鋁業(yè)碳素回轉(zhuǎn)窯實(shí)收率低的原因分析及改進(jìn)措施

雷青

摘 要：本文對(duì)影響青銅峽鋁廠回轉(zhuǎn)窯煅燒實(shí)收率的部分因素進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，并依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際.提出了有效的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)窯;煅燒實(shí)收率;原因分析;改進(jìn)措施

煅燒石油焦是鋁電解用炭素預(yù)焙陽極生產(chǎn)必須的大宗原料，煅燒石油焦主要采用回轉(zhuǎn)窯、罐式爐、電熱煅燒爐等煅燒方式進(jìn)行生產(chǎn)。比較而言，回轉(zhuǎn)窯具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、產(chǎn)量大且能連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，但也存在煅燒實(shí)收率低的明顯缺點(diǎn)。而煅燒實(shí)收率如果能提高1%，按照目前煅燒焦生產(chǎn)成本計(jì)算，噸煅燒焦成本可節(jié)約10～15元左右，對(duì)于一個(gè)年產(chǎn)15萬t的電解鋁廠，年可節(jié)約成本80～120萬元左右，經(jīng)濟(jì)效益可觀。因此，切實(shí)結(jié)合大規(guī)模鋁電解工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，采取有效措施來提高煅燒實(shí)收率，對(duì)鋁電解企業(yè)具有重大實(shí)際生產(chǎn)意義。

1 煅燒實(shí)收率狀況

以青銅峽某鋁廠（下簡(jiǎn)稱A鋁廠）現(xiàn)使用的二臺(tái)

規(guī)格為φ2.2×45m回轉(zhuǎn)窯為例，歷年來煅燒實(shí)收率一直在72%左右徘徊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到目前行業(yè)領(lǐng)先指標(biāo)74%。

2 影響煅燒實(shí)收率的原因

2.1 石油焦水份過高影響實(shí)收率

石油焦經(jīng)高溫煅燒，水分基本被排完，因此.石

油焦實(shí)際水分含量每增大1% ，就意味著煅燒實(shí)收率將下降1%;同時(shí)，石油焦中水分在高溫下被快速汽化成大量過熱水蒸汽從物料內(nèi)部排除，不但造成物料易破碎、孔隙度增大，也增加了窯尾總排煙量，增大了物料抽走量，A鋁廠目前水分含量9.6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于進(jìn)廠質(zhì)量指標(biāo)。

2.2 石油焦揮發(fā)分含量偏高

揮發(fā)分作為一種可利用的高熱值燃料，用來提高煅燒帶溫度和降低天然氣消耗是非常必要的。通過A鋁廠回轉(zhuǎn)窯長期生產(chǎn)表明，石油焦揮發(fā)分含量控制在10% ～10.5%較為理想。若石油焦揮發(fā)分含量偏大，經(jīng)高溫煅燒后將基本被排完，這意味著超出理想范圍的揮發(fā)分百分含量每增加1%，煅燒實(shí)收率將下降1%，將嚴(yán)重影響煅后料實(shí)收率。

2.3 石油焦粒度偏細(xì)

石油焦粒度越細(xì)，則其在窯內(nèi)與熱氣流接觸燃燒的總表面積大幅度增加，其燃損就會(huì)增加;其次，石油焦粒度越細(xì)，則燃燒帶火苗越低，煅燒溫度也越低，且煅燒帶易發(fā)生前移，為確保煅燒帶溫度及位置，不得不加大空氣、天然氣用量和窯頭窯尾負(fù)壓，造成炭質(zhì)物料燒損和粉料抽走量增加，煅燒實(shí)收率大幅下降。以前國內(nèi)、外對(duì)石油焦粒度尚無明確的指標(biāo)要求，A鋁廠所進(jìn)石油焦普遍存在粒度偏細(xì)問題，其曾在2015年12月對(duì)進(jìn)廠石油焦做過粒度分析，其中，小于5mm料占石油焦總量的60%以上。石油焦偏細(xì)不但影響煅燒實(shí)收率，也影響成型平衡生產(chǎn)及配料的穩(wěn)定性，造成焙燒廢品幾率增加。

2.4原料上料前未進(jìn)行配料和篩分

可以看出A鋁廠所進(jìn)石油焦偏細(xì)，在實(shí)際生產(chǎn)中，大于70mm的石油焦只占物料總量的10% ～l5%左右， 85% ～90%的石油焦不需要破碎，由于格篩堵塞等原因，部分小顆粒石油焦再次被破碎成更碎的小顆粒及粉料，導(dǎo)致煅燒實(shí)收率下降.

2.5 除塵粉不能有效回收利用

在回轉(zhuǎn)窯正常生產(chǎn)時(shí)，除塵器通過引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生風(fēng)量，將粉塵送到除塵器體內(nèi)，含塵氣流在除塵器內(nèi)部做旋轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，塵粒在離心力的作用下，克服阻力被甩至器壁并在器壁附近逐漸到濃縮，直此含塵濃度超過塵氣的荷載能力時(shí)，便從塵氣中分離出來，達(dá)到除塵的目的。細(xì)小的微粒粉塵，隨氣流切入水膜除塵筒體中，粘附在筒體內(nèi)壁，隨著水流從除塵器底部排走進(jìn)行沉淀。

2.6二三次風(fēng)風(fēng)嘴對(duì)物料流動(dòng)的阻力。

A鋁廠現(xiàn)使用回轉(zhuǎn)窯配備有二三次風(fēng)風(fēng)嘴10個(gè);風(fēng)嘴位于窯體內(nèi)部，呈“1”字型排列，與物料運(yùn)行方向形成90度切角， 影響物料移動(dòng)速度;物料在窯內(nèi)停留時(shí)間過長，燒損過大，造成實(shí)收率下降。

2.7 員工業(yè)務(wù)水平低，操作不合理

目前，各鋁廠一般對(duì)煅燒焦的常規(guī)考核指標(biāo)是電阻率（≤600μ.Ω.m，真密度≥2.02g/cm ），而對(duì)煅燒實(shí)收率完成情況未做任何明確規(guī)定。一線職工為完成煅燒焦電阻率、真比重指標(biāo)時(shí)，在煅燒各項(xiàng)工藝參數(shù)均有富裕的調(diào)整條件時(shí)不能進(jìn)行合理操作。

3 對(duì)策與建議

3.1 嚴(yán)格進(jìn)廠石油焦指標(biāo)

特別是控制石油焦水分、揮發(fā)分含量，盡量選購粒度大、粉焦量少的石油焦。

3.2 加強(qiáng)與改進(jìn)煅前石油焦的預(yù)處理

針對(duì)不同廠家石油焦粒度、水份、揮發(fā)分不同的特點(diǎn)，A鋁廠建立嚴(yán)格的石油焦分倉堆放搭配帶料管理制度，按照物料指標(biāo)情況，對(duì)不同廠家石油焦進(jìn)行摻配，摻配后的石油焦帶入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行使用，穩(wěn)定了煅燒工藝及煅后料質(zhì)量，做到預(yù)處理。

3.2.1建立原料格篩清理制度

篩孔規(guī)格為70×70mm的吊掛式格篩，是將大于70mm物料導(dǎo)入石油焦對(duì)輥破碎機(jī)進(jìn)行破碎，而小于70mm篩下物料不經(jīng)破碎而直接導(dǎo)入地坑送料皮帶帶走備用，建立格篩清理制度每班對(duì)篩孔進(jìn)行清理，防止由于堵塞造成小于70mm的顆粒物料二次被破碎;從而減少物料粉料量，提高料煅燒實(shí)收率。

3.3.2 進(jìn)行石油焦煅前分級(jí)與配料改造

在實(shí)際生產(chǎn)中，不同廠家、同一廠家不同時(shí)期石油焦粒度、水分狀況都有很大波動(dòng)，甚至連續(xù)偏細(xì)或水分過高。粒度偏細(xì)對(duì)實(shí)收率有影響，而粒度偏粗，由于窯內(nèi)物料間的孔隙度增大，透氣性能好，炭質(zhì)氧化燒損將增加，同樣會(huì)降低煅燒實(shí)收率。水分過高會(huì)造成窯尾結(jié)焦，造成返料，增加量燒損，同時(shí)影響了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部溫度;同時(shí)粒度的這種波動(dòng)，將直接影響成型配料生產(chǎn)。

3.3.3 依據(jù)揮發(fā)分高低配料

在實(shí)際生產(chǎn)中，不同廠家、同一廠家不同時(shí)期石油焦揮發(fā)分含量波動(dòng)都有一定差異，甚至很不穩(wěn)定，因此，切實(shí)結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)不同批次石油焦及時(shí)取樣化驗(yàn)，依據(jù)初級(jí)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理配料后再堆料或上線煅燒，以降低原料質(zhì)量波動(dòng)帶來的不利影響。

石油焦揮發(fā)分進(jìn)行配料原則：必須綜合統(tǒng)計(jì)分

析并確定配料范圍，按照低配高原則，保證所配物料揮發(fā)分穩(wěn)定保持在原料揮發(fā)分處于年度平均值范圍，并不影響正常生產(chǎn)。

3.4 加強(qiáng)設(shè)備改造

3.4.1風(fēng)嘴進(jìn)行改造

2015年9月份，A車間經(jīng)過認(rèn)真討論、研究，將二三次風(fēng)風(fēng)嘴進(jìn)行改造。改造后的風(fēng)嘴有內(nèi)部結(jié)構(gòu)“1” 字型直立式，改為“Z”字型仰臥式。在回轉(zhuǎn)窯筒體上分別成螺旋狀分布。降低了風(fēng)嘴高度、增加了風(fēng)嘴與物料沖擊面角度，改善運(yùn)行條件，減少了物料移動(dòng)阻力，取得了較好的使用效果 。

3.4.2水膜除塵粉料回收再利用

車間通過反復(fù)論證，與有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行交流，對(duì)水膜除塵粉產(chǎn)生的粉料（廢水）進(jìn)行回收再利用，此工作分兩個(gè)步驟進(jìn)行：第一、采用壓縮空氣將沉淀池粉料和廢水進(jìn)行攪拌;第二、采用污水提升泵進(jìn)行輸送，直接送入冷卻機(jī)（小窯）當(dāng)內(nèi)冷水使用，達(dá)到廢水和粉料回收的效果。

經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證，沉淀池收塵粉（水）全部可以回收再利用，提高了煅后焦實(shí)收率。

3.5加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù)，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)

在回轉(zhuǎn)窯停窯大修期間，作好設(shè)備設(shè)施、電氣系

統(tǒng)綜合全面檢查、維修，減少回轉(zhuǎn)窯停料保溫時(shí)間。

3.6 改進(jìn)考核指標(biāo)、規(guī)范工藝控制制度

經(jīng)過工業(yè)試驗(yàn)與長期生產(chǎn)實(shí)踐，依據(jù)現(xiàn)設(shè)備狀

況，在原有工藝標(biāo)準(zhǔn)上推薦改進(jìn)與補(bǔ)充如下指標(biāo)考

核與工藝控制制度。

3.6.1 明確正常生產(chǎn)時(shí)窯內(nèi)溫度帶劃分

3.6.2 明確并執(zhí)行正常生產(chǎn)時(shí)工藝控制制度

（1）真密度（g/cm3）：2.02～2.08;改為≥2.04。

粉未電阻率（μ.Ω.m）：≤600;改為≤480。

（2）煅燒帶內(nèi)襯溫度：1280±50℃ 。

（3）窯頭負(fù)壓：由-10～-40Pa改為-5～-10Pa。

（4）窯尾負(fù)壓：一30±5 Pa。

3.6.3 煅燒調(diào)溫工必須明確理解并良好執(zhí)行煅燒操作基本目的。

在對(duì)煅燒焦質(zhì)量進(jìn)行考核的同時(shí)，由車間負(fù)責(zé)對(duì)煅燒實(shí)收率完成情況進(jìn)行考核。

4結(jié)語

（1）充分利用石油焦儲(chǔ)倉進(jìn)行石油焦分倉堆放，摻配帶料改進(jìn)，不但有利于煅燒溫度操作，對(duì)后續(xù)成型配料具有更大的實(shí)際生產(chǎn)意義。

（2）通過格篩清理，規(guī)范煅燒工藝操作，減少了物料損耗，在一定程度上提高煅燒實(shí)收率。