延长阳极焙烧炉使用寿命的方法探讨

乔 捷

（宁夏铝电公司宁东铝业分公司，宁夏 银川 751400）

预焙阳极是铝电解槽的核心部分，其炭块质量如何对铝电解槽的运行工况以及生产成本有着直接影响。阳极焙烧炉是生产预焙阳极的主要设备，其实际运行工况对最终生产质量具有直接关系，必须要采取措施争取焙烧炉可以维持在良好的工况状态。一般阳极焙烧炉的使用寿命在8年左右，但是受各种原因的影响，实际应用中并不能达到预期年限。因此还要就怎样提高阳极焙烧炉使用寿命进行分析，积极采取措施来消除各类因素带来的影响，为预焙阳极的高质量生产打好基础。

1 阳极焙烧炉运行现状

焙烧炉作为预焙阳极的重要生产设备，是生产投资最多的工序。宁东某铝厂焙烧车间生产使用的为36室环式立装焙烧炉，设计寿命为8年，年计划产能为16万吨。目前该焙烧炉已经持续使用10年，炉墙出现严重变形破损，炉墙内陷严重造成堵塞，料箱宽度缩小，按照目前所采用的护炉方式仅可以支持2个～3个月的使用时间，而且无法延缓以及解决炉室加速老化问题。并且继续生产周期延长加速了炉体老化程度，必定会影响到炭块质量，导致大批量出炉焙烧块氧化数量增加。为达到高效生产，就务必要改善目前的焙烧炉现状，解决炉室老化加速的问题，使得炉室使用寿命延长，切实满足实际生产需求[1]。因此需要从实际生产出发，分析总结导致炉室问题产生的原因，然后根据实际条件来制定相应的调整方案，促使焙烧炉可以恢复到良好运行状态，延长使用寿命的同时，降低生产成本的投入，获得更大经济效益。

2 阳极焙烧炉使用寿命影响因素

2.1 焙烧炉现状调查

为确定炉室问题出现的原因，需要对焙烧炉做全面的检查，然后发现并总结各类原因，为后续的整改优化措施的制定提供依据。经过调查后共发现以下几种问题：①火道墙砖内陷，使得炉室前插板无法正常插入火道孔，再加上系统负压偏低而造成加热区火道孔返火。②火道墙破损内陷较严重，对填充料的应用产生的影响，很容易通过炉墙裂缝进入到火道内沉积堵塞，导致焙烧系统无法正常升温。同时，炉墙破损变形还会影响到墙内气流的流通，在墙体内天然气燃烧不充分越积越多时，无法及时处理就存在较大可能造成天然气爆炸事故。③火道墙破损变形严重的情况下，在焙烧系统升温的过程中，装炉炭块会与火道明火直接接触，从而造成出炉后焙烧块大批次氧化破损，直接影响焙烧块外观合格率[2]。④对于车间阳极焙烧炉的管理维护，仅仅是使用轻质浇注料对炉墙、料箱角度小于5mm的裂缝进行了处理，采用1:1比例混合高温水泥涂抹，而宽度超过5mm的裂缝则是选择胶泥加耐火纤维毡塞实。但是经过跟踪观察后可以确定，此种维护方式对减缓炉墙破损并无多大效果，无法延长火道墙的使用寿命，每经过一个周期的出炉均可确定炉室破损变形问题在进一步加剧。

2.2 焙烧炉使用寿命影响因素

基于车间实际生产与焙烧炉维护现状来看，总结影响焙烧炉使用寿命的原因可以归纳为以下几点：①人员因素。存在可能是人员培训不到位、操作水平差以及责任心不强。例如火道墙修理以及装炉操作同时进行，存在部分施工材料混入到阳极填充料内但是未被发现。或者是装出炉过程中，天车工操作以及炉面指挥人员存在失误，导致炭块和火道墙之间产生机械碰撞，火道墙移位变形，尤其是高温出炉时一旦出现碰撞必定会产生重大危害。②材料因素。主要表现为火道墙转不合格以胶泥不合格两个方面。很多情况下购买的阳极焙烧炉耐火制品质量和性能并不能达到生产标准，这样就会直接影响到阳极焙烧炉的自身状态，为使用寿命的缩短埋下隐患。尤其是现在耐火材料市场竞争激烈，部分小型生产企业以回收的废弃阳极焙烧炉耐火砖再次加工，以此来降低成本，获取价格优势，也是造成焙烧炉后期使用寿命缩短的重要原因。③管理因素。科学合理的管理维护措施也是延长阳极焙烧路使用寿命的关键，但是实际生产中却会因为各种原因的影响导致火道墙局部破损变形，甚至出现炉墙砌砖塌陷的问题。对于刚出现塌陷问题时重视度不足，未采取措施及时处理，随着时间的延长，终将发展成重大隐患，对焙烧炉的使用寿命造成重大影响。检查后可发现焙烧炉火道墙欠修，持续跟踪两个周期内分析墙体状态，可确定内陷以及裂纹继续延长，必须要立即采取措施处理，且日后加强观察和记录[3]。④生产因素。所设计的生产工艺不合理，再加上焙烧炉存在缺陷，不仅会影响炭块焙烧质量，还会缩短焙烧炉使用寿命。例如局部墙体持续升温，检查后发现所有炉室火道孔直接插入烧嘴进行加热，导致周边墙体出现不同程度的开裂内陷。另外，还存在焙烧升温曲线异常，终温最高为1130℃，但是实际测量异型砖耐火度为1462℃，这样焙烧曲线的变化并不会导致火道墙变形，还需要联合其他检查项目进行综合分析确定[4]。

3 阳极焙烧炉延长使用寿命策略

结合焙烧炉实际状态的调查结果，来制定具有针对性的优化策略，积极采取专业措施来使其恢复到最佳运行状态，为焙烧阳极的生产提供良好条件。采用措施为：①燃烧器改造。对于检查发现的焙烧炉火道墙因持续高温破损变形问题，通过整体分析且大量试验后，确定将原来5mm孔径、400mm长度的燃烧器优化改造成3mm孔径、500mm长度的新型燃烧器，加大火焰的喷出距离，持续加热部位相比原来的加热部位下移150mm，能够有效缓解火道墙继续变形的问题。②（局部）拆除后重砌。对于（局部）破损变形的火道墙，可以将其拆除后重新砌筑，确保其可以满足实际生产需求。第一，制定实施方案，并做好现场考察。技术人员需要结合焙烧炉实际情况来设计火道墙拆除重砌的实施方案，并做好现场安全评估，细化所有作业步骤，并写入指导书形成管理制度，提高拆除工作的可行性，以及确保作业过程的安全性。第二，拆除破损严重的墙块。做好现场破损变形火道墙状态的统计，并根据能够使用周期长短来对损坏最严重、使用周期最短的火道墙变形砖块进行拆除。第三，选配合适砖块。根据火道墙不同层数、不同型号砖选配新砖，并采用吊运的方法将其运往待砌炉室料箱。第四，墙体重砌。在炉室基础维护保养的前提下，对选定的局部破损火道墙进行拆除重砌，可以有效的控制拆除大修对生产和成本的影响，同时延长焙烧炉使用寿命。

4 结束语

造成阳极焙烧路使用寿命缩短的因素较多，需要基于实际情况进行多方面分析，然后积极采取措施进行优化改造，创造更加有利的生产条件，同时延长焙烧炉使用寿命。本次项目中对破损变形的火道墙处理后，通过跟踪检查，确定出炉焙烧块外观完好，未出现大批次炭块表面氧化、掉棱、掉角等问题，原有问题得到有效处理，进一步延长了焙烧炉的使用年限。