煅燒工藝
原料煅燒是碳素生產(chǎn)中的一道重要工序，原料煅燒質(zhì)量的好壞是保證最終產(chǎn)品質(zhì)量的前提。煅燒車(chē)間工藝生產(chǎn)流程操作過(guò)程如下：
符合質(zhì)量要求的原料由汽車(chē)運入原料庫，用抓斗天車(chē)在規定的原料槽中抓料，按生產(chǎn)要求由抓斗抓入破碎機上料斗中，由破碎機粗破碎成40mm以下的原料，由原料料倉變頻控制原料摻配后再由皮帶運輸機運入煅燒爐。原料在爐上的加料由加料系統按時(shí)均勻加入爐內，在1250—1350℃的高溫下煅燒合格，經(jīng)冷卻水套冷卻后，由自動(dòng)排料系統排出。
⑴、煅燒設備
目前，國內的煅燒設備主要有：罐式煅燒爐、回轉窯、電氣煅燒爐、回轉床煅燒爐。我公司采用順流式罐式煅燒爐。
煅燒爐的結構：
①爐體：包括煅燒罐和加熱火道及預熱空氣通道，槽鋼為加固框架，爐頂由拉筋對應拉接，并設有調節彈簧，爐體座落于爐底板上，板上由爐盤(pán)和爐腿支撐。
②余熱室位于八層火道與匯集煙道連接處。
③加排料設備分別在爐的頂部和下部。
④其他配置由引風(fēng)機，煙囪等。
⑵、煅燒的定義
炭質(zhì)原料在隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫熱處理的過(guò)程（一般在1200℃—1500℃下進(jìn)行煅燒）。經(jīng)過(guò)煅燒后的原料一般比較脆硬，便于物料的破碎。
⑶、煅燒的目的
①排除原料中的揮發(fā)份
②提高原料的強度
③排除原料中的水份
④降低電阻率、提高機械強度
⑷、煅燒爐溫度的控制
煅燒爐的溫度控制主要依靠對燃料的燃燒控制來(lái)實(shí)現的。我們公司煅燒爐采用的氣體燃料就是靠煅燒過(guò)程中碳質(zhì)原料產(chǎn)生的揮發(fā)分。煅燒爐燃氣的燃燒方式屬于擴散式燃燒方式。燃氣揮發(fā)分排出后與空氣邊混合邊燃燒，火焰及煙氣在負壓抽力的作用下，沿火道方向迂回運動(dòng)，將熱量傳給爐罐后，煙氣由煙道排出爐外。
提高煅燒爐產(chǎn)量和煅后料質(zhì)量的關(guān)鍵是適當提高爐溫和延長(cháng)煅燒帶，因此，要保證煅后料質(zhì)量，必須嚴格控制煅燒帶火道的溫度：
首層：1280—1350℃ 二層：1250—1350℃
三層：1250—1320 四層：1250—1300℃
八層：1000—1150℃ 要求火道溫差要小。
⑸、影響煅燒溫度、質(zhì)量的因素
溫度控制就是調整影響燃燒的各因素使爐子各層火道內的燃料達到要求的燃燒強度，使溫度達到生產(chǎn)工藝的要求。
三個(gè)基本要素
在爐溫的調整和控制中，燃料、空氣和負壓是影響煅燒溫度的三個(gè)基本要素。
⑴燃料的影響
在正常生產(chǎn)中，原料在煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)分是熱源的主要部分，如果爐子條件具備，燃燒組織的合理，原料中揮發(fā)分含量達9%以上時(shí)，揮發(fā)分已成為爐子生產(chǎn)熱源的全部來(lái)源。在生產(chǎn)中，如果揮發(fā)分不足，煅燒溫度下降，影響煅燒質(zhì)量。
要想充分利用揮發(fā)分，使揮發(fā)分均勻，穩定的熱源不斷排出，就需要合理的原料配比，和加排料操作的連續是保證煅燒爐穩定生產(chǎn)的條件，需要揮發(fā)分通道系統內沒(méi)有過(guò)多阻力和過(guò)量的空氣進(jìn)入，也需要適當的負壓和溫度條件等，只有這些條件的具備，才能滿(mǎn)足煅燒溫度的要求。
⑵空氣量的影響
煅燒實(shí)質(zhì)上是一種快速的氧化反應過(guò)程，要燃燒穩定進(jìn)行，連續不斷地供給足夠的空氣，使其中的氧與燃料接觸良好是燃燒的先決條件，煅燒爐是在火道中進(jìn)行的。燃料在截面狹窄，通道細長(cháng)，迂廻曲折（各層火道首尾連續）的火道內燃燒，空氣量和供給方式以及同燃料混合方式是組織燃燒的關(guān)鍵。
在煅燒過(guò)程中，爐子空氣使用量要適度，一次給入量不要過(guò)多，防止局部溫度過(guò)高，燒壞爐體；也要避免因空氣給入量不定，出現燃料燃燒不完全現象，這樣會(huì )使火道溫度低，罐內原料中的揮發(fā)分排出缺少熱量，形成低溫循環(huán)局面，直接影響煅燒質(zhì)量和產(chǎn)量。雖然煅燒爐是火道內燃燒間接加熱罐內原料，火道內出現強氧化氣氛不會(huì )氧化原料，但火道內給入或存在大量過(guò)剩空氣，而依靠調整燃料量的多少來(lái)控制溫度，實(shí)現短焰燃燒的方法是不可取的，因為過(guò)剩空氣沒(méi)有參與燃燒，帶入了火道內的熱量，又增加了排煙系統的負荷。
經(jīng)過(guò)預熱后的空氣比冷空氣更容易與燃氣混合，燃燒，升溫速度也較快，只要溫度允許的情況下，應首選預熱空氣參與燃燒，一般情況下，順流式煅燒爐始終使用預熱空氣助燃，而逆流式煅燒爐多采用冷空氣助燃。
⑶負壓的影響
在煅燒過(guò)程中，煅燒爐內都處于負壓狀態(tài)，負壓是由裝在煙道的排煙機運轉而產(chǎn)生的；爐子負壓的控制是煅燒生產(chǎn)中極為重要的環(huán)節，爐內燃燒所使用的燃料和助燃空氣是負壓吸入的，吸入量的多少，流動(dòng)速快慢是由負壓大小決定的。負壓過(guò)大，火道內空氣流量大，熱損失大，負壓過(guò)小則揮發(fā)分難以抽出，助燃空氣也將供給不足，已經(jīng)燃燒后的產(chǎn)物也不能及時(shí)排出爐外，爐頂部冒火，燃燒強度下降，爐溫低而影響煅燒質(zhì)量和產(chǎn)量。
三者相互依存，缺一不可；相互依賴(lài)，互為條件；相互關(guān)聯(lián)，一動(dòng)全變。三者只有適度配合，才能達到質(zhì)量要求的溫度，無(wú)論其中哪個(gè)因素配合失調，都會(huì )反映在溫度上，使煅燒質(zhì)量下降或波動(dòng)。
煅燒爐內如果缺少燃料，燃料動(dòng)能則不足；缺少空氣，燃料燃燒不完全，剩余燃料不在爐內燃燒，又可能燒壞煙道和設備；缺少負壓抽力，燃料和空氣進(jìn)入爐內受限，燃燒后的煙氣不能及時(shí)排出爐外，燃料燃燒不能正常持續下去。在爐子負壓相同的情況下，如果燃料量過(guò)多，則空氣量相應減少，燃料燃燒也不完全；如果空氣量過(guò)大，燃料量相對減少，沒(méi)有被負壓抽到爐內的揮發(fā)分，會(huì )從爐頂冒出，污染環(huán)境。在爐內供入燃料量一定數量的情況下，如果負壓過(guò)大，進(jìn)入爐內空氣量也多，將會(huì )出現燃燒空氣過(guò)剩，熱損失增大，直接加熱的煅燒爐原料燒損會(huì )顯著(zhù)增加。以上的各種現象，都會(huì )出現低溫的結果，而影響煅燒質(zhì)量。
煅燒爐負壓如果過(guò)大，原料排出的揮發(fā)分又多，空氣配合又好，將會(huì )出現超高溫度或局部超高溫度，可能燒損爐體和原料過(guò)多燒損。
⒉高溫及煅燒時(shí)間是煅燒質(zhì)量的決定性因素
在煅燒生產(chǎn)中，產(chǎn)量和質(zhì)量是密切聯(lián)系的，各種因素在最終都反映到爐溫上來(lái)，因此爐溫是煅燒過(guò)程中最重要的工藝參數，煅燒溫度是煅燒質(zhì)量的依據，是影響煅燒質(zhì)量的主要因素。煅燒爐內的最高溫度及在高溫下維持時(shí)間決定了煅后原料質(zhì)量。由于煅燒爐內的原料是在不斷運動(dòng)的，原料在高溫下維持的時(shí)間是指原料在爐內經(jīng)過(guò)煅燒高溫帶區間所有的時(shí)間，而煅燒高溫帶長(cháng)，則原料在高溫下維持的時(shí)間也長(cháng)，所以，一般認為煅燒溫度的高低和煅燒高溫帶的長(cháng)短是決定煅燒質(zhì)量和產(chǎn)量的關(guān)鍵。
其它因素的影響
⑴原料的影響
①水份的影響—原料中的水份是昂貴的無(wú)用之物，它直接影響煅燒溫度，而影響煅燒質(zhì)量。原料中的水份一般每增加1%，煅燒溫度則下降約20℃左右。原料的熱脫水過(guò)程，不僅耗能，還會(huì )使煙氣量增加，帶走熱量，降低爐子熱的熱效率，在直接加熱的爐內，赤熱的原料與水蒸氣接觸而增大燒損，降低了原料煅燒的實(shí)收率。
水份較大的濕原料會(huì )給預碎和運輸帶來(lái)困難，濕粉料和小粒料會(huì )吸附在其所經(jīng)過(guò)的齒式輥面、下料溜子、提升機斗子，運輸皮帶上和斗倉內，造成蓬料，堵料和各種原料混雜問(wèn)題。
②揮發(fā)份的影響—石油焦揮發(fā)分的多少對炭制品質(zhì)量并無(wú)多大影響，但對煅燒過(guò)程有影響。揮發(fā)分逸出后，如果不能立即燃燒，揮發(fā)分經(jīng)過(guò)的爐墻和通道內壁上，會(huì )沉積一層低質(zhì)量的沉積碳，使燃燒結構發(fā)生變化，如果不能及時(shí)處理，其沉積物可將揮發(fā)通道完全堵塞，使爐上出現冒煙、著(zhù)火現象，損壞爐體。
③粉料的影響—石油焦在預碎和傳送過(guò)程中，粉料多不僅流失多污染環(huán)境，還會(huì )出現料倉蓬料，料斗掛料堵料現象，如果料中水份稍大就更加嚴重，給操作帶來(lái)困難。
在煅燒過(guò)程中，粉焦多揮發(fā)分排出通道不暢，細料團中的揮發(fā)分裹在其中帶到爐外，會(huì )出現黑料粒和排料冷卻裝置放炮現象。粉料多會(huì )造成加料失控，爐內結焦堵?tīng)t，生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行的局面。粉料多則燒損多，揮發(fā)物的收率增加，燃燒過(guò)剩的揮發(fā)分更加過(guò)剩，造成煙道溫度過(guò)高。
⑵加排料的影響
煅燒爐的加料和排料方式是爐子工藝制度的重要組成部分，是煅燒質(zhì)量的重要影響因素。
①原料在爐內的運動(dòng)
煅燒爐內原料的運動(dòng)是由加排料來(lái)維持的。只有原料在爐內不斷的運動(dòng)，才能保證揮發(fā)分不斷排出，并保持一定數量，溫度才能穩定在規定的范圍內。不斷運動(dòng)的原料能夠減少或避免結焦，能夠減輕揮發(fā)分通道堵塞。不斷運動(dòng)能使煅燒后的原料及時(shí)冷卻，減少原料氧化損失。間斷運動(dòng)將使以上因素產(chǎn)生周期性變化，不利于生產(chǎn)。
②加排料均勻協(xié)調的進(jìn)行
煅燒爐的加料和排料只有均勻的進(jìn)行，才能實(shí)現原料的均勻吸熱和傳熱，揮發(fā)分的排出量才能均勻穩定，爐溫可控程度才能提高。
③密封條件下的加排料及冷卻
煅燒爐加料口和排料口都與爐子連通，加料和排料必須在密封條件下進(jìn)行。否則，將會(huì )使原料燒損氧化，灰份含量增加。煅燒后原料也必須在密封的條件下，進(jìn)行間接干冷卻，防止水份進(jìn)入和原料燒損。由于煅燒爐內都是負壓制度，爐內外的壓差給密封帶來(lái)困難和難度，這使爐子密封工作更加重要和經(jīng)常化。
⑹、煅后焦質(zhì)量指標：
灰份＜0.5%；揮發(fā)份＜0.5%；真比重≮2.060g/cm3；粉末電阻≯480μΩM；不達標煅后焦不準進(jìn)入下一工序生產(chǎn)。
