山東鋁業(yè)股份有限公司(簡(jiǎn)稱山鋁)陽(yáng)極焙燒系統(tǒng)是在原有陽(yáng)極生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,增加陽(yáng)極焙燒系統(tǒng),與200kA和 80kA預(yù)焙電解系列提供預(yù)焙陽(yáng)極的配套項(xiàng)目。該工程設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)43000t預(yù)焙陽(yáng)極,于2003年9月投產(chǎn)。
山鋁陽(yáng)極焙燒系統(tǒng)借鑒法國(guó)SATERAM公司及瑞士R&D公司的燃燒裝置及控制系統(tǒng)技術(shù),結(jié)合國(guó)內(nèi)預(yù)焙陽(yáng)極焙燒的實(shí)際設(shè)計(jì)而成。該陽(yáng)極焙燒系統(tǒng)采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)爐型,有34個(gè)爐室,分為2個(gè)火焰系統(tǒng),每個(gè)爐室有6個(gè)料箱,7條加熱火道。陽(yáng)極采用立裝方式,陽(yáng)極之間不加填充料,根據(jù)品種不同,每個(gè)爐室可裝陽(yáng)極120塊和126塊。采用陽(yáng)極編解組機(jī)對(duì)炭塊進(jìn)行編組和解組。采用多功能天車裝出爐;溫度控制采用脈沖式燃燒裝置及溫度負(fù)壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。爐面設(shè)備以國(guó)產(chǎn)設(shè)備為主,采用200#重油作為燃料;其焙燒工藝制度(升溫曲線)先進(jìn)合理,焙燒周期可調(diào)整范圍大:投產(chǎn)初期選用252h焙燒曲線(火焰移動(dòng)周期36h)進(jìn)行烘爐;投產(chǎn)后將焙燒曲線優(yōu)化為168h(火焰移動(dòng)周期28h)。該系統(tǒng)投入運(yùn)行后,陽(yáng)極焙燒生產(chǎn)穩(wěn)定,生產(chǎn)的預(yù)焙陽(yáng)極理化指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家一級(jí)品要求,滿足了電解需要。山鋁陽(yáng)極焙燒系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)陽(yáng)極焙燒爐存在的爐型不合理、能耗高、污染大、爐壽命短、自動(dòng)化水平低、生產(chǎn)率低、預(yù)焙陽(yáng)極產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。
與傳統(tǒng)陽(yáng)極焙燒系統(tǒng)相比,新型陽(yáng)極焙燒系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):(1)采用大料箱(5246mm×5370mm×703mm),料箱內(nèi)陽(yáng)極炭塊填充率高達(dá)61%。用先進(jìn)控制算法,對(duì)每條火道加熱帶、預(yù)熱帶的升溫曲線進(jìn)行精確的溫度控制,預(yù)熱階段火道之間的水平溫差最大為18℃,加熱階段火道之間的水平溫差僅為±2℃,各火道溫度與目標(biāo)溫度誤差為±1℃,可提高炭塊的均質(zhì)性。采取P+T控制模式,實(shí)現(xiàn)對(duì)跨接煙道時(shí)各火道溫度的控制,保證跨接爐室的炭塊質(zhì)量,解決了國(guó)內(nèi)普遍存在的跨接爐室質(zhì)量波動(dòng)大的問(wèn)題。(2)自行研究開(kāi)發(fā)的新型實(shí)體型熱電偶提高了測(cè)溫精度及使用壽命。該熱電偶采用整體密封、特深盲孔和特厚壁保護(hù)管等多項(xiàng)新技術(shù),解決了陽(yáng)極焙燒爐用熱電偶的長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定性等問(wèn)題。(3)瀝青揮發(fā)分充分燃燒,環(huán)形煙道出口處煙氣焦油含量很低;爐能耗降低后減少了煙氣的排放量,減少了大氣污染,瀝青煙排放量?jī)H為10mg/m3。(4) 提高了產(chǎn)品的成品率、產(chǎn)量及瀝青實(shí)收率。采用新型控制系統(tǒng)后,火道的水平、垂直溫差減少,溫度控制精確,焙燒爐的運(yùn)行周期縮短到28h。同時(shí),火道溫度分布均勻后,瀝青煙的揮發(fā)速度及燃燒速度得到較好控制,瀝青煙的揮發(fā)時(shí)間可達(dá)20h。(5)提高了技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。裝爐量增大以及焙燒周期的縮短可減少單位產(chǎn)品的基建投資費(fèi)用;爐能耗降低減少了陽(yáng)極制造成本;陽(yáng)極質(zhì)量的提高帶來(lái)電解過(guò)程陽(yáng)極消耗的降低和一系列相關(guān)成本的降低;合理地使用耐火材料,提高了焙燒爐的使用壽命;過(guò)程控制系統(tǒng)避免了焙燒溫度過(guò)熱,延長(zhǎng)了耐火材料的使用壽命。
山鋁新型陽(yáng)極焙燒系統(tǒng)投產(chǎn)后,主要技術(shù)指標(biāo)如下:(1)陽(yáng)極焙燒的火道溫度控制精度:預(yù)熱階段±30℃;加熱階段±3℃;(2)采用28h火焰移動(dòng)周期,168h焙燒升溫曲線;(3)每噸陽(yáng)極消耗重油65.2kg;(4)每噸陽(yáng)極消耗填充料58.5kg;(5)瀝青煙排放量10mg/m3;(6)焙燒炭塊合格率達(dá)到98.2%,炭塊實(shí)收率可達(dá)94.5%。
該項(xiàng)目投產(chǎn)后,在不考慮投資與延長(zhǎng)壽命及電解應(yīng)用帶來(lái)效益,僅生產(chǎn)中指標(biāo)完成及節(jié)約燃料方面,年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益2597.36萬(wàn)元。
馬 超
(山東鋁業(yè)股份有限公司 電解鋁廠,山東 淄博 255007)