CN103575112A - 阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法 - Google Patents

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王有来
杨求思
李勇
车金平
任均民
孙金国
邓永春
陈小波
程磊
石强
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Abstract

本发明涉及电解用阳极焙烧工艺领域，特别是一种阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法。本发明提供了一种以有效延长阳极炭块焙烧炉火道墙使用寿命的阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法，包括以下几个维护阶段，a、焙烧维护阶段，在焙烧炉的焙烧阶段使用柱状火焰对火道墙进行加热；b、出炉维护阶段，在出炉阶段对火道墙进行维修。通过在焙烧维护阶段使用柱状火焰对火道墙进行加热，使火道墙受热更加均匀。采用面密封的方法对焙烧炉进行密封可以有效防止冷空气进入，造成火道墙上部温度过低，影响其使用寿命。

Description

阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法
技术领域
本发明涉及电解用阳极焙烧工艺领域，特别是一种阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法。
背景技术
阳极是预焙槽铝电解生产的心脏,是电解铝生产中的主要消耗材料，在电解的电化学反应中参与反应并消耗，阳极质量的好坏直接影响到电解槽的稳定生产及电解的产量和质量等技术经济指标。阳极焙烧是电解铝阳极生产的重要工序，目的在于使沥青焦化，提高阳极的机械性能、提高阳极良好的导电性和导热性、降低阳极炭块的氧化反应率。
阳极焙烧使用的设备为环式焙烧炉，敞开式环式阳极焙烧炉，采用天然气作燃料，每座焙烧炉有两个火焰系统，36个炉室，每个炉室有8个料箱和9个火道，每条火道墙有4个观察孔，采用立装模式，每个炉室放置3层阳极，每层放置7块，阳极周围覆盖填充料，起到隔绝空气、固定形状、传热作用，在焙烧时，天然气燃烧产生的热量，通过火道墙和填充料的传导，对生阳极进行加热，阳极中的沥青受热后，随着温度的变化，发生物理、化学变化，产生挥发分，挥发分通过火道墙透气孔，进入火道墙，参与燃烧，焙烧中采用的焙烧周期是168小时，每28小时燃烧系统设备即需要向前移动一个炉室，炉室经过焙烧、冷却、出炉、装炉、焙烧各个环节，周而复始，循环生产。
国内碳素行业使用的焙烧炉，在生产过程中因使用和维护不当，造成火道墙使用寿命大大缩短，平均使用寿命仅有三年至四年。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以有效延长阳极炭块焙烧炉火道墙使用寿命的阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括以下几个维护阶段，
a、焙烧维护阶段，在焙烧炉的焙烧阶段使用柱状火焰对火道墙进行加热；
c、出炉维护阶段，在出炉阶段对火道墙进行维修。
进一步的是，在焙烧维护阶段采用火焰对火道墙加热时，并采用对每道火道墙加热的火焰进行单独控制的方法来对火道墙进行加热，在焙烧阶段使用天然气燃烧产生的火焰对火道墙进行加热，在对火焰进行单独控制时通过调节阀的开闭来调节天然气气体压力从而使天然气火焰喷射成柱状。
进一步的是，在焙烧维护阶段使用天然气燃烧产生的火焰对火道墙进行加热，采用让天然气和空气充分混合的方法使天然气火焰喷射成柱状。
进一步的是，在焙烧维护阶段，采用面密封的方法对焙烧炉进行密封。
进一步的是，在焙烧维护阶段和出炉维护阶段之间还包括：b、冷却维护阶段，在焙烧炉的冷却阶段，当火道墙处于高温时，通过调节冷却风机阀门，降低火道墙冷却速度，减缓火道墙冷却降温梯度，在焙烧炉处于低温时，利用冷却架，通过加快冷却速度的方法对火道墙进行强制冷却，使得焙烧阳极最终冷却温度符合出炉要求。
进一步的是，在出炉维护阶段对火道墙进行维修时，用松缝机对焙烧炉火道墙进行校直和松缝，用清刷机对火道墙进行清刷。
本发明的有益效果是：通过在焙烧维护阶段使用柱状火焰对火道墙进行加热，使火道墙受热更加均匀。采用面密封的方法对焙烧炉进行密封可以有效防止冷空气进入，造成火道墙上部温度过低，影响其使用寿命。当火道，在冷却维护阶段墙处于高温时，降低火道墙冷却速度，减缓火道墙冷却降温梯度，在焙烧炉处于低温时，通过加快冷却速度的方法对火道墙进行强制冷却，可以防止火道墙耐火砖剧烈收缩。
附图说明
图1是本发明的焙烧炉结构示意图；
图中零部件、部位及编号：焙烧炉体1、焙烧炉盖2、锥形密封面3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
1、阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法：包括以下几个维护阶段，
a、焙烧维护阶段，在焙烧炉的焙烧阶段使用柱状火焰对火道墙进行加热；
c、出炉维护阶段，在出炉阶段对火道墙进行维修。
阳极焙烧包括焙烧阶段、冷却阶段、出炉阶段，焙烧维护阶段是指在焙烧阶段对火道墙进行维护，出炉维护阶段是指在出炉阶段对火道墙进行维护，现有技术中对火道墙进行加热的火焰为伞状，由于伞状火焰短，且有效加热区域集中在端部，因此在加热过程中火道墙受热不均匀。而柱状火焰长，可对火道墙进行加热的区域长，且热量在柱状火焰的长度方向上分布均匀，因此可以使火道墙受热均匀，避免热应力对火道墙产生损害。在出炉阶段及时对火道墙进行维修，可以修复其缺陷，从而延长火道墙的使用寿命。
在焙烧维护阶段采用火焰对火道墙加热时，并采用对每道火道墙加热的火焰进行单独控制的方法来对火道墙进行加热，在焙烧阶段使用天然气燃烧产生的火焰对火道墙进行加热，在对火焰进行单独控制时通过调节阀的开闭来调节天然气气体压力从而使天然气火焰喷射成柱状。对每道火道墙的火焰进行单独控制更能容易使受控的火焰成柱状，从而保证单条火道墙温度分布均匀，火道墙变形较小。加热的火焰由从阀中喷射出的天然气产生，因此可以调节阀的开闭来调节天然气气体压力。
在焙烧维护阶段使用天然气燃烧产生的火焰对火道墙进行加热，采用让天然气和空气充分混合的方法使天然气火焰喷射成柱状。在焙烧维护阶段使用天然气燃烧产生的火焰对火道墙进行加热，采用让天然气和空气充分混合的方法使天然气火焰喷射成柱状。采用上述方法时一般需要采用带有二次空气供应的气体燃烧器，来调节与天然气混合的空气的量。通过上述的方法对天然气火焰进行调整后，火焰长度由原来的1.5米延长至2.5米以上。
采用上述方法对火道墙的加热方法进行改进后的效果如下表所示：
Figure BDA0000419091230000031
由于温度偏差越小，火道墙受热越均匀，从上表可以看出采用改进的方法后实际的偏差都小于工艺要求的偏差。
如图1所示在焙烧维护阶段，采用面密封的方法对焙烧炉进行密封。具体实施时将焙烧炉体1上方开口处与焙烧炉盖配合的部分设计成带有一定锥度的锥形密封面3，相应的，在焙烧炉盖下方与焙烧炉体相配合的部分也设计成带有同样锥度的锥形密封面3。这样焙烧炉盖的锥形密封面3和焙烧炉体1的锥形密封面3在配合时可以形成面密封，使炉盖密封严实，无泄漏，减少冷空气进入，确保火道墙上部温度均匀。另外，还可以改进了炉盖的加工原料，使得炉盖更加耐高温，避免在高温下产生变形，造成密封不严的情况。
在焙烧维护阶段和出炉维护阶段之间还包括：b、冷却维护阶段，在焙烧炉的冷却阶段，当火道墙处于高温时，通过调节冷却风机阀门，降低火道墙冷却速度，减缓火道墙冷却降温梯度，在焙烧炉处于低温时，利用冷却架，通过加快冷却速度的方法对火道墙进行强制冷却，使得焙烧阳极最终冷却温度符合出炉要求。冷却维护阶段是指在冷却阶段对火道墙进行维护，不合理的冷却速度容易使火道墙产生变形和损害，通过调节焙烧炉的冷却速度，避免其在高温下急剧冷却，可以延长火道墙的使用寿命。
在出炉维护阶段对火道墙进行维修时，用松缝机对焙烧炉火道墙进行校直和松缝，用清刷机对火道墙进行清刷，可以防止焙烧炉火道墙透气孔的堵塞、弯曲变形、填充料结垢，使得焙烧过程中火道墙温度均匀。具体出炉作业完成后，班组人员根据炉室粘接情况，动用火道墙清理机对墙体表面粘料进行清理，在进行炉室清刷作业时，通过起重设备吊运清刷机至相应炉室，清刷机进入炉室内部，在气缸的作用下，刷盘靠近焙烧炉火道墙，在电机作用下，刷盘带动刷子一起转动，能有效清刷整个火道墙表面。焙烧炉炉室清理作业完成后，对炉室变形和透气孔堵塞严重的火道墙，班组人员操作松缝机，从底部、中部、顶部三个部位对墙体进行反复校正和松缝，延长其使用寿命。
在生产实践中采用本发明的阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法比现有技术中的未采用本发明方法进行维护的阳极炭块焙烧炉火道墙的使用寿命多了6年以上。

Claims (6)

1.阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法，其特征在于：包括以下几个维护阶段，
a、焙烧维护阶段，在焙烧炉的焙烧阶段使用柱状火焰对火道墙进行加热；
c、出炉维护阶段，在出炉阶段对火道墙进行维修。
2.如权利要求1所述的阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法，其特征在于：在焙烧维护阶段采用火焰对火道墙加热时，并采用对每道火道墙加热的火焰进行单独控制的方法来对火道墙进行加热，在焙烧阶段使用天然气燃烧产生的火焰对火道墙进行加热，在对火焰进行单独控制时通过调节阀的开闭来调节天然气气体压力从而使天然气火焰喷射成柱状。
3.如权利要求1所述的阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法，其特征在于：在焙烧维护阶段使用天然气燃烧产生的火焰对火道墙进行加热，采用让天然气和空气充分混合的方法使天然气火焰喷射成柱状。
4.如权利要求1所述的阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法，其特征在于：在焙烧维护阶段，采用面密封的方法对焙烧炉进行密封。
5.如权利要求1所述的阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法，其特征在于：在焙烧维护阶段和出炉维护阶段之间还包括：b、冷却维护阶段，在焙烧炉的冷却阶段，当火道墙处于高温时，通过调节冷却风机阀门，降低火道墙冷却速度，减缓火道墙冷却降温梯度，在焙烧炉处于低温时，利用冷却架，通过加快冷却速度的方法对火道墙进行强制冷却，使得焙烧阳极最终冷却温度符合出炉要求。
6.如权利要求1所述的阳极炭块焙烧炉火道墙的维护方法，其特征在于：在出炉维护阶段对火道墙进行维修时，用松缝机对焙烧炉火道墙进行校直和松缝，用清刷机对火道墙进行清刷。
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