摘要:本文主要針對山西華圣鋁業有限公司采用的32罐順流式煅燒爐，在烘爐過程中硅磚晶型轉化和爐體體積變化的有效控制進行了闡述,同時對國內的鋁用炭素罐式煅燒爐烘爐狀況做了簡單介紹,并指出了炭素大型罐式煅燒爐烘爐溫度控制的消化利用。

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關鍵詞：罐式煅燒爐?烘爐?? 硅磚?? 保溫點

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近年來，隨著鋁工業的建設向大規模、高效節能的方向迅速發展，新建的電解鋁廠生產規模大部分都在20萬噸／年以上。鋁用炭素行業也得到快速發展，罐式煅燒爐作為炭素生產主要設備之一，具有一次性投資大，使用周期長，炭質燒損低的特點。罐式煅燒爐的設計使用壽命以8年為期限，如何延長爐體使用壽命，一直是國內同行業不斷探索的問題。

罐式煅燒爐的使用壽命主要與下列因素有關：科學合理的設計是延長爐體使用壽命的基礎；采用高質量的耐火材料是延長爐體使用壽命的保障；優良規范的施工質量是延長爐體使用壽命的前提；科學嚴謹的啟動和合理使用、精心維護是延長爐體使用壽命的關鍵^〔1〕。那么，罐式煅燒爐的烘爐就顯得尤為重要。

2.1 罐式煅燒爐設備狀況

罐式煅燒爐依據產量的不同，可分為六組24罐、七組28罐等；依據質量的不同可分為六層、八層等；依據火焰與物料流動方向可分為逆流式與順流式。

目前，國內大多數炭素廠主要采用罐式煅燒爐進行石油焦煅燒。如：茌平、永城、三門峽、撫順、澠池等都采用24罐順流式煅燒爐；焦作采用28罐順流式煅燒爐；而山西華圣采用沈陽鋁鎂設計院設計的國內首家大型32罐順流式煅燒爐。

2.2 罐式煅燒爐的特點

罐式煅燒爐的主體是由：硅磚、耐火磚、保溫磚和紅磚等多種異型耐火材料砌筑而成，其心臟部位是用硅磚砌筑。硅磚是由含石英（SiO₂）93％以上的硅石，經粉碎、成型、灼燒而成的，其特點是具有良好的導熱性，高溫下荷重軟化點高，對于煅燒物料的磨損具有良好的抗磨性能，其耐火度可達1700-1750℃，在2㎏／㎝的荷重下，其軟化點可達1640℃。采用硅磚砌筑火道和罐壁可以提高煅燒溫度、質量和產量。但硅磚也有其薄弱的一面，即：硅磚的膨脹量比較大，耐急冷急熱性差，劇烈的溫度波動,將會使它發生破損,這是因為隨著溫度的變化,組成硅磚的成分SiO₂發生了晶型轉化,造成硅磚體積的急劇膨脹和收縮。

2.3罐式煅燒爐的烘爐

2.3.1烘爐的目的

烘爐就是將新建的爐子用外加熱源的方式逐出硅結構體中水分，并按升溫計劃把爐子加熱到生產使用的高溫狀態，使泥漿燒結為一個整體而轉入生產。烘爐的目的一般有以下幾點：

①排出砌筑灰漿和磚體中含有的水分；

②使砌筑灰漿與磚體燒結；

③使耐火磚，尤其是硅磚均勻膨脹，避免爐體變形或出現較大裂縫。

2.3.2過去確定烘爐保溫點的方法

通常情況下，罐式煅燒爐烘爐溫度保溫點依據硅磚在不同溫度下，其結晶形態轉化時的溫度預先確定以減少爐高膨脹。

硅磚的晶型轉化溫度如下：

①?β型石英的變化，此變化為快速轉化。

117℃ γ_—磷石英 ?????β_—磷石英?+0.2%

163℃ β_—磷石英???????? α_磷石英?+0.2%

183-270℃β_—方石英?α_方石英?+2.8%

573℃ β_—石英???? α_石英??? +0.8%

②α型石英的轉化,此轉化為慢轉化.

870℃ α_—石英???????? α__磷石英?? +16.0%

1470℃ α_—磷石英?? α__方石英?+15.0%

1720℃ α_—方石英???? α__石英玻璃?+15.0%

據此，一般罐式爐的烘爐升溫速度和爐高日膨脹量為：

烘爐總共約需55天

2.3.3 采用確定保溫點廠家烘爐的實測數據

有關廠家罐式煅燒爐多次烘爐中，各規定保溫點的實測膨脹量如下：

2.3.4烘爐中存在的缺陷

①從烘爐曲線中看，各個保溫點是依據硅磚晶型轉化點的溫度確定的，這在實驗中是合理的，而實際烘爐中則不然。因為罐式煅燒爐火道一般為8層，烘爐時多以首層末端溫度為基準（順流式罐式爐），當首層溫度達到晶型轉化溫度時，其它各層火道溫度存在差異不可能達到晶型轉化溫度，這就無法確定準確的保溫點。

②從爐體膨脹情況看，當首層溫度達到晶型轉化點溫度時，整個爐體膨脹的并不多，這時保溫意義并不大。而在首層溫度超過晶型轉化溫度時，其它各層的溫度才達到晶型轉化溫度，因而只得在非保溫點的溫度下進行保溫。根據以上情況，烘爐曲線中預定的保溫溫度和時間就無實際意義。