焙烧炉燃料燃烧控制技术的应用与研究

静jing

焙烧炉燃料燃烧控制技术的应用与研究

　目前国内外碳与石墨制品的焙烧，都采用美国式的环式敞开炉与德国里德哈默式的密闭炉（带盖炉）。这两种炉型从设计到实际应用概况见表1〔1.由于受设计、生产、操作控制几方面因素的影响，使炉的性能、使用效果上存在着较大的差异。特别是国外铝业公司焙烧炉，早己采用法国Setaram公司及其它公司的自动控温燃烧装置（见表2），其焙烧表1国内外焙烧炉部分主要特性法彼斯涅公司罗马尼亚厂南铁托厂贵铝三焙烧平果铝炉型敞开炉密闭炉敞开炉炉室/火焰系统燃料种类油天然气油煤气单耗运转炉室数加热周期，h料箱，室产能，万t/a表2国内外应用法国Setaram公司燃烧架情况能燃料使用燃烧燃烧架数焙烧周期单耗架年份个苏联天然气法国彼斯涅公司油印度联合铝业公司油中国贵铝日轻炉油中国贵铝法AP炉油中国平果铝厂煤气炉产能、焙烧制品的均匀性能、能耗及烟道寿命等优点充分体现出来。我国贵州铝厂从1987年开始，设想对原“日轻炉”进行改造挖潜，达到提产降耗目的。
　　与法国Setaram公司进行技术交流，并且从日本购进该种燃烧装置旧设备，进行研究、改造、试验取得一定的成效。10年后的今天除平果铝业公司外，贵铝也结合法国彼斯涅铝业公司引进的AP焙烧炉技术，引进了Setaram公司先进的成套自动控温装置。
　　1焙烧炉燃料燃烧自动控制装置到目前为止，我国绝大多数碳素厂焙烧炉采用管道加阀门、油泵等组合件式燃烧架，并用人工调节方式控制燃料燃烧及温度。应用这种方式控制的弊端是控温能力低，温差大，制品均质性不好，火道寿命短，燃料单耗高。*近几年国内平果铝厂及贵州铝厂先后引进了法国Setaram公司燃烧架（见）。
　　这种燃烧架*大特点是控温精度高，火道中的温度、负压都通过PLC及工业PC控制机检测，控制燃料燃烧处于良好状态。从温度的角度看，同炉室各条火道水平温差很小，贵铝三焙烧的法国AP炉测定*高温差为11Q*低与设定目标温度相等即“0”。
　　而炉箱内的各处焙烧制品，其*高温差为4个运转炉室火道热冷端温差约60C.这充分说明这种自动控温燃烧架是当今*合适的，同时也是很先进的。
　　自动控温燃烧架另一个特点。是火道温度控制以前一个炉室的“热端”作为调节该炉火道的温度基准。另外调节中，采用比例积分、微分运算使负压定位在一定范围内实现温度自动调节。这种测定与调节国内外焙烧炉也有所不同（如）法国彼斯涅铝业公司与印度铝业公司采用A类型方式，而前苏联及“日轻炉”采用D类型方式。贵铝引进AP焙烧炉是“E类型式，而国内如青海铝厂炉等采用”C类型式。由于燃烧架测温控温及位置布局差异，形成焙烧制度及产品特性也自然产生不同的变化。
　　2焙烧炉火焰系统炉室分布形式碳素焙烧炉一个火焰系统由预热、加热焙烧炉室、冷却炉室、密封炉室，装出炉室和检修炉室组成。
　　国内密闭炉一般预热加热炉室为5~8个，敞开炉为5~6个。冷却炉室随着生产或设计而定。冷却方式有自然冷却（如密闭炉）和强制冷却（如敞开炉）两种。炉室分布由产品产量、产品特性、工艺焙烧制度及操作控制手段等决定。列举了较为典型的国内外焙烧炉一个火焰系统炉室分布形式。以美国诺兰达铝业公司〔2〕（甲）及法国彼斯涅铝业公司AP炉（丙）为代表的W型火道，采用焙烧周~3排火焰燃烧架，并且每排架都是双喷嘴，工艺参数（温度、负压）自动控制。而以贵铝“日轻炉”（乙）V“型火道形式或国内大部分密闭炉及敞开炉，无论炉室火道结构怎样，都采用1~4排火焰架（喷孔）但不同的每排都是一个喷嘴。对于国内外炭素焙烧炉来说，除燃烧架、喷嘴点量不同外，其配置位置方式也有所不同。一般国内密闭炉喷嘴分为炉的侧部或炉的顶部卩位而敞开炉都在炉火道的上部。由于国内外炭素焙烧炉火焰系统上述炉室分布，火焰喷射点量及位置，控制手段与方法上的不同，其同类型炉的产品产量、质量、热耗及炉热效率也存在着很大的差距。代表单喷嘴的引进”日轻炉“设计热效率为21. 9%，而代表双喷嘴自动燃烧架及炉室合理分布的法国引进AP焙烧炉为29.5%其热效率差为7.6个百分点。这也说明炉的设计特性与燃料燃烧控制装置及炉室中系统配置也有密切的关联。从上述系统4种形式，喷油（气）位置，零压炉设定及负压测定位置都有所不同，这些不同从烟气量分配与控制，热平衡与热传递角度，研究和探讨炉室结构设计、燃料燃烧控制技术及生产操作管理制度等方面也是一个有益的新课题。
　　3焙烧炉燃料燃烧控制装置应用效果按照同类型焙烧炉用普通方式燃烧调节控制与法国Setaram公司自动控温燃烧架控制之间效果对比，相差是很大的。法国引入“AP炉经炉性能考核，同炉室火道（热冷端）前后温差20温差4~0Q火道垂直温差T，腿42°C.而贵铝引进的”日轻炉“其火道同条前后温差80 ~350水平温差经试验测定70这些不但表明炉火道温度分布的均匀性与炉设计，自动控温程度有关，从另一个角度也反映了为提高焙烧炉性能引进这种先进燃烧控温设备及相关技术的必要性。特别烟道处于*高温度阶段时，这种燃烧架燃烧控温超标率不超过1 %因此使局部火道°轻合金加工。
　　阳极氧化膜新封孔法微波水合封孔王祝堂（漯河铝合金型材厂，河南漯河462000）的优点而克服了它们的缺点，但要转化为大规模的工业化封孔法还需要做许多工作铝材上的阳极氧化膜是多孔的，孔隙率约为35%其抗污染性和抗蚀性都不高。另外，这种多孔氧化膜在着色或染色后，如不进行封孔处理，也很容易退色。因此，对阳极氧化或电解着色生成的氧化膜都要进行封孔处理。
　　1常规封孔1〕早在二、三十年代就开始用80 ~100C的水对硫酸阳极氧化膜进行封孔。*早使用的蒸汽封孔和沸水封孔处理因简单、方便，至今仍在使用。近些年来又发展了金属盐封孔、有机物封孔、涂漆封孔、低均匀，法国引进的“AP”炉碳块外观质量合格率为98%以上，比“日轻炉”提高3%~4%而控温实现自动控制，燃料（油）消耗AP炉为67~70kg/t―c而“日轻炉”为110kg/tc（实际消耗为120~160kg/t―c）另外，这两种炉的控温方法，操作控制精度，劳动强度和控制水平效果上也大不相同〔4〕。
　　4结语法国Setaram公司的碳素焙烧炉燃料控制装置温封孔等。
　　1.1水合封孔水合封孔分为沸水封孔和高压（常压）蒸汽封孔。阳极氧化膜在水合封孔时产生的*重要的反应，就是生成Y水铝石（Al23H2），由于其密度420kg/m3）小，体积大约33%，堵塞了氧化膜的孔隙。氧化膜与水的反应如下：也有人认为，在封孔过程中，氧化膜的微细孔侧壁膨胀，孔径变小，*终塞住细孔。及相应技术己在国外焙烧炉上应用。而我国*近几年才开始引进，在生产上处于实验阶段。如能在我国的所有碳素焙烧炉应用或开发这种燃烧架，分别应用各种焙烧炉燃料的自动调节控制，这将使我国的碳与石墨制品焙烧技术取得进步，产生巨大的经济与社会效益。
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