焙烧炉室冬季施工后烘炉的有效方式

焙烧炉室冬季施工后烘炉的有效方式

程利军

(青海桥头铝电股份有限公司 青海 大通 810100)

摘  要：本文主要介绍了某公司焙烧车间，受诸多因素影响，焙烧炉室整体技术改造项目工期延误较为严重。未能于原计划的7月底完工，10月15日本地开始进入冬季采暖期，焙烧炉室砌筑工作尚未完成。焙烧炉室在冬季进行施工，炉体内水分短期内无法蒸发逸出，针对其危害性做出相应的有效措施。

关键词：烘炉；预热；曲线；工艺

前言

某公司采用焙烧炉为34室9火道8料箱敞开环式焙烧炉，由于焙烧炉室在冬季进行施工，自然养护阶段因环境温度较低（最低气温为-10℃），炉体内水分无法蒸发逸出，按照正常烘炉时间，34个炉室烘炉完成共需要57天，烘炉阶段的时间过长，环境温度持续降低，将会使部分火道墙泥浆冻结，严重影响火道墙的使用寿命。现有条件下，低温烘炉能够一定程度上挽回冬季施工，自然养护阶段因环境温度较低对炉室的负面影响。

1、低温烘炉的目的

新砌筑的焙烧炉室必须进行烘炉作业，烘炉就是按一定的升温速度对耐火材料进行加热的过程，其目的在于缓慢排除炉体内耐火材料的水分，同时将砖缝的泥浆进行烧结，使整个炉体形成一个坚固的整体，烘炉对于整个炉体寿命至关重要。针对冬季施工以及自然养护阶段，环境温度较低这一情况，本次采取抢救式两轮烘炉方法，第一轮烘炉全部采用装废熟块，最终温度升至650℃烘炉，耐火材料温度达到650℃时，能够将炉体内内的吸附水与结晶水烘干。 由于最终温度点较低，可以使烘炉相对迅速完成，同时保证升温速率不超过5℃/h，不破坏耐火材料的热膨胀，650℃烘炉主要排除炉体内的自然水和结晶水，将炉体烘干，使其具备一定强度。第二轮烘炉全部装生阳极，最终温度升至1150℃烘炉，严格控制升温速率使炉墙泥浆烧结，并保证砌炉用砖在热膨胀要求范围内均匀受热，使炉墙有很好的粘接强度。

2、低温烘炉曲线

由于吸附水和结晶水在达到650℃维持一段时间以后才能挥发排出，考虑到不破坏耐火材料的热膨胀，确定升温速率不超过5℃/h；低温烘炉起始温度20℃以2.8℃/h升温速率进行升温加热，温度150℃时保温24小时后继续以2.8℃/h升温速率进行升温加热到300℃时保温24小时，300℃开始以5℃/h升温速率到650℃后保温6小时，整个烘炉过程224小时。

3、低温烘炉工艺要求

3.1、因第一轮烘炉火道最终温度为650℃，低于天然气自动点火温度（750℃），因此第一轮烘炉整个过程全部采用手动方式控制。

3.2、火道负压以满足零压架处压力－5～+5 Pa进行调整。

3.3、天然气经相关单位化验合格后方可使用；炉面总管天然气压力80～110KPa；燃烧架减压后天然气压力：≥40KPa。

3.4、使用点火器进行点火操作，点火后要有专人看管，若发现灭火，应立即关闭天然气支管阀门，增大负压吹扫火道5分钟以上，点火前对灭火火道，相对应的1P炉室B孔进行可燃物检测，浓度达到安全标准后再进行点火。

3.5、燃烧架点火要求：打开上游喷嘴，若火道温度能达到曲线设定值时，暂时采用单排喷嘴进行加热；若上游喷嘴已开至最大值仍无法达到曲线设定值时，必须及时打开下游喷嘴进行加热。

3.6、当火道温度达到320℃后将点火器更换成直式喷嘴。防止在高温强制加热时，长期使用点火器造成天然气过剩，而发生局部正压冲击。

3.7、当点火炉室运行3个火焰周期（96h）时，排烟架向前移动一个炉室，测温测压架和火道挡板依次前移。以后每过一个周期增加一个燃烧架，测温测压架、烟道挡板和排烟架均向前移一个炉室，启动燃烧架位置不变，当形成7室运转后正常移炉。

3.8、两排火道挡板分别放置于排烟架下游的插板槽内。

3.9、烘炉期间鼓风架的投运视升温情况而定，冷却架不投运。

3.10、岗位人员每小时对各火道天然气残余浓度进行检测，当天然气浓度达到3%时，减小天然气手动阀开度，并适当提高火道负压，确保天然气浓度达到要求。

3.11、在燃烧状况较差，天然气残余浓度最高的火道放置氧含量表，对火道氧含量进行实时检测。当含氧量低于6%时，必须适当提高火道负压。      

4、低温烘炉工艺控制情况

低温烘炉全部采用手动方式控制，烘炉初期火道负压从-30Pa逐渐调整至-70Pa，燃烧架仅打开上游喷嘴，支管阀门开度调整至1/3左右就可以满足火道正常升温。

为了加快烘炉进程，采用点火器将第二排燃烧架上游喷嘴手动点火升温。随着第二排燃烧架投入运行，火道内天然气残余浓度上升趋势明显。为了确保烘炉工作安全进行，安排岗位人员适当提高火道负压，火道负压从-70Pa逐渐提升到-170 Pa。

随着鼓风架投入运行，两套燃烧系统火道负压适当降低，中间火道负压调整至-80 Pa，边火道负压调整至-120 Pa，火道升温基本正常，火道内天然气残余浓度基本为零。

低温烘炉过程中，每套燃烧系统仅投运了两台燃烧架，且每台燃烧架只打开了上游喷嘴，并将燃烧架支管阀门开度调整至1/3以内，火道内仍可检测到少量的残余天然气，岗位人员通过适当提高火道负压的方法，确保了低温烘炉工作顺利完成。

5、低温烘炉阶段的特有现象

1、随着低温烘炉工作的进行，当排烟架火道温度上升至70℃时，排烟架两端有冷凝水渗出，岗位人员用水桶进行盛放，1个移炉周期，可盛放滴落冷凝水12升，有部分水蒸气伴随烟气被抽走。

2、低温烘炉期间，2P、3P位置火道墙面会有蒸汽散出。为浇注料与火道墙顶部水份蒸发。

结论

1、针对冬季施工及烘炉特点，与贵阳铝镁设计院及耐火材料厂家人员充分沟通后，本次烘炉是行业首次采用低温（650℃）方法自行烘炉。

2、对34个炉室均采用冬季低温烘炉方法，达到了在较短时间内排出耐火材料中自然水和部分化合水、烘干焙烧炉室的目的，避免了环境温度降低对焙烧炉室质量的影响。

3、通过对火道含氧量的在线检测及天然气浓度的定时检测，为燃烧系统调整提供了理论依据，杜绝了低温烘炉的局部正压冲击现象，保障了安全生产。

4、积累了行业内焙烧炉冬季烘炉工作的空白，填补公司冬季焙烧炉烘炉技术的不足，为今后的焙烧炉烘炉和焙烧燃烧控制技术提供了可借鉴的宝贵经验。