一种焙烧炉焙烧控制方法与流程

本发明涉及一种焙烧炉，尤其涉及一种炭素行业用于铝用预焙阳极、阴极、电极等炭素制品焙烧用的焙烧炉焙烧控制方法，包括对火道内温度、负压等工艺参数以及料箱内制品升温曲线的控制方法。

背景技术：

在炭素行业，用于炭素制品焙烧的主要设备包括敞开式环式焙烧炉、带盖式环式焙烧炉、隧道窑和车底炉。其中敞开式环式焙烧炉和带盖式环式焙烧炉为现有炭素制品焙烧的两种主要设备，环式焙烧炉主要通过炉面排烟、加热、鼓风和冷却设备的移动，使每个炉室经历预热、加热和冷却这个周期性的焙烧过程，采用这两种设备进行焙烧主要存在以下不足：

（1）环式焙烧炉由于属于一个周期性加热设备，在焙烧过程中，炉体所有耐火材料也会经历整个焙烧过程的升温和冷却，因此大量的热量将用来加热炉体耐火材料，造成焙烧炉的热效率只有30%左右，相对较低。

（2）环式焙烧炉需要设置出炉炉室、装炉炉室、维护炉室和密封炉室等，这部分近1/3的炉室均不在整个焙烧过程的加热和冷却炉室中，造成大量的炉体耐火材料闲置，这也是环式烧炉耐火材料投资成本高、占地面积大的主要原因。

（3）环式焙烧炉每一次移炉需要对炉面设备进行移动，不仅需天车和大量操作人员进行配合工作，而且移炉时系统将处于停火状态，火道将出现比较大的降温，等系统重新恢复时需加入大量的燃料使炉内温度达到预定曲线设置的温度，造成大量能源的浪费，并且移炉过程中火道内逸出的挥发物质也将对车间环境造成一定程度污染。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而提出的针对一种新型焙烧炉配套的工艺控制方法，目的通过控制火道内的温度以及负压水平，保证料箱内焙烧制品按照设定的升温曲线进行升温，控制其过程升温速率和最终焙烧温度水平，保证焙烧制品的质量。

为达上述目的本发明一种焙烧炉焙烧控制方法，焙烧制品生坯和填充料从料箱炉顶入口加入，通过自身重力由上而下运行，两侧火道内的高温烟气从下往上流动，形成间接逆流的加热方式；火道内温度根据各层温度水平分为强制加热段和自然加热段，强制加热段主要通过烧嘴加入的燃料将火道温度控制到目标温度范围，自然加热段主要通过焙烧制品中析出的挥发物质燃烧来维持各层火道的温度水平；料箱内物料根据下降过程中的温度水平也分为预热段、加热段和冷却段，通过火道温度控制物料在炉内的升温速率、最终焙烧温度以及出炉温度水平，完成制品的高温焙烧和冷却过程。

火道分为十层，第十层至第七层为强制加热段，第六层至第一层为自然加热段。

火道强制加热段通过第十层至第八层加入燃料，所需的助燃空气通过炉底预热空气通道预热后从第十层火道入口加入。

火道强制加热段第十层温度控制在1150℃~1180℃，第九层温度控制在1050℃~1100℃，第八层温度控制在950℃~1000℃，第七层温度控制在900℃~950℃。

火道第十层至第八层均设置有热电偶温度监测点，通过各层热电偶的温度调整各层火道烧嘴加入的燃气量，保证各层火道温度达到设定温度范围。

烧嘴通过燃气管道上的电磁阀，以脉冲的方式，根据每层火道测温热电偶监测的温度，控制脉冲的频率，以控制烧嘴加入的燃料量。

火道第六层至第一层为自然加热段，该区域通过料箱内制品在升温过程中析出的挥发物质进入火道燃烧，来保证自然加热段火道内的烟气温度，使得第一层至第六层的火道温度维持在400℃~900℃区间，并且从下至上火道温度呈逐渐下降的趋势。

火道与料箱之间火道墙每层砖之间设置有立缝，料箱内制品升温过程中析出的挥发物质顺利进入火道进行燃烧。

火道第一层和第二层火道之间设置有拉板砖，通过该拉板砖调节开度控制各条火道的负压水平，使火道负压控制在-80pa~-100pa。

料箱内制品预热段通过火道自然加热段内挥发物质的燃烧热量将制品温度从常温升至700℃，并且使制品内大部分挥发物质完成析出并进入火道燃烧。

料箱内制品加热段通过火道强制加热段加入的燃烧燃烧热量将制品温度从700℃升至1100℃，完成制品所需达到的焙烧终温。

料箱内制品冷却段通过炉底空气预热通道助燃空气以及水冷套内的循环冷却水将制品温度从1100℃降低至100℃，达到出炉所需的制品温度水平。

料箱内填充料为陶瓷小球，粒度直径10mm~20mm。

料箱内制品与制品之间用50mm填充料进行隔开，避免制品之间的粘结，同时制品与料箱壁面之间也设有填充料60~100mm的填充料，以控制制品在焙烧过程中的升温和冷却速度，同时在制品升温软化阶段提供支撑作用。

料箱物料每隔20~30个小时从底部出块机构排出一块已焙烧好的制品，同时从料箱顶部加入一块生坯制品，以保证料箱内物料连续地从上至下运动。

本发明的优点效果：改变了现有环式焙烧炉周期性加热的方式，通过控制火道内各层的温度水平，只需控制料箱内出块的时间间隔，控制物料的下降速度，使其按照设定的升温曲线进行升温。该方法具有操作简单，火道各层温度稳定的特点，能更好的控制料箱内制品的升温速率以及最终温度水平，保证制品的焙烧质量；同时该方法改变了现有环式焙烧炉周期性加热的方式，也不需对燃控系统设备进行移炉操作，减少了大量的人工操作，使得新型焙烧炉具有更高的自动化水平和系统稳定性。

附图说明

图1是本发明系统配置图。

图2是本发明火道示意图。

图中：1、料箱；2、制品生坯；3、火道；4、预热空气通道；5、水冷套；6、焙烧制品；7、出块机；8、集合烟道；9、烟道总管；10、拉板砖；11、测温测压架；12、热电偶；13、烧嘴；14、电磁阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细描述，但本发明的保护范围不受实施例所限。

如图1所示，一种焙烧炉焙烧控制方法，焙烧制品生坯2和填充料从料箱1炉顶入口加入，通过自身重力由上而下运行，两侧火道3内的高温烟气从下往上流动，形成间接逆流的加热方式；火道3内温度根据各层温度水平分为强制加热段和自然加热段，强制加热段主要通过烧嘴加入的燃料将火道温度控制到目标温度范围，自然加热段主要通过焙烧制品6中析出的挥发物质燃烧来维持各层火道的温度水平；料箱内物料根据下降过程中的温度水平也分为预热段、加热段和冷却段，通过火道温度控制物料在炉内的升温速率、最终焙烧温度以及出炉温度水平，完成制品的高温焙烧和冷却过程。

火道3分为十层，第十层至第七层为强制加热段，第六层至第一层为自然加热段。

火道强制加热段通过第十层至第八层加入燃料，所需的助燃空气通过炉底预热空气通道4预热后从第十层火道入口加入。

火道强制加热段第十层温度控制在1150℃~1180℃，第九层温度控制在1050℃~1100℃，第八层温度控制在950℃~1000℃，第七层温度控制在900℃~950℃。

火道第十层至第八层均设置有热电偶12温度监测点，通过各层热电偶12的温度调整各层火道烧嘴加入的燃气量，保证各层火道温度达到设定温度范围，热电偶12设在测温测压架上11。

烧嘴13通过燃气管道上的电磁阀14，以脉冲的方式，根据每层火道测温热电偶监测的温度，控制脉冲的频率，以控制烧嘴加入的燃料量。

火道第六层至第一层为自然加热段，该区域通过料箱内制品在升温过程中析出的挥发物质进入火道燃烧，来保证自然加热段火道内的烟气温度，使得第一层至第六层的火道温度维持在400℃~900℃区间，并且从下至上火道温度呈逐渐下降的趋势。

火道3与料箱1之间火道墙每层砖之间设置有立缝，料箱内制品升温过程中析出的挥发物质顺利进入火道进行燃烧。

火道第一层和第二层火道之间设置有拉板砖10，通过该拉板砖调节开度控制各条火道的负压水平，使火道负压控制在-80pa~-100pa。火道第一层出口与烟道总管9通过集合烟道8连通。

料箱1内制品预热段通过火道自然加热段内挥发物质的燃烧热量将制品温度从常温升至700℃，并且使制品内大部分挥发物质完成析出并进入火道燃烧。

料箱内制品加热段通过火道强制加热段加入的燃烧热量将制品温度从700℃升至1100℃，完成制品所需达到的焙烧终温。

料箱内焙烧制品6冷却段通过炉底空气预热通道助燃空气以及水冷套5内的循环冷却水将制品温度从1100℃降低至100℃，达到出炉所需的制品温度水平。

料箱内填充料为陶瓷小球，粒度直径10mm~20mm。

料箱内制品与制品之间用50mm填充料进行隔开，避免制品之间的粘结，同时制品与料箱壁面之间也设有填充料60~100mm的填充料，以控制制品在焙烧过程中的升温和冷却速度，同时在制品升温软化阶段提供支撑作用。

料箱物料每隔20~30个小时从底部出块机7构排出一块已焙烧好的制品，同时从料箱顶部加入一块生坯制品，以保证料箱内物料连续地从上至下运动。