如何延长阳极焙烧炉使用寿命

阳极焙烧炉的运行工况及使用寿命关系到预焙阳极的正常生产、阳极质量和生产成本，对铝电解过程的正常进行有着重要影响。保持良好的焙烧炉运行工况并延长其使用寿命非常重要。今天主要是针对如何延长阳极焙烧炉使用寿命的几项措施做重要说明。

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控制耐火材料质量
在阳极焙烧炉新建或大修时，要严格控制炉用耐火材料的质量。一是从信誉度良好的耐火材料生产厂家采购耐火材料;二是严格执行有色行业阳极焙烧炉用耐火材料标准;三是在耐火材料进厂后，要委托有检测资质的单位对行业标准所要求的项目进行逐一严格检测，尤其是要对耐火材料的氧化铝含量、显气孔率、0.2MPa荷重软化开始温度、常温耐压强度、高温抗折强度和耐热震性能等进行检测。此外，为了防止焙烧炉废弃火道墙砖的“回用”，耐火砖中碱金属Na、K含量应作为一个重点的检测分析与控制项目。对于经检测不合格的耐火材料，应坚决退货，不能将带有隐患的耐火材料用于焙烧炉砌体中。
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控制筑炉质量
无论是炭素厂具备焙烧炉砌筑能力，还是采用交钥匙工程，在焙烧炉砌筑过程中，一定要按照制定的焙烧炉砌筑施工方案进行砌筑作业。在焙烧炉砌筑时，炭素厂应指派经验丰富、有良好现场协调能力的人员对施工质量进行监控，如果条件允许的话，也可从专业机构聘请专业的工程监理人员对施工质量进行监督检查，并认真做好监理记录。尤其是对火道墙，应严格控制砖缝大小和灰浆饱和度，不得出现空缝，不得向砖缝中补灌灰浆。另外，在砌筑过程中，要严格控制火道墙的密封措施。
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控制烘炉质量
从以下几个方面控制焙烧炉的烘炉质量：
1)炉体砌筑完成后，因其他设备未安装完毕，生产条件受到限制，尤其在冬季对新砌筑的焙烧炉应进行保温，保证各炉室、料箱温度控制在5~10℃，防止炉室冻裂。
2)选用合理的烘炉曲线，尤其在300、800和1150℃这几个影响耐火材料性能的关键阶段，一定要控制得当，确保耐火材料性能稳定，其内部结构不会遭到破坏。
3)严格按照预定的烘炉升温曲线进行升温，当出现实际温度与升温曲线不符时，应在尽可能短的时间内调整温度偏差使其符合曲线要求。
4)烘炉程序完成后，严格按照冷却曲线进行炉体降温，当炉内炭块温度冷却至低于200℃时，方可进行出炉作业。
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控制焙烧炉运行操作质量
应从以下几个方面强化焙烧炉运行操作质量：
1)提高天车操作人员的操作技能，在装炉和出炉过程中熟练掌握炭块装/出炉的位置准确性，避免在装/出炉过程中阳极炭块与火道墙发生碰撞而对火道墙造成的机械损伤;同时，炉面指挥人员也应加强与天车操作人员的沟通协调，避免因指挥失误而造成阳极炭块与火道墙碰撞的事件发生。
2)定期调整燃烧系统的火焰方向，实行燃烧火焰逆运行，避免长期同一方向燃烧火焰对火道墙造成的永久性变形。在阳极焙烧生产中，由于长期采用固定的燃烧方式和火焰移动方式，火道温度特别是局部过高的温度也呈固定分布。长期的高温灼烧及循环生产，往往会造成端墙规则性变形弯曲、火道墙规则性凹陷、凸包及老化变形，导致大量火焰负压挤死、料箱变窄和填充料渗漏等，严重影响焙烧炉使用寿命。在对焙烧设备进行局部改造的基础上，定期将焙烧炉的火焰方向调整为与原来运行方向相反的方向上，可以在很大程度上减缓上述问题的出现，从而延长焙烧炉的使用寿命，而且对焙烧阳极炭块的质量没有任何不良影响。
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控制预培阳极原材料中碱金属含量
预焙阳极中的碱金属K、Na不仅对火道墙砖有很大的危害，而且对阳极炭块的CO₂反应性和空气反应性有极大的影响，Na的存在使得电解过程中的阳极消耗增加。因此，必须控制通过各种途径进入阳极焙烧炉中的碱金属含量。
1)控制耐火材料中的碱金属含量。阳极焙烧炉砌筑时，要严格按照行业规定的工业炉窑耐火材料标准选择耐火砖。对于所采购的耐火砖，必须进行杂质含量分析检测，将包括碱金属在内的杂质含量控制在最低程度。
2)控制回收残极中的碱金属含量。由于阳极焙烧炉中的钠主要来源于回收利用的残极，而在火道墙砖的腐蚀中，来自残极的高钠含量起着至关重要的作用。因此，残极清理是控制火道墙耐火砖中钠含量的重要途径。采用人工清理往往使得残极中仍然保持较高含量的钠;而采用残极自动清理机则可以将残极中的钠含量降低至(60~83)×10⁻⁶，从而大大减少了通过生阳极进入焙烧炉的钠含量。
3)作为预焙阳极的粘结剂，“无钠低灰”煤沥青中的钠含量(3×10⁻⁶~10×10⁻⁶)远远低于常用煤沥青中的钠含量0.0003%~0.1%)，因此，用“无钠低灰”煤沥青代替常用煤沥青作为预焙阳极粘结剂，也可以在一定程度上减少通过生阳极进入火道墙砖中的钠含量。
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在阳极焙烧炉中应用新材料和新技术
1)在阳极焙烧炉砌筑时，采用低蠕变莫来石火道墙砖，以降低火道墙砖的高温蠕变率，提高荷重软化点及抗热震稳定性，延长焙烧炉使用寿命。
2)在阳极焙烧炉砌筑时，采用新型HY-MAC快速导热火道墙砖，通过提高火道墙砖的导热系数、耐高温性能和耐压强度，延长焙烧炉使用寿命。
3)在阳极焙烧炉砌筑时，用离线砌筑技术代替现有的炉内砌筑技术，通过增加自然干燥期，解决刚砌完未进行干燥及严格烘炉管理就进入系统升温而存在的不足，提高砌筑质量，延长使用寿命。
4)在阳极焙烧炉砌筑时，采用锁扣式透气砌块火道墙，取消常规砌筑火道墙中的竖缝，提高火道墙的整体性，可有效延迟火道墙墙体的开裂时间，从而延长焙烧炉使用寿命。