95工 艺 与 装 备
在铝用预焙阳极焙烧过程中，焙烧炉与燃烧控制技术极为关键。可以说，焙烧炉与燃烧控制技术直接决定着铝用预焙阳极产品的质量和焙烧能耗。在今天严峻的资源环境形势下，需要通过优化焙烧炉结构、改进燃烧自动控制技术，提高铝用预焙阳极焙烧炉节能低排放的效果。 1 铝用预焙阳极的工作原理
铝用预焙阳极简称为预焙阳极，有着“铝电解槽的心脏”之称。铝用预焙阳极是铝电解工艺的核心所在，是确保铝电解槽稳定工作的基本条件。铝用预焙阳极一般都安装于电解槽的上端，强大的直流电流经过阳极导入电解液。在正常的铝电解过程中，铝用预焙阳极一般会产生消耗导致电压下降，而阳极反应一般发生在铝用预焙阳极与熔融电解液接触的部位。由于有碳的加入，所以阳极反应的最终产物为CO和CO
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谭碧生
。铝用预焙阳极的主要作用在于铝电解过程中导入直流电，并参加电化学反应。目前，国内外生产一吨电解铝，大约消耗半吨的预焙阳极。铝电解就是发挥预焙阳极直流电导入并发生电解反应，同时在氧化性与高温熔盐中产生持续性消耗。所以，电解铝生产需要数量庞大的预焙阳极作为材料。同时，预焙阳极的质量好坏，直接关系电解槽能否正常生产以及能否达到工艺标准。
2 铝用预焙阳极焙烧的重要性
焙烧是在空气隔离的条件下将填充料放入已经成型的生坯中进行高温加热处理，具有搭桥和加固的作用。铝用预焙阳极焙烧是阳极生产非常重要的一道工序，关系到铝用预焙阳极的产品质量。所以，要控制好铝用预焙阳极焙烧过程，优化焙烧炉结构，采用先进的工艺技术，以提高铝用预焙阳极产品质量。铝用预焙阳极焙烧技术使用的目的主要有五点：一是通过热处理来清除粘结剂中的挥发物；二是通过焙烧来将不同粒度的骨料进行粘结结焦，进而形成一定形状的预焙阳极；三是通过焦炭网格能够确保预焙阳极的几何形状，同时使制品硬化，增加产品的机械强度；四是通过煤沥青聚合和分解反应降低产品的电阻率，使产品成为电流的良导体；五是通过焙烧后产品的抗热性、抗氧化性、导热性以及导电性等功能得到全面优化，进而能够满足电解槽生产要求。由此可见，铝用预焙阳极焙烧技术能够使预焙阳极产品获得良好的使用性能。
3 铝用预焙阳极焙烧炉节能低排放技术的研发
3.1 计算机模拟绘图技术
保健椅随着计算机技术的发展，采用计算机对焙烧炉结构进行模拟绘图已成为现实。利用计算机模拟绘图技术，能够有效揭示焙烧炉结构与火道内燃烧气氛、炉内温度分布的关系，进而针对模拟绘图的数据分析，得出焙烧炉结构优化的方案。采用计算机模拟绘图，最关键的地方是要摸清焙烧炉结构中氧气和
一氧化碳的浓度分布与温度分布，进一步明确影响焙烧能耗的因素，从而有计划地改变焙烧炉结构，尤其是对火道结构尺寸以及料箱进行优化，实现节能低排放的目的。
3.2 焙烧炉结构优化设计
3.2.1 料箱尺寸
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通常来说，阳极炭块的尺寸、数量以及横墙与填充料的厚度决定了焙烧炉料箱的长度。从焙烧炉的工作机理分析，一般阳极炭块的总长度与横墙、填充料厚度之和的比值越大，焙烧炉的能量利用率越高。然而，实践证明，阳极焙烧炉的长度必须控制在一定范围。除了要考虑能耗情况，还要考虑焙烧炉的使用寿命。所以，一般超过6m就会导致火道墙的稳定性受到破坏，而料箱尺寸还与耐火料和负压有关，也必须控制长度。近年来，铝电解生产过程中，为了提高换极周期，往往需要提高预焙阳极的高度。所以，增加了预焙阳极焙烧炉料箱的宽度。然而，这种办法需要以降低焙烧炉的使用寿命为代价。所以，焙烧炉料箱的宽度只要能满足预焙阳极的正常出炉即可。综合分析，焙烧炉电极箱宽度可以适当缩小，长度和高度可以适当增加，以提升火道到电极箱中心部位的传热强度。
铝用预焙阳极焙烧炉节能低排放新技术
朱玉德
（嘉峪关索通预焙阳极有限公司，嘉峪关 735100）
摘 要：铝电解生产过程需要大量的高质量预焙阳极产品，而铝用预焙阳极主要是通过焙烧炉对破碎、磨粉、混捏后的煅后石油焦与煤沥青进行焙烧加工而成。在预焙阳极焙烧过程中，如果能对焙烧炉结构及燃烧控制技术进行优化，就能在很大程度上减少烟气带走的热量，提高热能利用率，使原材料充分焙烧，提高预焙阳极产品质量，进一步增强节能减排的效果。
关键词：预焙阳极 焙烧炉 结构
DOI:10.2017.0241
现代制造技术与装备
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3.2.2 火道结构
预焙阳极焙烧的目的是为了提高预焙阳极的密度、电阻率、强度等性能指标。所以，需要依靠高温来实现，一般焙烧温度都在1050℃以上。在阳极焙烧过程中，高温热量会向料箱传递，所以整个火道必然存在一定的温差。火道宽度越大，温差越小；而火道长度、高度越大，温差越大。所以，增加火道
宽度，能够提高废气带走的热量。此外，由于火道内存在统一流通截面温差情况，会导致烟气流通不均匀，可以通过合理设计火道内的隔墙和散火砖来促使烟气流通更均匀，也会进一步缩小温差，保持火道温度均匀。通常，火道温差越小，阳极焙烧炉所消耗的燃料就越少，同时提高了预焙阳极焙烧的稳定性，确保了阳极产品质量。
3.2.3 炉体的密封性
预焙阳极产品的质量很大程度上与焙烧炉的密封性有关联。预焙阳极焙烧炉如果存在漏风问题，就会导致冷风进入炉内，造成火道内温度不均匀。同时，炉体密封性查还会造成烟气热量损失严重。一般情况下，造成炉体密封性差都是存在漏风问题。炉体漏风量的大小与炉面孔洞密封、火道结构有关。如果火道内存在很大阻力，就会增加负压，进而导致漏风量加大。所以，除了优化火道结构以外，还需要采用密封性强的炉体设计，尤其是在装料完成后，使用细粉将炉顶盖实，并要求一个炉室一个盖。当焙烧完毕，可以使用行车吊起炉盖移动。只需要移动焙烧炉室即可，进而缩小焙烧炉室的上下温差，提高焙烧质量，达到节能效果。
3.3 燃烧自动控制技术
预焙阳极焙烧炉节能低排放技术的关键，还在于燃烧自动控制技术的应用。采用燃烧自动控制系统，对预热区和焙烧区的各项参数进行精确控制，提前设计好升温曲线和负压范围，制定负压和炉温控制
体系，实现对焙烧过程的集中监控管理和分布实时控制，使整个焙烧过程能够在工艺标准下对阳极炭块进行预热、焙烧、冷却，确保焙烧工艺的可靠性和稳定性。燃烧自动控制技术本身具有集中监控的功能，对焙烧过程中的各项数据能够进行实时采集、存储、分析、输出以及报警。在实际运用中，技术人员只需要设计好系统参数和控制参数，就可以实现手动远程控制，尤其是对料箱、火道温度和火道负压、天然气和空气的输入量等参数进行精确控制，可避免产生过大的温差，减少能源不必要的损失。
3.4 优化电捕焦油器系统
预焙阳极焙烧所产生的烟气含有大量的填充料细分和焦油粉尘混合物，对环境造成一定程度的破坏。同时，粉尘中的焦油混合物很容易粘贴在电捕器内，导致自然着火现象发生。所以，有必要安装新的烟气净化电捕焦油器。可以选用技能风机和节能型电气设备，将喷淋系统设置到塔体下部，将原有喷淋塔改造为下进风、上出风的形式，在电捕器与喷淋塔之间安装预除尘器，设置高压回流雾化喷头，配置高压供水泵站和供水管道。这样既能及时预防火灾，还可以实时清洗电捕器内部，提升设备的环保和节能性能。
4 结语
在关于铝用预焙阳极焙烧炉节能低排放技术研发中，本文主要在已有的预焙阳极焙烧炉基础上，采用
计算机仿真模拟绘图技术，对焙烧炉的结构和材料进行优化。通常，采用优化后的铝用预焙阳极焙烧炉的传热效果和炉温的均匀性都有了大幅提升，既能够提高预焙阳极产品的质量，又能够减少无效热能的损耗，从而增强节能低排放的效果。
参考文献
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状况诊断方法[J].轻金属，2013，（3）.
New Technology of Energy Saving Low Emission for Prebaked Roast Furnace
绞车滚筒ZHU Yude
(Jiayuguan Suotong Prebaked Anode Co., Ltd., Jiayuguan 735100)
Abstract: The aluminum electrolysis production process requires a large amount of high quality prebaked anode products, while the aluminum prebaked anode is mainly through the roasting furnace on the crushing, grinding, mixed with calcined petroleum coke and coal tar pitch after firing processing. In the pre-bake anodizing process, if the roasting furnace structure and combustion control technology can be optimized to a large extent reduce the heat away from the flue gas, improve the utilization of heat, so that the raw materials fully roasted to improve the pre-bake anode Product quality, and further enhance the effect of energy-saving emission reduction.
乘波体Key words : prebaked anode, roasting furnace, structure
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