裂、墙体下沉而影响阳极炭块的质量。
(2)填充料按照规程要求粒度3-6mm占比大于50%，≤1mm的占比小于10%,粒度超过规程规定必须进行更换和补充。