許敏，李浩，劉偉

（中鋁山東有限公司，山東 淄博，255052）

煅燒爐是炭素生產(chǎn)的“兩爐一機(jī)”，是炭素生產(chǎn)的重要煅燒設(shè)備之一。罐式煅燒爐具有煅燒質(zhì)量穩(wěn)定、碳質(zhì)燒損少、無(wú)需外加燃料等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)內(nèi)得到普遍應(yīng)用。煅燒爐一般運(yùn)行2-3年就會(huì)發(fā)生罐體破損，加之近幾年為了降低成本，大量使用高硫焦更加重了這一趨勢(shì)。罐體破損后，罐體內(nèi)煅后焦流出阻塞火道，進(jìn)而造成煅燒爐無(wú)法正常運(yùn)行，爐溫降低，產(chǎn)量、質(zhì)量大受影響。

煅燒爐罐體破損修補(bǔ)是一個(gè)行業(yè)難題，傳統(tǒng)處理方法有整體大修、局部噴補(bǔ)、短路處理三種。其中煅燒爐整體大修，效果最好，但檢修費(fèi)用高，每組煅燒爐大修費(fèi)用高達(dá)100萬(wàn)元，修爐時(shí)間長(zhǎng)，停爐、拆除、砌筑、烘爐，檢修時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月；局部噴補(bǔ)，雖然可以實(shí)現(xiàn)不停爐修補(bǔ)，但修補(bǔ)質(zhì)量差，噴出的泥漿強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到爐磚的強(qiáng)度，且只能處理小面積的破損，更無(wú)法處理坍塌的隔板磚；短路處理，檢修費(fèi)用低，可以使火道疏通，但是破壞了爐體溫度梯度，不利于產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

中鋁山東有限公司技術(shù)人員研發(fā)了罐式煅燒爐在線修補(bǔ)技術(shù)，很好的解決了罐體破損修補(bǔ)這一行業(yè)難題。該技術(shù)可以在不拆除大墻以及完全停產(chǎn)的情況下，實(shí)現(xiàn)罐體修補(bǔ)，且修補(bǔ)后使用鄰近火道揮發(fā)分來(lái)進(jìn)行烘爐，具有修補(bǔ)質(zhì)量高，接近于完全大修質(zhì)量水平；檢修費(fèi)用低，每組5萬(wàn)元左右；檢修時(shí)間短，22天左右即可完成。中鋁山東有限公司炭素于2016年8月對(duì)1臺(tái)煅燒爐的二組、四組、五組進(jìn)行了在線修補(bǔ)，效果良好。

1 罐體破損現(xiàn)狀分析

1.1 煅燒爐溫度現(xiàn)狀

從上面統(tǒng)計(jì)表可以看出：二組、四組、五組的個(gè)別火道溫度無(wú)法達(dá)到工藝要求（首層火道溫度1050℃～1200℃；二層火道溫度1250℃～1380℃）。

1.2 煅燒爐分火道負(fù)壓

從上面統(tǒng)計(jì)表可以看出：二組、四組、五組的個(gè)別火道負(fù)壓無(wú)法達(dá)到工藝要求；（首層火道負(fù)壓15～20pa；二層火道負(fù)壓25～30Pa）。

1.3 煅后焦真密度

從上面統(tǒng)計(jì)表可以看出破損煅燒爐的真密度不穩(wěn)定，且合格率偏低（真密度＞2.05g/cm3）。

1.4 罐體破損面積個(gè)數(shù)，空罐檢查，火道阻塞情況

通過(guò)在線觀察、空罐檢查，其中二組有3條火道堵塞嚴(yán)重，破損位置位于4-7層；四組有3條火道堵塞嚴(yán)重，破損位置位于3-7層；五組有2條火道堵塞嚴(yán)重，破損位置位于2-8層；根據(jù)破損的位置和面積，其他方式例如噴補(bǔ)、在線修補(bǔ)難以保證煅燒爐長(zhǎng)期運(yùn)行。

2 項(xiàng)目方案

2.1 罐體冷卻

2.1.1 四組、五組的冷卻

罐體的降溫冷卻過(guò)程需停排料，同時(shí)關(guān)閉首層、二層的揮發(fā)分拉板。為了最大限度減少產(chǎn)量、質(zhì)量損失，采用逐組檢修的方式。首先，利用2天的時(shí)間排空檢修組及相鄰罐體，再利用4天時(shí)間進(jìn)行冷卻。為快速將罐體內(nèi)溫度降到50℃以下，可以采取以下措施：①五組開(kāi)始空罐之后，先在料斗上方加蓋板將其密封；②在料全部排空后，打開(kāi)上方的蓋板進(jìn)行冷卻，同時(shí)在卸料閥處加助吹風(fēng)管；③在爐頂加軸流風(fēng)機(jī)降溫。

2.1.2 中間組的冷卻

二組利用2天時(shí)間空罐，打開(kāi)罐體上部蓋板冷卻，同時(shí)將一組、三組靠近二組的4個(gè)罐停止排料，關(guān)閉其揮發(fā)分拉板進(jìn)行降溫。

為降低對(duì)負(fù)壓的影響，同時(shí)保證冷卻效果，關(guān)閉七層廢氣拉板保證負(fù)壓，同時(shí)打開(kāi)首層、二層一直到七層的觀察口進(jìn)行冷卻。另外，打開(kāi)卸料閥處理口，通風(fēng)管冷卻。由于二組處于兩組之間，只采取上述辦法冷卻效果不佳。

為快速降溫，我們啟動(dòng)其排煙機(jī)，并將二組七層拉板打開(kāi)，一方面為了火道快速降溫，同時(shí)保證煅燒爐負(fù)壓，利用5天時(shí)間，罐體溫度降到了50℃以下。

2.2 罐體檢修

2.2.1 四組、五組的檢修

進(jìn)入五組罐體開(kāi)始檢修后，按照1個(gè)罐/天進(jìn)度組織，五組檢修完提前1天，將原先保溫的四組2個(gè)罐排空，開(kāi)始檢修15#、16#罐。

為不影響三組排料，針對(duì)13#、14#罐的檢修，采用自然冷卻辦法進(jìn)行降溫，但效果不佳，因此將三組的11#、12#罐停排料保溫，同時(shí)將11#、12#火道首層、二層的揮發(fā)分拉板關(guān)閉進(jìn)行降溫。采用該辦法2天后，13#、14#罐體溫度由原先130℃降到了60℃，達(dá)到了進(jìn)罐作業(yè)的要求。

表1 煅燒爐溫度

表2 煅燒爐分火道負(fù)壓

表3 修爐材料、方式及標(biāo)準(zhǔn)

表4 烘爐過(guò)程

待13#、14#罐體利用2天時(shí)間檢修完后，五組開(kāi)始加煅后焦點(diǎn)火烘爐，同時(shí)三組的11#、12#火道溫度采用停2個(gè)小時(shí)排2個(gè)小時(shí)的辦法逐步提溫，待七層處達(dá)到800℃以上后，三組恢復(fù)正常排料。

2.2.2 中間組的檢修

由于二組4個(gè)罐只有1個(gè)破損較嚴(yán)重，因此檢修速度較快。利用2天時(shí)間檢修完畢。

2.2.3 修爐材料、方式及標(biāo)準(zhǔn)

2.3 罐體烘爐

2.3.1 揮發(fā)分烘爐技術(shù)

與傳統(tǒng)的烘爐方式不同，本次烘爐采用揮發(fā)分烘爐，將相鄰運(yùn)行罐體的揮發(fā)分引入修復(fù)罐體點(diǎn)燃烘爐。此項(xiàng)技術(shù)可以節(jié)省烘爐燃料費(fèi)用，升溫控制精度基本滿足烘爐需要，具體操作方法及注意事項(xiàng)如下：

（1）點(diǎn)火烘爐過(guò)程中，先將所借用揮發(fā)分火組的七層蓋子支起，便于降低此組的負(fù)壓而使揮發(fā)分向所需要烘組轉(zhuǎn)移，同時(shí)在豎道口插上煙管后，不能將其密封，防止揮發(fā)分滅火且含量急劇增多導(dǎo)致爆炸，需要待首層磚發(fā)紅之后再將豎道口進(jìn)行密封。

（2）烘爐過(guò)程中，要注意4條火道揮發(fā)分的均勻性，保證每條火道下火均勻，溫度均勻上升。在前期烘爐時(shí)要將首層的空氣拉板、二層的揮發(fā)分、空氣拉板關(guān)閉，使揮發(fā)分從首層達(dá)到二層.備注：剛開(kāi)始烘爐時(shí)溫度較低，揮發(fā)分燃燒不好，不易空氣太多，否則會(huì)造成溫度下降，其靠負(fù)壓從墻體漏縫處抽的空氣即足夠。

（3）烘爐過(guò)程中，為了保證五組的揮發(fā)分，采用以下辦法：降低整體負(fù)壓，同時(shí)將所引揮發(fā)分組的七層蓋子支起，以便揮發(fā)分溢出到所烘組中，也可適當(dāng)關(guān)閉一組、二組的揮發(fā)分拉板，在同樣的負(fù)壓條件下，抽進(jìn)的空氣促使揮發(fā)分從豎道口溢到五組。降低負(fù)壓的另一個(gè)目的為：減少空氣便于火焰拉長(zhǎng)而充分烘爐。

2.3.2 五組、四組的具體烘爐過(guò)程

2.3.3 中間組的具體烘爐過(guò)程

圖1 煅后焦真密度變化曲線

表5 烘爐過(guò)程

表5 火道溫度

表6 火道負(fù)壓

圖2 煅后焦真密度變化曲線

為盡快恢復(fù)一組、三組停排料罐體兩側(cè)的火道溫度，一組的3#、4#于二組5#、6#罐修完后，開(kāi)始停2個(gè)小時(shí)排2個(gè)小時(shí)，三組9#、10#罐于二組全部修爐完畢后，開(kāi)始停2個(gè)小時(shí)排2個(gè)小時(shí)逐步提溫，以上四個(gè)罐于二組烘爐后的第3天排3個(gè)小時(shí)停1個(gè)小時(shí)，于二組烘爐后的第4天，八層火道達(dá)到900度以上，恢復(fù)正常排料。

3 效果

采取以上罐體修補(bǔ)及啟動(dòng)技術(shù)后，可快速實(shí)現(xiàn)煅燒爐達(dá)標(biāo)、達(dá)產(chǎn)，并大大降低檢修費(fèi)用，取得了較好的技術(shù)效果。

3.1 爐溫

從上面統(tǒng)計(jì)表可以看出：破損罐體經(jīng)修補(bǔ)后，火道溫度全部達(dá)到工藝要求（首層火道溫度1050℃～1200℃；二層火道溫度1250℃～1380℃）。

3.2 負(fù)壓情況

從上面統(tǒng)計(jì)表可以看出：罐體修補(bǔ)后，火道負(fù)壓全部達(dá)到工藝要求（首層15-20pa；二層25-30Pa）。

3.3 真密度情況

從上面統(tǒng)計(jì)表可以看出：煅燒爐檢修后，煅后焦的真密度得到了較大的提升，2.06以上合格率達(dá)到100%，且質(zhì)量非常穩(wěn)定，為后續(xù)工序的生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)的原料。

3.4 效益情況

（1）相對(duì)于停爐檢修、啟動(dòng)周期2個(gè)月，該技術(shù)的應(yīng)用，可減少因煅燒爐檢修造成的產(chǎn)量損失1700噸（按照單罐1小時(shí)排料量88KG計(jì)算），不僅降低煅后焦生產(chǎn)成本，而且可大大減少因煅燒爐檢修，造成炭素生產(chǎn)線不平衡的問(wèn)題；

（2）按照烘爐啟動(dòng)每組需要天然氣8000m3計(jì)算，該技術(shù)可節(jié)約烘爐啟動(dòng)費(fèi)用12萬(wàn)元，同時(shí)可節(jié)約烘爐所需的噴槍、補(bǔ)償導(dǎo)線、報(bào)警儀及其他相關(guān)改造費(fèi)用；

（3）因只對(duì)個(gè)別組修補(bǔ)，可降低因烘爐集中添加煅后焦的工作量，同時(shí)可避免排料初期振動(dòng)器堵料的問(wèn)題。

4 結(jié)論

在遇到煅燒爐破損，影響火道溫度、負(fù)壓，進(jìn)而影響質(zhì)量、產(chǎn)量時(shí)，通過(guò)在線修補(bǔ)技術(shù)和揮發(fā)分烘爐技術(shù)的處理，可以安全、快速扭轉(zhuǎn)因煅燒爐破損造成的被動(dòng)局面，而且通過(guò)日后的應(yīng)用效果來(lái)看，在節(jié)約檢修費(fèi)用、縮短檢修周期的情況下，可以很好的保證產(chǎn)量、質(zhì)量，從而延長(zhǎng)煅燒爐的大修周期，降低煅后焦的生產(chǎn)成本，具有較好的推廣意義。