山東鋁業股份有限公司(簡稱山鋁)陽極焙燒系統是在原有陽極生產系統的基礎上,增加陽極焙燒系統,與200kA和 80kA預焙電解系列提供預焙陽極的配套項目。該工程設計規模為年產43000t預焙陽極,于2003年9月投產。
山鋁陽極焙燒系統借鑒法國SATERAM公司及瑞士R&D公司的燃燒裝置及控制系統技術,結合國內預焙陽極焙燒的實際設計而成。該陽極焙燒系統采用國內先進爐型,有34個爐室,分為2個火焰系統,每個爐室有6個料箱,7條加熱火道。陽極采用立裝方式,陽極之間不加填充料,根據品種不同,每個爐室可裝陽極120塊和126塊。采用陽極編解組機對炭塊進行編組和解組。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壓自動控制系統。爐面設備以國產設備為主,采用200#重油作為燃料;其焙燒工藝制度(升溫曲線)先進合理,焙燒周期可調整范圍大:投產初期選用252h焙燒曲線(火焰移動周期36h)進行烘爐;投產后將焙燒曲線優化為168h(火焰移動周期28h)。該系統投入運行后,陽極焙燒生產穩定,生產的預焙陽極理化指標均達到國家一級品要求,滿足了電解需要。山鋁陽極焙燒系統解決了傳統陽極焙燒爐存在的爐型不合理、能耗高、污染大、爐壽命短、自動化水平低、生產率低、預焙陽極產品質量不穩定等問題。
與傳統陽極焙燒系統相比,新型陽極焙燒系統具有以下特點:(1)采用大料箱(5246mm×5370mm×703mm),料箱內陽極炭塊填充率高達61%。用先進控制算法,對每條火道加熱帶、預熱帶的升溫曲線進行精確的溫度控制,預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℃,各火道溫度與目標溫度誤差為±1℃,可提高炭塊的均質性。采取P+T控制模式,實現對跨接煙道時各火道溫度的控制,保證跨接爐室的炭塊質量,解決了國內普遍存在的跨接爐室質量波動大的問題。(2)自行研究開發的新型實體型熱電偶提高了測溫精度及使用壽命。該熱電偶采用整體密封、特深盲孔和特厚壁保護管等多項新技術,解決了陽極焙燒爐用熱電偶的長壽命、高穩定性等問題。(3)瀝青揮發分充分燃燒,環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,瀝青煙排放量僅為10mg/m3。(4) 提高了產品的成品率、產量及瀝青實收率。采用新型控制系統后,火道的水平、垂直溫差減少,溫度控制精確,焙燒爐的運行周期縮短到28h。同時,火道溫度分布均勻后,瀝青煙的揮發速度及燃燒速度得到較好控制,瀝青煙的揮發時間可達20h。(5)提高了技術經濟效益。裝爐量增大以及焙燒周期的縮短可減少單位產品的基建投資費用;爐能耗降低減少了陽極制造成本;陽極質量的提高帶來電解過程陽極消耗的降低和一系列相關成本的降低;合理地使用耐火材料,提高了焙燒爐的使用壽命;過程控制系統避免了焙燒溫度過熱,延長了耐火材料的使用壽命。
山鋁新型陽極焙燒系統投產后,主要技術指標如下:(1)陽極焙燒的火道溫度控制精度:預熱階段±30℃;加熱階段±3℃;(2)采用28h火焰移動周期,168h焙燒升溫曲線;(3)每噸陽極消耗重油65.2kg;(4)每噸陽極消耗填充料58.5kg;(5)瀝青煙排放量10mg/m3;(6)焙燒炭塊合格率達到98.2%,炭塊實收率可達94.5%。
該項目投產后,在不考慮投資與延長壽命及電解應用帶來效益,僅生產中指標完成及節約燃料方面,年可創經濟效益2597.36萬元。
馬 超
(山東鋁業股份有限公司 電解鋁廠,山東 淄博 255007)