专利名称：：铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺的制作方法
技术领域：
：本发明属于有色金属铝电解
技术领域：
，具体地说是一种用于铝电解槽预焙阳极炭块的焙烧升温工艺。
背景技术：
：-铝电解预焙阳极的生产流程为(见图l)生块输送，生块装炉，阳极焙烧(系统)，炭块出炉，焙烧阳极块在炭块储存架上冷却，焙烧阳极块解组清理(解组机组)，焙烧阳极块存放。其中预焙阳极焙烧是铝电解预焙阳极的生产中最关健的工艺。预焙阳极焙烧系统年设计产能80000吨，两个火焰系统，三十六个炉室的敞开环式焙烧炉，国内炭素行业同类型炉室普遍采用法国SETARAM公司提供的阳极焙烧炉燃油系统软件，在该软件支持下的168—216小时焙烧周期升温曲线，即火焰移动周期在28—36小时之间。焙烧系统包含预热炉室3个，加热炉室3个、冷却炉室7个。当焙烧火焰移动周期28小时时，每隔28小时系统所有设备均往前移动一个炉室，即预热时间为3X28=84小时、加热时间为3X28=84小时、冷却时间7X28=196小时。①产量按照28小时火焰移动周期计算产量，每个炉室8个料箱，每个料箱立装3层，即21块炭块，每个炉室装168块，每块炭块0.836吨，假设成品率97%，考虑到一年需要清理二次烟道，实际生产时间按345计算，对于2火焰系统的敞开环式焙烧炉，全年生产炭块总量为345(天)X24(小时/天)+28(小时周期)X2(系统)X168(块)X97%X0.836(吨/块)=80573吨②能耗焙烧重油单耗设计值75kg/t-c，平均值54kg/t-c③曲线设定28小时火焰移动周期时焙烧升温曲线制定见下表(表一)28小时火焰移动周期Tl温度设定程序<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>28小时火焰移动周期T4、T5、T6温度设定程序<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>上述28小时焙烧升温工艺，因其焙烧周期相对较长，直接影响到预焙阳极的产能和能耗。移动周期从28h减少到26h，预热、加热、冷却时间分别减少6h、6h、14h，会出现下列困难焙烧时间缩短后，炭块出现裂纹废品，外观合格率下降。*焙烧时间縮短后，炭块烧不透，电阻率等理化指标下降。由于冷却时间减少，出炉温度高，给多功能天车出炉、编解组作业、护炉操作带来不便，甚至会损坏设备26小时移动周期，目前国内多家企业进行了试验，其中专利申请号为200610104509.6则公开一种26小时倍烧升温工艺试验的曲线设定大致如下26小时火焰移动周期T1、T4、T5、T6温度设定程序26小时Tl曲线设定表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>但上述26小时焙烧升温工艺仍存在缺陷，尤其是升温速率过快，容易产生裂纹废据了解国内有多家企业进行过26小时移动周期的探索试验，但最终因为上述问题未能解决而退回了28小时周期。如果移动周期进一步縮短至24小时，则困难将比26小时成倍增加。另外，现有技术资料中更还没有如何确定24小时火焰移动周期焙烧升温曲线的研究资料。
发明内容本发明的目的在于提供一种能在确保产品质量的前提下，縮短焙烧火焰移动周期，实现增大产能、降低能耗的预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为所述的焙烧升温工艺采用24小时焙烧火焰移动周期的升温工艺，焙烧周期为144小时，在第一个预热炉室Tl温度设定为初始温度设置为260°C，在2:00小时的温度设置为284°C，在5:00小时的温度设置为321°C，在12:00小时的温度设置为408°C，在18:00小时的温度设置为484°C，在24:00小时的温度设置为560°C，以上各个时间段的炉室温差均控制在+30°C-30°C;在3个加热炉室的T4、T5、T6的温度设定为初始温度为880°C，在5:00小时的温度设置为908°C，在24:00小时的温度设置为1050°C，在36:00小时的温度设置为1145°C，在38:00小时至72小时的温度保持为1160°C，在5:0024:00小时的炉室温差控制在+20。C-20。C，在24:0036:00小时、36:0038:00小时、38:0072:00小时温差控制在+10'C-2(TC。在第一个预热炉室的升温速率为02:00为12°C/h，2:005:00为12.33°C/h,5:0012:00为12.43°C/h，12:0018:00为12.67°C/h,18:0024:00为12.67°C/h;在3个加热炉室的T4、T5、T6的升温速率为05:00为5.6°C/h，5:0024:00为7.5°C/h,24:0026:00为8.0°C/h,36:0038:00为7.5°C/h。本发明提供的上述预焙阳极焙烧升温工艺，通过采用24小时移动周期焙烧工艺，以缩短焙烧火焰移动周期为主要途径，对于年设计产能80000吨，2火焰系统的36室预焙阳禾及焙烧炉，在保证预焙阳极质量的前提下，达到超出设计产能13400吨以上，焙烧重油单耗降低2kg/吨以上。这不仅增加了预焙阳极碳块产量，而且降低了能源消耗，取得了较好的经济效益。具体数值计算如下①产量按照24小时火焰移动周期计算产量，每个炉室8个料箱，每个料箱立装3层，即21块炭块，每个炉室装168块，0.836吨/块，假设成品率97%，考虑到一年需要清理一次烟道，实际生产时间按345计算，对于2火焰系统的敞开环式焙烧炉，全年生产炭块总量为345(天)X24(小时/天)+24(小时周期)X2(系统)X168(块)X97%X0.836(吨/块)=94001吨每年多生产94001吨一80537吨=13464吨；以销售、税后净利润500元/吨预计，每年多产生净利润产值673万元。②能耗24小时火焰移动周期焙烧重油单耗平均值为52kg/吨计算，比28小时火焰移动周期焙烧重油单耗降低了2kg/t-c，以重油单价为3800元/t-c计，每年降低成本费用为2kg/t-cX3.8元/kgX94001t-c/年二71.4万元/年。另外，本发明与专利申请号为200610104509.6的26小时移动周期(以下简称26小时)的对比情况如下1、曲线设置理念不同28小吋T126小时Tl(l孑L)24小时T1序经过温度设升温速经过温度设升温速经过温度设升温速号时间置点率rc时间置点率rc时间置点率('C(h)rc)/h)(h)rc)/h)(h)rc)/h)10181031002602220110.00335013.33228412.003523210.332670015.22532112.3341230510.431240812.4352039010.631848412.67628■11.252456012.6728小时T4--T626小时T4--T624小时T4T6序经过温度设升温速经过温度设升温速经过温度设升温速号时间定点率rc时间定点率rc时间定点率rc(h)(°C)/h)(h)rc)/h)(h)(。C)/h)1084008600880258685.6289015.0590863159306.289408,3241050742810206.92010509.23611458:54611456.92611008.33811608684114505211502721160078115002、本发明突破了传统思维，以提高预热区初始值温度，适当提高升温速率来获得加热区高的初始值。而专利申请号为200610104509.6的26小时方法为提高升温速率，他可能面临的问题是在炭块反应剧烈的终温阶段升温过快，导致裂纹的产生；这里要说明的是，测量点不同本发明为测量的是第1预热炉室火道的第二孔，有利于更精确而实际的控制炉内温度，从而得到本发明所需较高的预热区的初始值温度。而检索到的26小时的专利申请文件中为第一孔，测到的是火焰的温度，第一孔温度高出第二孔约150'C18(TC,而实际温度则显然要低，易造成误差。3、针对快速冷却的问题本发明采取的是提前冷却(在4C打开火道孔盖)和外部冷却(在储存架上放置、启用备用架)并结合风道阀门的开度的综合强化方式来解决问题；6而26小时解决的方法为简单的将BR前置。4、因而专利申请号为200610104509.6的单位，仍存在着未能很好的解决产品外观质量(裂纹)问题，使26小时方法无法有效运用到生产实践中，已经退回28小时。图1铝电解预焙阳极的全部生产流程。图2焙烧火焰系统配置图。图3为28小时火焰移动周期系统配置图。图4为24小时火焰移动周期系统配置图。具体实施方式本发明提供的24小吋火焰移动周期的焙烧升温工艺，在28—36小时火焰移动周期的系统上采用，焙烧升温工艺曲线设置如下表24小时火焰移动周期Tl温度设定程序<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>24小时火焰移动周期T4、T5、T6温度设定程序<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由于焙烧时间縮短后，炭块出现裂纹废品，外观合格率下降。且而存在着焙烧时间缩短后，炭块烧不透，电阻率等理化指标下降。对于上述情况，原有的焙烧控制思想，为了预防排烟架高温着火，和减少热量的损失，火道负压在保证解热架燃烧不返火的情况下越低越好，预热段火道温度T1均控制在50(TC以内。本发明从全新的思维角度，突破该限制，从预热段开始提高温度，从而提高了加热段的起始温度，并在加热段适当提高升温速率，最终保持了焙烧火焰的1145'C以上的保持时间与28小时相交仅仅少2小时。同时将最高温度由原来的1145'C提高到1160°C，弥补了保持时间少2小时的不利影响。通过以上措施不仅克服了炭块烧不透，电阻率等理化指标下降的问题。同时，由于在最容易产生裂纹废品的温度区间(约30065(TC)的升温速率并没有明显提高(最大值12.67。C/h)，也确保了产品外观质量。另外，从项目实施情况来看，除了初期未能摆脱原有的焙烧控制思想的影响，造成产品出现了大面积裂纹(试验炉室合格率仅为90%)，后期(从2007年9月至今)进行创新后，按照本发明的设计思路进行后，产品外观合格率均超过了设计指标(97%)。从而很好地解决了焙烧时间缩短后，炭块出现裂纹废品，外观合格率下降的问题。下表为28小时和本发明24小时炭块理化指标对比如下周期项目比电阻热膨胀率耐压强度体积密度真密度检验批次tiQ.m%Mpag/cm3g/cm3平均值28h检验结果51.90.36353.91.5642.0427424h检验结果52.6940.40551.9441.5512.04036与28h比变化值0.7940.042-1.956-0.013-0.002最咼值28h检验结果580.44631.62.077424h检验结果570.45601.562.0636与28h比变化值-10.01_3-。.04-0.01最低值28h检验结果460.35381.5227424h检验结果460.37361.532.0336与28h比变化值00.02_20.010.03另外，缩短至24小时，由于还会出现因焙烧时间縮短后，炭块烧不透，电阻率等理化指标下降的问题。因为焙烧火焰移动周期每缩短4小时，对于每个冷却炉室来说将縮短28小时冷却时间。出炉炭块温度高，出现了解组机组光电开关及信号线被烤断的现象；同时出炉后料箱内温度高，待修炉室空气温度均达5(TC以上，护炉人员无法进入料箱对炉子进行养护。针对这些问题，采取的措施为*炭块在储存架上冷却8小时后再进入解组机组，炭块温度降低到20(TC以下，从而解决了解组机组设备被烤坏的问题。*将鼓风机架服前一个冷却炉室(4C)的第四个观察孔盖打开，由于BR为通过零压架ZPR对火道压力的检测自动控制变频电机的频率,因此风机频率由原来的30%40%提高到了70%90%，从而进入4C的冷空气增加冷却速度加快。由于个别火道泄漏严重，BR提高到95%仍然不能满足ZPR的需求，因此同时将冷却架CR的风道挡板由原来的40%调整到8090%，通过冷却炉室6C加大鼓风量来弥补BR功率的不足。參同时将备用CR挂入待修炉室以加快冷却，较好的解决了待修炉室温度高人员无法进入的问题，待修炉室温度空气降低到了304(TC。由于冷却时间减少，出炉温度高，火道墙变形加快，炉子寿命降低。发明人解决措施为专门配置了炉墙校直机。每一个运行周期后对变形量超过20mm的火道墙进行校直作业，使火道墙的寿命得到了延长。综上所述，本发明的工艺是一种能在确保产品质量的前提下，縮短焙烧火焰移动周期，实现增大产能、降低能耗的预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺。权利要求1、铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺，其特征在于，所述的焙烧升温工艺采用24小时焙烧火焰移动周期的升温工艺，焙烧周期为144小时，在第一个预热炉室T1温度设定为初始温度设置为260℃，在2:00小时的温度设置为284℃，在5:00小时的温度设置为321℃，在12:00小时的温度设置为408℃，在18:00小时的温度设置为484℃，在24:00小时的温度设置为560℃，以上各个时间段的炉室温差均控制在+30℃～-30℃；在3个加热炉室的T4、T5、T6的温度设定为初始温度为880℃，在5:00小时的温度设置为908℃，在24:00小时的温度设置为1050℃，在36:00小时的温度设置为1145℃，在38:00小时至72小时的温度保持为1160℃，在5:00～24:00小时的炉室温差控制在+20℃～-20℃，在24:00～36:00小时、36:00～38:00小时、38:00～72:00小时温差控制在+10℃～-20℃。2、根据权利要求1所述的铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺，其特征在于，在第一个预热炉室的升温速率为02:00为12°C/h，2:005:00为12.33°C/h,5:0012:00为12.43。C/h，12:0018:00为12.67°C/h，18:0024:00为12.67°C/h;在3个加热炉室的T4、T5、T6的升温速率为05:00为5.6°C/h，5:0024:00为7.5°C/h,24:0026:00为8.0。C/h，36:0038:00为7.5°C/h。3、根据权利要求1所述的铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺，其特征在于，所述的焙烧升温工艺采用的温度的测量点为是第1预热炉室火道的第二孔。4、根据权利要求1所述的铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺，其特征在于，4每鼓风架BR前一个冷却炉室的第四个观察孔盖打开，将鼓风架上的风机频率提高到了70%90%。5、根据权利要求4所述的铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺，其特征在于，将冷却架CR的风道挡板由调整到8090%。6、根据权利要求1所述的铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺，其特征在于，同时将备用CR挂入待修炉室以加快冷却。7、根据权利要求1所述的铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺，其特征在于，配置了炉墙校直机，每一个运行周期后对变形量超过20ram的火道墙进行校直作业。全文摘要铝电解预焙阳极焙烧24小时周期生产工艺，所述的焙烧升温工艺采用24小时焙烧火焰移动周期的升温工艺，焙烧周期为144小时，在第一个预热炉室T1温度设定为初始温度设置为260℃，在2:00小时的温度设置为284℃，在5:00小时的温度设置为321℃，在12:00小时的温度设置为408℃，在18:00小时的温度设置为484℃，在24:00小时的温度设置为560℃，以上各个时间段的炉室温差均控制在+30℃～-30℃；在3个加热炉室的T4、T5、T6的温度设定为初始温度为880℃，在5:00小时的温度设置为908℃，在24:00小时的温度设置为1050℃，在36:00小时的温度设置为1145℃，在38:00小时至72小时的温度保持为1160℃，在5:00～24:00小时的炉室温差控制在+20℃～-20℃，在24:00～36:00小时、36:00～38:00小时、38:00～72:00小时温差控制在+10℃～-20℃。文档编号C25C3/00GK101260546SQ200810031120公开日2008年9月10日申请日期2008年4月21日优先权日2008年4月21日发明者乔进国,夏春福,煜张,肖贤聪申请人:湖南晟通科技有限公司