（中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院有限公司，河南 鄭州 450041）

煅燒石油焦是碳素預(yù)焙陽極生產(chǎn)必須的大宗原料，隨著鋁電解產(chǎn)能的擴大對鋁用碳素材料的需求也與日俱增，使得部分原料的質(zhì)量出現(xiàn)下滑，影響到了石油焦在煅燒過程中的實收率，對企業(yè)的經(jīng)濟效益造成了不利影響[1]。本文通過對某碳素企業(yè)罐式煅燒爐實收率影響因素分析，提出了切實可行的改進措施，取得了良好效果。本研究對控制陽極成本提高企業(yè)經(jīng)濟效益具有積極意義，也可以為企業(yè)提高罐式煅燒爐煅燒焦實收率提供借鑒和參考。

1 影響煅燒實收率的因素分析

某企業(yè)罐式煅燒爐實收率設(shè)計值為80%，但是該企業(yè)煅燒實收率近幾年來一直在75%左右，并且呈略微下降趨勢，實收率與設(shè)計值存在一定差距，通過分析原因，找到影響煅燒實收率的因素，為下一步改進打下基礎(chǔ)。

根據(jù)對煅燒實收率的設(shè)計參數(shù)分析、研究可知[2]，石油焦水分、揮發(fā)分、灰分、粒度、煅燒爐密封性、石油焦破碎與篩分操作制度和工藝操作均會影響煅燒實收率，下面就這幾方面進行較為詳細的分析。

1.1 石油焦水分含量的影響

石油焦經(jīng)高溫煅燒，其所含水分基本被排完，石油焦水分含量直接影響到煅燒焦實收率。因此，就實際情況而言，石油焦水分含量每增加1%，煅燒實收率就下降1%。實際生產(chǎn)中，該企業(yè)罐式煅燒爐對水分含量的設(shè)計值為＜8%，但是實際水分含量≥10%，這就降低了實收率，石油焦水分含量超過設(shè)計值2%以上，這就直接導(dǎo)致煅燒焦實收率降低了2%以上，影響非常大。同時，石油焦水分在高溫下被迅速汽化成大量過熱水蒸氣，造成物料破碎、孔隙度增大，同樣降低了實收率。所以，石油焦水分含量直接影響到煅燒焦的實收率，要想獲得理想的煅燒焦實收率，必須嚴格控制石油焦水分含量，使其滿足設(shè)計值的要求。

1.2 石油焦揮發(fā)分含量的影響

該企業(yè)罐式煅燒爐生產(chǎn)，主要是利用石油焦內(nèi)部揮發(fā)分作為燃料，因此，揮發(fā)分作為一種可利用的高熱值燃料，其含量及存在是非常必要的[3]。按照經(jīng)驗，石油焦揮發(fā)分含量控制在10%左右是較為理想的，這與設(shè)計值≦10%是非常吻合的。但是，若石油焦揮發(fā)分含量偏大，經(jīng)高溫燃燒后將基本被排完，這意味著超出理想范圍的揮發(fā)分百分含量每增加1%，煅燒實收率將下降1%，且過余揮發(fā)分無法及時溢出，可能造成料罐脹料，給生產(chǎn)安全帶來壓力。該企業(yè)石油焦實際揮發(fā)分含量為10%～13%，并且變化范圍大，降低了實收率，石油焦揮發(fā)分對煅燒焦實收率的影響達到3%，對提高煅燒焦實收率是非常不利的。

但若揮發(fā)分含量偏低，煅燒爐熱量供應(yīng)不足，煅燒溫度降低或無法滿足質(zhì)量控制要求，可能降低排料時間，增加物料在罐內(nèi)的停留時間，會造成炭質(zhì)燒損加劇，不但嚴重影響煅燒實收率，也給煅燒質(zhì)量、產(chǎn)量帶來不利影響。所以，對石油焦揮發(fā)分也必須嚴格控制，使其達到設(shè)計標準才能獲得理想的煅燒焦實收率。

1.3 石油焦灰分的影響

有大量的研究表明[4]，石油焦中微量元素如Na、Ga等對焦炭的二氧化碳反應(yīng)性影響很大。而Na等元素會明顯降低石油焦的著火溫度，進而增加石油焦的空氣反應(yīng)性，降低石油焦煅燒實收率。所以，在實際生產(chǎn)中，對石油焦灰分含量也必須嚴格控制，為獲得理想的煅燒焦實收率提供保障。

1.4 石油焦粒度的影響

石油焦粒度越細，其在料罐內(nèi)與熱氣流接觸燃燒的總表面積就越大，其燒損就會增大。其次，石油焦粒度越細，后期產(chǎn)生的粉料越多，在輸送過程中，物料的飛揚損失越大，煅后焦的實收率就越低。該企業(yè)小于8mm的粉焦量平均值為45%左右，屬于偏高狀態(tài)，影響到了煅燒焦的實收率。

1.5 設(shè)備的密封效果的影響

設(shè)備在長期使用過程中，各部位會出現(xiàn)不同程度的變形，特別是排料器各連接部位變形較為嚴重，造成密封性能下降，經(jīng)常會漏進一些空氣，該部分空氣經(jīng)過預(yù)熱后與高溫焦炭接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)造成碳質(zhì)燒損率的增大，降低了實收率。另外，振動輸送機等排料系統(tǒng)，由于連接口較多，相應(yīng)跑冒漏點較多，輸送機連接口的密封效果變差，導(dǎo)致粉料的飛揚及一些粒料的流失，對整體實收率造成了不利的影響。

1.6 原料上料前破碎及篩分的影響

經(jīng)過以往對進廠石油焦粒度數(shù)據(jù)的分析，在實際生產(chǎn)中，煅燒前需進行破碎的＞70mm的石油焦只占物料總量的10%左右，那么這其中90%左右的物料是不需要破碎的。若煅前焦在破碎前不經(jīng)過篩分的情況下全部破碎，不需要破碎的石油焦都經(jīng)過雙齒輥破碎機這一破碎過程，由于物料與對輥，物料與物料之間的相互擠壓，部分石油焦再次被破碎成更碎的小顆粒級物料，造成整體粒度下降，將會導(dǎo)致后期煅燒實收率下降。所以，石油焦上料準備工作也非常重要，篩分后對大顆粒進行破碎即可，盡量不要不篩分全部進行破碎。

1.7 工藝操作的影響

正常情況下，煅燒爐煅燒帶應(yīng)該在二層至六層之間，但在日常的操作當中，操作工對負壓的操作使用不合理、不穩(wěn)定，導(dǎo)致煅燒帶拉長，使得物料在高溫條件下持續(xù)的時間增長，從而提高了物料的燒損率，降低了實收率。

2 提高實收率的措施

通過對影響煅燒實收率的因素進行分析，找到了提高煅燒實收率的途徑，在前面分析的基礎(chǔ)上提出具體的改進措施，以期提高煅燒實收率。

2.1 提高原料質(zhì)量

嚴把進廠石油焦質(zhì)量關(guān)，使水分、揮發(fā)分及粉焦含量控制在最佳范圍，為提高實收率打下基礎(chǔ)。具體控制標準為水分含量＜8%、揮發(fā)分含量≤10%、粉焦含量≤25%。

2.2 優(yōu)化煅燒工藝，降低碳質(zhì)燒損

一般情況下，煅燒二層溫度在1200℃～1370℃，六層溫度控制在900℃～1230℃，這個范圍內(nèi)即可保證煅燒焦的質(zhì)量，在此前提下可適當降低二層上限溫度，并確保溫度的均衡性和穩(wěn)定性，這樣可降低在正常操作下控制物料燒損率的升高。另外穩(wěn)定負壓在80mpa～100mpa之間，避免煅燒帶的拉長，降低物料燒損率。

2.3 加強設(shè)備的密封改造

設(shè)備密封改造主要有三方面內(nèi)容：一是加強對爐體跑風漏氣點的密封，既有利于工藝溫度的穩(wěn)定控制，又可以減少物料在煅燒帶以外的部位持續(xù)燃燒，降低物料燒損。二是加強對排料器連接部位的密封，減少或避免空氣進入與高溫物料接觸燃燒，降低燒損率。三是加強振動輸送機、輸送皮帶等密封口的控制，減少煅后焦在輸送過程中的飛揚，既提高實收率，又有利于環(huán)保。

2.4 規(guī)范石油焦上料篩分制度

石油焦破碎前加裝篩分裝置，避免對達到要求的30mm～70mm的物料再次破碎，影響實收率，只對＞70mm的大顆粒進行破碎，避免細料過多降低實收率。

2.5 規(guī)范工藝控制制度

經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐，結(jié)合目前設(shè)備的現(xiàn)狀，在原有工藝標準的基礎(chǔ)上，在以下三個方面進行了工藝控制制度的改進：一是進一步改進正常生產(chǎn)時工藝控制，粉末電阻率由＜600μΩm壓縮至＜500μΩm去控制。二是煅前配料時，粉焦含量做為一項指標去考慮，均衡各個廠家粉焦含量，可以把不同廠家的石油焦進行合理匹配使用，達到互補的目的。三是調(diào)整煅前對輥破碎機對輥的間隙，在正常煅燒粒度要求的30mm～70mm的范圍內(nèi)，將對輥間隙控制在50mm～70mm之間，減少物料在破碎過程中增加細料。

3 改進效果

在分析影響煅燒實收率因素的基礎(chǔ)上，做了針對性的改進，改進措施執(zhí)行后，該企業(yè)的煅燒實收率由改進前的75%提高到了77%，并且長期保持穩(wěn)定，效果非常顯著。根據(jù)煅燒實收率如果能提高1%，噸煅后焦成本可節(jié)約15元的計算標準，該企業(yè)年生產(chǎn)煅后焦10萬噸，那么每年可節(jié)約成本300萬元，經(jīng)濟效益極為可觀，意義重大。

4 結(jié)論

本文通過對罐式煅燒爐生產(chǎn)煅燒焦的分析與研究，得出了影響煅燒實收率的主要因素是石油焦水分、揮發(fā)分、灰分、粒度、煅燒爐密封性、石油焦破碎與篩分操作制度和工藝操作等。在原因分析的基礎(chǔ)上，做出了提高原料質(zhì)量、優(yōu)化煅燒工藝降低碳質(zhì)燒損、加強設(shè)備的密封改造、規(guī)范石油焦上料篩分制度和規(guī)范工藝控制制度等具有針對性的改進措施，取得了煅燒實收率提高2%的良好效果，有利于控制成本提高企業(yè)經(jīng)濟效益，同時該研究也可以為提高煅燒焦實收率提供借鑒和參考。