电解铝用阳极焙烧多功能天车主要工具工作原理
电解铝用阳极焙烧多功能天车是阳极焙烧车间的主要作业工具，主要完成阳极炭块到焙烧炉室之间阳极吊运及吸、卸焙烧填充料的工作。吸卸料系统及双联夹具是电解铝用阳极焙烧多功能天车的主要作业工具，本文通过对吸卸料系统及双联夹具工作原理的阐述，对工作原理有了理解，便于操作机组。
标签：电解铝用阳极焙烧多功能天车;吸卸料系统;双联夹具
1、前言
电解铝用阳极焙烧多功能天车主要作业工具包括吸卸料系统及双联夹具;吸卸料系统是完成吸填充料、卸填充料、除尘降温和卸灰的工作系统;双联夹具是机组实施对阳极进行夹持装炉、出炉的工作机构。
2、吸卸料系统工作原理
吸卸料系统是完成吸填充料、卸填充料、除尘降温和卸灰的工作系统，吸料动力源分罗茨真空泵和离心风机两种，本文动力源采用的是离心风机，阀门控制及调节与罗茨真空泵不同。
吸料：离心风机启动后，吸料管卷扬启动，吸料管下降至填充料面，靠吸卸料系统产生的负压使填充料吸入料管，通过伸缩吸料管从大料仓顶部进入仓中，带料混合气体进入料仓后，流速突然下降，低于物料的沉降速度，物料便沉积下来落到料仓底部，含尘气体经除尘系统降温及过虑后通过离心风机排出。
卸料：启动卸料管卷扬，卸料管下降，将卸料嘴移动至需要操作的平面处，打开大料仓闸板阀，物料靠自重落下，并堆积在卸料管内，缓慢移动大车，拖动卸料嘴，将填充料平整地铺垫在操作平面上，卸料完成后，关闭大料仓闸板阀。如物料出现堵塞或不顺畅时，启动振打器，振打仓壁，使物料排出。卸料时产生的灰尘经布袋除尘器过虑后经离心风机排出。
除尘降温：吸料时，高温空气和粉尘从料仓顶部的气流出口进入旋风除尘器进行一次除尘，大颗粒粉尘进入旋风除尘器灰仓，旋风除尘器灰仓与布袋除尘器灰仓相连，旋风除尘器灰仓满后，启闭灰仓阀门使灰降落到布袋除尘器灰仓。
经旋风除尘器除尘后的气流进入空气冷却器冷却，温度低于90℃，再进入布袋除尘器进行二次除尘净化，布袋收集下来的细灰尘沉积到下部粉尘仓中。通过二次净化后的气体经离心风机和消音器排放到车间空气中。布袋除尘靠反吹风空压机的反吹风作用，采用脉动清灰方式除尘。卸料时产生的含尘气体直接进布袋除尘，经离心风机和消音器排放到空气中。
在控制方面：
环式焙烧炉 (ring type baking furnace) 国内外碳素焙烧炉发展状况 环视焙烧炉是生产碳素制品最关键的大型热工炉窑设备，对一个预焙阳极生产厂而言，环式焙烧炉的基建投资占整个碳素厂总投资的50%～60%，而且焙烧炉设计及技术的先进性对产品的质量单位投资的产能、能耗及能源综合利用、炉子寿命、产品生产成本都有很大的影响，焙烧炉火道墙结构的设计，材质的选择和施工工艺是设计焙烧炉最关键的技术。 碳素生产企业环式焙烧炉火道墙采用砖砌结构，由轻质耐火砖、粘土耐火砖、异型耐火砖砌筑而成。根据焙烧炉火道墙尺寸的不同，每条火道墙重约7～9吨，砖层多打40层。在生产过程中，依照工艺要求反复地升降温（1250℃～1300℃），降温（20℃～30℃），每次装、出炉时，天车夹具、碳素产品都不可避免地会碰撞到火道墙上，这样火道墙就会发生变形，变形达到一定程度，就必须拆除重砌。火道墙主要损坏形式：传统工艺采用耐火砖加耐火泥浆砌筑，采用了卧缝打灰、立缝不打灰的砌筑工艺，这样会出现砖缝泥浆脱落，影响了火道墙的整体结构强度。由于砌砖更多的注重了火道墙的牢固性，但忽视了火焰的流向，不可避免地出现温度死角，对产品的均匀性造成影响。在生产过程中由于产生不均匀热膨胀以及频繁升降温和装出焙烧品的撞击，造成火道墙变形，继而火焰不走正道→温度死角→温差变大→炉箱变形等恶性循环，能耗增大，降低炉体寿命，出现频繁中小修。 目前国内碳素焙烧炉的设计是50年代从国外引进的技术，火道墙采用砖砌筑结构，经历了半个世纪，并为大多数碳素厂所采用。随着生产实践的进一步深入，该技术的一些技术问题也逐渐暴露出来。 （1）边火道墙向外突出或整体倾斜，使料箱变窄，装出炉困难； （2）中间火道向内外凹陷，使火道变窄，影响热流气体的流动和燃烧效果； （3）火道墙裂缝严重，导致漏风漏料，影响产品质量，增大热能损耗，破损比较严重的火道墙必须进行中修、大修，由于火道墙是由小块耐火砖砌筑而成，拆除一条火道墙大约需要7～8小时，重新砌筑需24小时左右，拆除并重砌一条火道墙就必须搬运近17吨的材料，这不仅给修炉工作带来困难，而且给车间的正常生产增加难度。特别是环式焙烧炉是以循环方式作业，留给维修、拆除、重砌火道墙的时间非常紧张，通常在炉温还有80℃～90℃时就必须开始刨修，工作环境极为恶劣，反过来又影响施工质量，形成恶性循环。 我国用在环式焙烧炉上的耐火材料质量与国外同类产品相比，有较大的差距，高温抗蠕变性，荷重软化点，高温热稳定性等理化指标及产品外形尺寸精确度。加之生产管理，操作等方面的影响，我国碳素焙烧炉火道墙的平均使用寿命为80～100炉次，国外焙烧炉一般达到150炉次。 在市场竞争日趋激烈的今天，各类产品都必须以优质廉价来赢得市场，炭素制品也不例外。若焙烧炉火道墙变形严重，势必影响产品的质量，特别是影响产量，增加生产成本，不能满足生产需求，难以取得良好的经济效益。 针对砖砌火道墙存在的上述缺陷，国外多家碳素制品生产公司对火道墙结构的设计，材质的采用及砌筑方式等方面作了大量研究的改进，据有关资料报道，美国贝克莱和利德汗姆公司对火道墙的砌筑方式进行了大胆创新，采用异地预砌墙的方法，整体吊运到现场安装。该技术大大缩短了施工时间，改善了施工环境，减轻了劳动强度，提高了焙烧炉的产量及砖
文章编号:1001-8948(2002)04-0045-04 贵州铝厂新型阳极焙烧炉节能探讨 彭 勇 (贵阳铝镁设计研究院,贵阳 550004) 摘要:针对贵州铝厂三期引进的新型阳极焙烧炉节能效果显著、阳极质量好等原因进行分析与探讨。这对以后焙烧炉的设计和改造具有一定的参考价值。 关键词:阳极;焙烧炉;节能;热效率;热源;蓄热体 中图分类号: T Q127.1+1 文献标识码: A RESEARCH INTO SAVE ENERGY OF NEW ANODE BAKING FURNACE IN GUIZHOU ALUMINIUM FACTORY PENG Yong (Guizhou Aluminium M ag nesium Desig n Research Institute,GuiYang550004,China) Abstract:T he new anode w hich in accordance with the Guizhou Alum inium factory im ported thr id periode that the reaso ns such as new anode baking fur nace sav e energ y effect is notable and the anode quality is go od etc.analyzed and ex plo red into.T his to later on design and the impr ovement of baking fur nace fix ed reference value. Key words:an anode;the baking furnace;save energy;thermal efficiency;the heat source;heat storage body 1 前言 从70年代中期开始,世界就着手解决能源的利用问题。强化节能意识、推广节能技术应用已成为全球工业降低生产成本、提高经济效益的重要手段。贵州铝厂三期焙烧炉是新型敞开式阳极焙烧炉。自投产以来,它以节能效果显著、阳极质量好、环境污染小等优点受到国内各大铝厂青睐。 贵州铝厂三期焙烧炉为34室阳极焙烧炉:两个火焰系统;每个炉室有6个料箱7条火道;燃料采用重油;火焰焙烧曲线为168h(火焰周期为28h),冷却曲线为196h;年产量为78840块焙烧阳极。新型敞开式阳极焙烧炉与以往敞开式阳极焙烧炉相比;能耗由502×104～756×104KJ/t焙烧品降至270×104KJ/t焙烧品;填充料烧损由原平均35kg/t焙烧品降至15kg/t焙烧品;阳极产品合格率>98%;阳极在电解槽上使用期较以往延长一天达到27天;出炉烟气量<47000Nm3/h,而国内同产能的焙烧炉的烟气量80000Nm3/h。 收稿日期:2002-05-09 作者简介:彭勇(1972-),男,工程师,1994年毕业于昆明理工大学冶金系热能工程专业,现工作于贵阳铝镁设计研究院。 ?45? 2002年第4期 总第112期 炭 素CAR BO N
阳极焙烧炉节能降耗的对策 唐林、高守磊 （索通发展股份有限公司山东德州251500） 摘要：焙烧炉经过4年以上运行后，炉室密封不好，漏风系数高，造成燃料利用效率低，能耗高，制品温度下降，影响了产品质量。本文从改进焙烧工艺以及焙烧操作等方面采取相应的对策，改善焙烧炉保温措施，降低焙烧炉燃料消耗、提高焙烧产品质量。 关键词：焙烧炉；燃料利用效率；产品质量 METHODS TO IMPROVE FUEL UTILIZATION FOR OPEN TOP ANODE BAKING FURNACES Lin Tang,Shoulei Gao Sunstone Development Co.,Ltd,Shandong Dezhou251500 Abstract t：As a baking furnace ages,cracks and openings develop in the furnace Abstrac which allow outside air to enter.Unless proper corrective actions are implemented, gas consumption can increase,final baking temperatures can decrease,and baked anode properties can deteriorate.In this paper,methods are presented for improving the efficiency of fuel utilization for aging furnaces,and thereby lowering fuel consumption,while maintaining or improving anode finishing temperatures and anode properties. Keywords:Baking furnace,Fuel utilization,Products quality 一、前言 铝用预焙阳极生产过程中，焙烧是最后和最重要的工序之一[1]。通过焙烧，生坯发生一系列的物理化学变化，粘结剂沥青炭化生成的沥青焦把骨料和粉料颗粒结合成为牢固的整体，达到铝电解用户使用的要求。焙烧过程能源消耗大、影响最终产品质量和企业经济效益。 索通发展股份有限公司是国内领先的铝用炭阳极专业生产厂家，经过10多年的发展，目前炭阳极生产能力已经达到27万吨，在建项目阳极产量25吨，90%以上的产品出口到美国、欧洲等世界各地。产品质量受到了国内外用户的好评。 公司2#焙烧炉于2007年投入运行，为38室敞开式环式焙烧炉，每个炉室有7箱8火道，使用2个自动控制燃烧系统，每个系统由3个加热架(HR)，一个排烟架(ER)，一个测温测压架(TPR)和一个鼓风架(BR)等组成。每个燃烧系统采取6室运行8室冷却。2#焙烧炉经过4年多运行后，炉体、料箱已经变形，破损情况在不断加重，炉室密封不好，漏风系数高，造成焙烧生产燃料利用效率低，能耗高，制品保温时间下降，产品质量受到了影响。 2008年、2009年、2010年2#焙烧炉燃料利用率、制品保温时间、产品电阻率的平均值变化情况，见表1。 作者简介：唐林男1968年出生从事管理工作20年，主要从事炭阳极生产技术管理及技术研发。
浅谈阳极焙烧的节能降耗 随着时间的推移，我公司的预焙阳极生产也有以前的”煤制气”改为现在使用纯天然气焙烧阳极炭块。顾名思义，焙烧就是把生坯块装入焙烧炉中，由低温慢慢升至1050°c时进行保温的整个控制过程，中间发生一系列物理化学变化和很多能量消耗。如何节能，如何降耗，已是首要工作。焙烧车间在2月份的气耗管理上，狠下功夫，采取很多方法和措施,通过努力，气耗有明显下降。 一、重视焙烧炉相关设备设施的保养、维修并严格装炉质量。在装炉前各车间都把炉子的火道墙、端墙连接缝隙用耐火泥密封一遍，看是否有漏风漏气现象。并随时掌握相关设备设施运行情况，减少由于设备设施故障或者密封不严而导致天然气浪费。对生坯装炉时，要最大程度砸碗、捣实，焦粒中不应有焦面儿掺入，以免造成热传递不及时，同时炉室密封口用专用盖子，减少热量损失。 二、优化焙烧工艺，控制合理参数。阳极焙烧是由低温升起，根据炉子情况，设置焙烧升温曲线。技术的关键就是如何让阳极块挥发分在炉内充分燃烧，并对燃烧时间和位置充分优化。挥发分排出时，火道温度也达到燃点，充分燃烧完毕。在这个过程中，各车间合理控制升温曲线，加强热电偶座及喷嘴座的密封，改善喷嘴与火道墙体温度测试点，保证天然气的利用率和测试温度真实、准确。 三、利用冷却炉室热量，提高天然气燃烧的利用率。车间适时调整助燃风机，增加预热空气的供应量，提高炉室天然气的充分燃烧。适当增加负压，防止冷空气大量进入，延长了产品在1050°c的保温
时间。 四、提高产品出炉产量，也是节能降耗的最有效方法。当焙烧炉子保温到一定时间，必须出炉，否则能耗大，成本高，严重影响产品质量和公司经济效益。2月份，焙烧各车间增加了出炉数量，提高了产量，节约能源，降低成本，为公司的发展打下良好的基础。
54室敞开式阳极焙烧炉砌筑工程 施 工 组 织 设 计 中国***矿**冶集团公司 二○一一年一月二十八日
目录
1、工程概况 焙烧炉的主要作用是将高压成型后的各种炭制品在隔绝空气的条件下，按规定的焙烧温度进行间接加热，以提高炭素制品的机械强度，导电性和耐高温性能。 云南源鑫炭素有限公司五十四室阳极焙烧炉是根据法国彼施涅铝业公司设计，结合国内多年对该炉型的使用而进行改进所设计的炉型。 该炉型的主要特点： 1）火道墙底部设铝钒土滑动层，端墙、隔热墙胀缝处均设陶瓷纤维纸滑动层； 2）中间火道竖缝无灰浆，便於料箱内挥发物进入火道燃烧。 3）炉底采用干砌。 4）连道烟道设钢外壳。 5）隔热墙按不同材质，竖直方向分层，不同材质间无灰浆，整个侧墙用金属拉杆与砼炉壳连接成一体。 6）隔热墙与炉壳间间隙采用轻质保温浇注料。 7）环形烟道直径小，采用外保温。 8）耐火材料种类较多，且对耐火材料的要求较严格和特殊。 焙烧炉的砌筑工程由炉底板、炉侧墙，炉横墙、火道墙、炉顶及连通火道、环形烟道等七个分项工程组成。 阳极焙烧炉的主要结构尺寸根据所生产的炭块尺寸不同而
不同，其设计依据是炭块尺寸、堆放方式、填充焦保护层厚度等。施工过程中主控尺寸有：焙烧炉壳内尺寸、焙烧炉炉底标高、焙烧炉炉顶标高、相邻焙烧室中心距、两行焙烧室纵向中心距 料箱尺寸、一个焙烧室内料箱个数、一个焙烧室内火道墙道数道、火道墙尺寸、相邻火道中心距、炉端墙尺寸、相邻炉端墙中心距、四周隔热墙厚度等。 2、焙烧炉筑炉开工须具备条件 1）焙烧车间厂房建成具有防雨、雪的功能。 2）炉体砼结构及钢结构均已完成并经检查符合设计要求。 3）厂房内的工事天车（或工事天车）安装完毕，并能投入使用。 4）炉体主要部位的预砌筑完毕，各种材料尺寸、规格均符合设计要求。 5）炉体中心、标高均已定位，测设完毕并经复核无误。 6）炉底槽形板安装完毕并经检测合格。 7）筑炉用的耐火材料已基本到齐后，并做好砖的分类、分选工作。 3、平面布置及施工部署 因工程所需材料数量庞大，型号多且须防雨防潮，现场堆放场地有限，故需设立临时耐火材料堆放点，须考虑材料的二次运输，现场炭块库作为临时堆放点，若不够根据现场实际情况定。 具体见施工总平面布置图（附图一）。
54室敞开式焙烧炉筑炉工程 施 工 案
批准： 审核： 编制： 目录 一、工程概况： (4) 二、编制依据 (4) 三、筑炉前应具备的条件 (5) 四、施工法 (5) 五、施工网络计划及保证措施 (13) 六、工程质量保证措施及质量保证体系，预防质量通病措施 (14) 七、安全、文明施工保证措施 (20) 八、主要施工设备及主要施工材料 (22) 九、劳动力安排 (23) 附：焙烧炉筑炉施工网络计划 原材料进场计划
一、工程概况： 五十四室阳极焙烧炉是为焙烧阳极碳块而配备的一座敞开式焙烧炉，主要由炉底、侧墙（侧部、端部）横墙、火道墙、炉顶板及连通烟道、环形烟道等部分组成，由土建工程的砼挡墙分隔成左右两边各二十七室，每室之间以横墙隔开，每个炉室又被火道墙分隔成尺寸相同的九个料箱，全炉共有486个料箱，目前国现有焙烧炉基本情况如下： （１）空气道是用粘土砖砌筑而成的U型空气道，然后铺浇注料预制块，再进入轻质砖砌筑。炉底轻质砖采用湿砌进行砌筑。 （２）侧墙与砼之间的保温是采用填轻质浇注料。 （３）连通火道和环形烟道部均采用喷涂浇注料。 （４）设计尺寸：横墙中心距5712，火道宽560，料箱宽780。 （５）炉顶浇注料块选用预制浇注料块。 二、编制依据 本工程焙烧炉施工案是根据以下文件进行编制的： 1、54室焙烧炉施工蓝图;
2、工业炉砌筑工程施工及验收规（GBJ211-2004）； 3、工业炉砌筑工程质量检验评定标准（GB50309-2007）； 4、我公司在工程施工中积累的经验及技术总结； 5、我公司现有的经济、技术、人员、装备的实力； 6、建筑安装工程现行施工及验收规、规程、标准； 7、建筑安装工程现行工程质量验收、检验评定标准； 8、现行强制性标准条文； 9、工程现场的实际情况。 三、筑炉前应具备的条件 1、筑炉所在厂房（包括阳极碳块库）应能防雨、防潮； 2、砼炉壳施工完毕，两侧及中间砼挡墙上的盖板应铺设完毕； 3、炉子砼基础底板施工完毕，并经检查符合设计要求标准； 4、焙烧厂房为筑炉服务的行车应能投入使用。 5、筑炉用的耐火材料已基本到齐后，并做好砖的分类、分选工作及部分砌体的预砌筑工作。 四、施工法 4.1.炉体中心线、标高的测设与控制： 4.1.1纵横中心线的设置和控制 炉室纵横中心控制轴线首先用经纬仪投射在炉壳的砼壁上或其它不会产生移动的点上。然后用经纬仪将各横墙中心线测设到侧墙保温砖上，弹好墨线，弹
电解铝用阳极焙烧多功能天车主要工具工作原理 电解铝用阳极焙烧多功能天车是阳极焙烧车间的主要作业工具，主要完成阳极炭块到焙烧炉室之间阳极吊运及吸、卸焙烧填充料的工作。吸卸料系统及双联夹具是电解铝用阳极焙烧多功能天车的主要作业工具，本文通过对吸卸料系统及双联夹具工作原理的阐述，对工作原理有了理解，便于操作机组。 标签：电解铝用阳极焙烧多功能天车;吸卸料系统;双联夹具 1、前言 电解铝用阳极焙烧多功能天车主要作业工具包括吸卸料系统及双联夹具;吸卸料系统是完成吸填充料、卸填充料、除尘降温和卸灰的工作系统;双联夹具是机组实施对阳极进行夹持装炉、出炉的工作机构。 2、吸卸料系统工作原理 吸卸料系统是完成吸填充料、卸填充料、除尘降温和卸灰的工作系统，吸料动力源分罗茨真空泵和离心风机两种，本文动力源采用的是离心风机，阀门控制及调节与罗茨真空泵不同。 吸料：离心风机启动后，吸料管卷扬启动，吸料管下降至填充料面，靠吸卸料系统产生的负压使填充料吸入料管，通过伸缩吸料管从大料仓顶部进入仓中，带料混合气体进入料仓后，流速突然下降，低于物料的沉降速度，物料便沉积下来落到料仓底部，含尘气体经除尘系统降温及过虑后通过离心风机排出。 卸料：启动卸料管卷扬，卸料管下降，将卸料嘴移动至需要操作的平面处，打开大料仓闸板阀，物料靠自重落下，并堆积在卸料管内，缓慢移动大车，拖动卸料嘴，将填充料平整地铺垫在操作平面上，卸料完成后，关闭大料仓闸板阀。如物料出现堵塞或不顺畅时，启动振打器，振打仓壁，使物料排出。卸料时产生的灰尘经布袋除尘器过虑后经离心风机排出。 除尘降温：吸料时，高温空气和粉尘从料仓顶部的气流出口进入旋风除尘器进行一次除尘，大颗粒粉尘进入旋风除尘器灰仓，旋风除尘器灰仓与布袋除尘器灰仓相连，旋风除尘器灰仓满后，启闭灰仓阀门使灰降落到布袋除尘器灰仓。 经旋风除尘器除尘后的气流进入空气冷却器冷却，温度低于90℃，再进入布袋除尘器进行二次除尘净化，布袋收集下来的细灰尘沉积到下部粉尘仓中。通过二次净化后的气体经离心风机和消音器排放到车间空气中。布袋除尘靠反吹风空压机的反吹风作用，采用脉动清灰方式除尘。卸料时产生的含尘气体直接进布袋除尘，经离心风机和消音器排放到空气中。 在控制方面：
铝用预焙阳极生产常用中英文对照表一、石油焦煅烧部分（Petroleum coke calcination） 1、2001—2006年我国石油焦价格变化 2、窑头、窑尾 3、耐火材料 4、回转窑 5、煅烧实收率 6、回转窑窑头结构示意图 7、回转窑下料管 8、回转窑温度带 9、回转窑煅烧实收率统计图 10、石油焦粒度分析统计表 11、石油焦指标要求 12、石油焦挥发份 13、炭质烧损 14、石油焦煅烧 15、石油焦理化性能统计表 16、石油焦煅烧回转窑 17、二、三次风 18、通过改变回转窑而三次风的位置和方向 19、回转窑寿命 20、高硫石油焦1、The price variety of domestic petroleum coke in2001—2006 2、kiln inlet；kiln outlet；at the tail of rotary kiln 3、Refractory material 4、Rotary kiln 5、Yield rate of calcinations 6、Sketch of rotary kiln，s head 7、Rotary kiln，s feeding pipe 8、Temperature zones in rotary kiln 9、Statistics of yield rate of rotary kiln 10、Statistics of petroleum coke,s particle size 11、Requirement of petroleum coke 12、Petroleum coke volatiles 13、Burnt loss of carbon/carbon burnt loss 14、Petroleum coke calcinations 15、Statistics of physico-chemical properties of petroleum coke 16、Petroleum coke calcining rotary kiln 17、Secondary airflow and tertiary airflow 18、Through changing the direction and position of the Secondary and tertiary airflow 19、The rotary kiln working life 20、High-sulfur petroleum coke
收稿日期:2002205216. 作者简介:姚成军(19762),男,硕士研究生;武汉,华中科技大学煤燃烧国家重点实验室(430074). 阳极焙烧炉火道燃烧过程模拟 姚成军 徐明厚 张立麒 陈 宁 (华中科技大学煤燃烧国家重点实验室) 摘要:对阳极焙烧炉的燃烧过程进行了数值模拟.讨论了炉内温度场、流动场和各组分浓度场的分布规律,分析了这些因素对碳阳极焙烧质量的影响.温度场的分布是影响碳阳极生产质量的关键因素.计算结果表明,在设计阳极焙烧炉结构时应充分考虑烟道中隔板对气流分布的影响.关 键 词:阳极焙烧炉;数值模拟;温度场;流场;浓度场 中图分类号:T K16 文献标识码:A 文章编号:167124512(2002)1120060203 现代铝工业焙烧阳极常用焙烧炉,阳极生产的要求是尽可能经济地生产出质量最好最稳定的阳极.阳极焙烧炉火道内的气流分布状况会影响 炉内燃烧过程与温度分布,而温度分布对阳极碳块的焙烧质量有着决定性的影响.因此提高阳极质量和减少阳极焙烧过程中的能量消耗是进行阳极焙烧炉研究的最终目的,而减小火道内的温差则是达到这个目的的最终途径[1]. 由于对火道内的气流分布以及温度场的直接测量非常困难,因此,数值模拟方法成为预测火道内气流分布、优化火道内挡板数量与位置的有效工具[2].这种方法有助于深化对基本现象和过程的认识,使装置的设计最佳化在更大程度上依靠合理的计算,从而减少实验工作的盲目性和工作 量[3].通过对模型的研究,可以了解到焙烧炉火道内部气流分布、气体各组分分布和温度分布规律,从而为提高阳极碳块的质量,稳定燃烧场与温度场,保证铝的生产质量提供依据[1,4]. 1 物理模型 研究对象为国内某大型铝业公司碳素厂1994年从国外引进的敞开式环形焙烧炉的火道, 图1为该火道燃烧段剖面示意图(截面沿宽度方 向剖出,距离火道壁面15.6mm ).该段火道尺寸长×宽×高为3520mm ×470mm ×4230mm ,3个隔板尺寸均为220mm ×470mm ×2800mm ,火道顶部安装有两个煤气喷口,从喷口喷入的煤气量相同.敞开式环式阳极焙烧炉,由90个彼此 分离的炉室组成,煤气在火道内燃烧后,通过火道壁间接加热,实现对阳极块的焙烧.一个火焰周期为32h ,以1个炉室对应的1条火道为解析对象. 图1 阳极焙烧炉火道结构图(单位mm ) 模型化条件如下:a .各入口速度均匀;b .燃烧方式为即混即燃,燃料和氧气不共存;c .壁面传热条件为第3类边界条件,即通过放热系数和周围流体的温度来规定边界的热流密度;d .不考虑气体浮力;e .沿壁面燃烧的挥发分产生的热量视为沿壁面的均匀分布热源[5]. 2 数学模型 将以下几种模型进行耦合计算:a .k 2 ε模型,基于湍流动能k 及其耗散率ε的流动输运方程模型;b .能量模型,该模型模拟有能量释放的过程;c .多组分模型,在模型中可以通过关于对流、扩散以及各种组分的反应源的守恒方程来模拟化学 第30卷第11期 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) Vol.30 No.112002年 11月 J.Huazhong Univ.of Sci.&Tech.(Nature Science Edition ) Nov. 2002
施工组织设计 工程名称： 编制单位： 编制人： 审核人： 批准人： 编制日期：年月日
1、工程概况 焙烧炉的主要作用是将高压成型后的各种炭制品在隔绝空气的条件下，按规定的焙烧温度进行间接加热，以提高炭素制品的机械强度，导电性和耐高温性能。 云南源鑫炭素有限公司五十四室阳极焙烧炉是根据法国彼施涅铝业公司设计，结合国内多年对该炉型的使用而进行改进所设计的炉型。 该炉型的主要特点： 1）火道墙底部设铝钒土滑动层，端墙、隔热墙胀缝处均设陶瓷纤维纸滑动层； 2）中间火道竖缝无灰浆，便於料箱内挥发物进入火道燃烧。 3）炉底采用干砌。 4）连道烟道设钢外壳。 5）隔热墙按不同材质，竖直方向分层，不同材质间无灰浆，整个侧墙用金属拉杆与砼炉壳连接成一体。 6）隔热墙与炉壳间间隙采用轻质保温浇注料。 7）环形烟道直径小，采用外保温。 8）耐火材料种类较多，且对耐火材料的要求较严格和特殊。 焙烧炉的砌筑工程由炉底板、炉侧墙，炉横墙、火道墙、炉顶及连通火道、环形烟道等七个分项工程组成。 阳极焙烧炉的主要结构尺寸根据所生产的炭块尺寸不同而
不同，其设计依据是炭块尺寸、堆放方式、填充焦保护层厚度等。施工过程中主控尺寸有：焙烧炉壳内尺寸、焙烧炉炉底标高、焙烧炉炉顶标高、相邻焙烧室中心距、两行焙烧室纵向中心距 料箱尺寸、一个焙烧室内料箱个数、一个焙烧室内火道墙道数道、火道墙尺寸、相邻火道中心距、炉端墙尺寸、相邻炉端墙中心距、四周隔热墙厚度等。 2、焙烧炉筑炉开工须具备条件 1）焙烧车间厂房建成具有防雨、雪的功能。 2）炉体砼结构及钢结构均已完成并经检查符合设计要求。 3）厂房内的工事天车（或工事天车）安装完毕，并能投入使用。 4）炉体主要部位的预砌筑完毕，各种材料尺寸、规格均符合设计要求。 5）炉体中心、标高均已定位，测设完毕并经复核无误。 6）炉底槽形板安装完毕并经检测合格。 7）筑炉用的耐火材料已基本到齐后，并做好砖的分类、分选工作。 3、平面布置及施工部署 因工程所需材料数量庞大，型号多且须防雨防潮，现场堆放场地有限，故需设立临时耐火材料堆放点，须考虑材料的二次运输，现场炭块库作为临时堆放点，若不够根据现场实际情况定。 具体见施工总平面布置图（附图一）。