预制块火道墙在焙烧炉上的应用

【摘要】焙烧炉在使用过程中，火道墙维修时间过长势必会和正常生产相冲突。2010年丹瑞炭素公司和河南安瑞高温材料股份公司合作，生产应用一批预制块火道墙，将一条火道墙大修时间从两天减少到3～4个小时，解决了焙烧炉火道墙大修时间过长影响正常生产的困惑。

【关键词】预制块；火道墙；焙烧炉

1概况

焙烧炉在使用过程中，火道墙要反复的经受高温—-冷却—-高温的温度变化，火道墙逐渐会出现变形、弯曲、下陷、向内凹陷等变化，变形严重后会使使烟气通道变窄、烟气走向受阻，对正常升温造成影响，对制品质量也产生波动。一般情况下，火道墙在运行三年后需要陆续对严重影响生产的火道墙进行大修。但是在生产过程中，炉体维修势必会和正常生产相冲突。因此，如何精心组织施工在最短时间内对火道墙进行大修成为焙烧炉生产过程中的一个课题。

丹瑞炭素公司以生产预焙阳极为主，焙烧炉共52炉室，每个炉室9条火道8个料箱，料箱深度4516mm，长度5760mm，宽度为780mm，三个火焰系统运行，燃料为用两段式煤气发生炉自产煤气，每个系统6炉室运转，采用180h升温曲线人工调温。冷却风机摆放到高温移炉后的第七炉室，风机和排烟架之间有4～5炉室进行装出炉生产。2010年丹瑞炭素公司和河南安瑞高温材料股份公司合作，生产应用一批预制块整体火道墙，将一条火道墙大修时间从两天减少到3～4小时，解决了焙烧炉火道墙大修时间过长影响正常生产的困惑。

2预制块整体火道墙简介

2.1整体预制块火道墙的结构

火道墙采用高强度浇注料震动成型工艺加工而成，产品块与块之间采用卯榫结构。该整体预制火道墙墙体为中空，拼接后和火道墙结构一致，拼接处带有子母扣，预制块内壁带有拉砖和火焰折流墙，保持原有拉筋砖数量，墙体上还带有弧形排烟孔，制品在焙烧过程中挥发份溢出后从该孔进入火道墙内进行燃烧。

2.2预制块和特种粘土砖的主要技术指标对比

预制块和特种粘土砖的主要技术指标对比见表1。

表1

从表1可以看出，预制块火道墙大部分指标达到甚至优于特种粘土砖指标，

该产品总体上达到设计要求性能。

3使用情况

3.1结构

丹瑞炭素公司采用的预制块火道墙每条火道墙由12块预制块组成，块与块之间采用卯榫结构,上下层之间错缝砌筑，同层块之间连接缝做膨胀缝处理。整体预制块火道墙保留原有火道最底层粘土砖（和料箱底平齐的一层），为保证挥发份正常溢出和燃烧，该火道墙保留挥发份溢出通道立缝，立缝保留在1.5～

2.5mm之间，该立缝在数量上经过计算保持和特种粘土砖一致的数量。下层预制块四个角部预留四个特种粘土砖预留孔，该孔用特种粘土砖砌筑，一旦出现热电偶瓷管破损较多或者填充料堵塞现象时可以在装炉期间将该砖打开后掏出，保证火道墙内负压充足，调温工作正常进行。该火道墙12块预制块尺寸见表2。

表2

3.2安装情况

2010年5月份开始，丹瑞炭素开始陆续应用预制块火道墙。该火道墙安装时用天车吊装，准备充分后正常情况下3～4小时即可安装完毕。旧炉体安装过程中存在的问题：1、提前测量并处理横墙与火道连接处变形部位，以保证安装进度不受影响。2、安装前一定要对火道墙最底层一层粘土砖（和料箱底平齐的一层）用铝矾土耐火骨料进行找平，在确保最底层火道墙已经符合砌筑水平度的情况下开始安装预制块火道墙，如果该处未找平在安装过程中将无法进行找平弥补措施，该影响会逐渐积累扩大，砌筑到最上层时造成影响更大。

4 应用情况

4.1外观及变形情况

目前该批次火道墙已经使用一年半，和粘土砖材料火道墙在使用一年半后普遍会下陷3-5cm相比,测量该批次火道墙无明显的下陷、弯曲和向内凹陷现象。由于我公司装出炉过程中人工作业，抓斗及料斗经常会和火道墙进行碰撞，部分火道墙会出现变形严重的情况，目测该批次火道墙其表面无裂纹和脱落掉层现象，无变形情况，块与块之间无松动迹象，表面光洁并保持良好的外观。火道墙在经过焙烧后表面形成的结焦物用铲子很容易铲掉，火道墙膨胀缝和挥发份溢出通道立缝无扩大趋势，在日常的装出炉过程中无需对该火道墙进行维护。

4.2产品合格率

该批火道墙在升温过程中挥发份排出后燃烧正常，挥发份着火持续时间以及

挥发份着火最高温度均达到生产工艺要求，火道升温需要的负压也在工艺要求范围内，产品外观和内在质量无异常情况出现，预焙阳极上电解槽后运行正常。2011年部分使用预制块火道墙的料箱产品合格率统计见表3。

表3

从表3看出，应用预制块火道墙的炉室整体合格率达到甚至超出车间平均水平，该种炉体完全可以满足生产需要。

5 结束语

5.1由于该种方式具有修炉时间短、火道墙不易变形的特点，焙烧炉火道墙大修使用该种预制块火道墙，能够满足预焙阳极生产的工艺需要，可以解决目前修炉时间过长影响生产的困境，我公司将在火道墙大修过程中加大整体预制块火道墙的使用量，最大限度减少炉体维修时间过长对生产造成的影响。

5.2对火道墙耐火材料在使用中要求的三个主要指标：荷重软化点、高温蠕变率和热震稳定性，和低蠕变粘土砖相比，预制块火道墙在这方面取得了很大改进，达到甚至超过设计指标。预制块火道墙的导热率达到2.05 W/（m·K）,比低蠕变粘土砖1.40 W/（m·K）提高约50%，有利于料箱升温，理论上对节能降耗也能起到良好的作用，值得碳素行业推广应用。

5.3 新炉体在砌筑过程中，由于其火道墙和横墙无变形情况，所以更利于应用整体火道墙进行砌筑。

参考资料:

[1] 湖北丹江口丹瑞炭素有限责任公司一期工程资料

[2] 河南安瑞高温材料股份公司产品介绍资料

[3] 王平甫，宫振等。铝电解炭阳极生产与应用。冶金工业出版社，2005 ，145页-148页。