敞开式阳极焙烧炉热工过程的模拟与优化

建立了敞开式阳极焙烧炉热工过程的数学模型，该模型用于预测焙烧炉的热力行为是满意的。同时对不同的操作参数进行了模拟优化，结果表明，火焰循环时间的降低将导致能耗的增加，而降低空气渗漏和进气量会极大地降低能耗。该模型对于焙烧炉的设计运行具有直接的指导意义。     

焙烧炉热工测试诊断系统及工艺优化应用研究

焙烧作为阳极生产的重要环节,其焙烧过程直接影响着阳极的质量以及生产成本,焙烧炉热工测试诊断系统是一套采用先进的测试手段,以实际测试数据为根据开展工艺参数和操作优化的方法。应用该系统可对焙烧炉的能耗水平、火道氧气水平、火道负压水平、挥发物质的燃烧状况、火道和料箱的升温状况进行测试和分析,根据测试结果分析工艺参数和运行过程中存在的主要问题,依此进行相应工艺和操作的优化,以提高焙烧炉焙烧质量以及降低能耗水平。     

阳极焙烧曲线优化的数值模拟

根据现场的实际情况,建立了阳极焙烧的热工模型,采用数值模拟的方法对焙烧曲线进行了优化研究,模拟了不同焙烧曲线对阳极温升过程、终焙温度和内外温差的影响,结果表明:在其它参数一定的情况下,随着火焰周期的延长,阳极中心的温升曲线逐渐右移,终焙温度逐渐升高,阳极的内外温差逐渐缩小;随着火焰周期的降低,各焙烧阶段的阳极平均升温速率升高,阳极的保温时间逐渐减少.从数值模拟结果来看,最优的焙烧曲线是火焰周期为30h的焙烧曲线.     

敞开式焙烧炉节能的理论分析与实践

本文就敞开式焙烧炉在生产过程中的能耗从理论上进行了深入的分析,找出能耗高的主要原因,提出并采用敞开式焙烧炉在确保碳阳极焙烧质量的前提下节能的有效措施,从而使敞开式焙烧炉的能耗在原来的基础上降低了三分之一。     

敞开式环型焙烧炉的综合测试分析

对敞开式环型焙烧炉进行了综合性的测试分析 ,测定了火道中的烟气成分 ,以及火道和阳极的升温曲线 ,估算了焙烧炉的热平衡。指出促使焙烧时热耗增大的主要原因是预热段空气的严重渗漏以及排烟温度的过高。测试分析的结果还显示 ,沥青挥发分若不能及时从阳极逸出到火道中燃烧将严重影响阳极的焙烧质量。     

延长阳极焙烧炉火道墙寿命研究

国外阳极焙烧炉火道墙寿命能达到140个火焰循环,按30小时一个火焰循环周期、每个火焰系统18室来计算,火道墙寿命约为8.6年。而国内焙烧炉火道墙寿命普遍较短,70～80个火焰周期,即4年左右。焙烧工艺追求的目标包含焙烧质量、燃气单耗、烟气排放效果、火道墙寿命、效率等,而炉况又直接影响焙烧质量、燃气单耗、排气排放效果。故对炭阳极工厂而言,焙烧炉是最重要的设备。本文从焙烧炉设计到工艺操作等分析影响火道墙寿命的各要素,并提出延长寿命的相应措施及建议。     

阳极焙烧炉节能的途径

指出结构设计是阳极焙烧炉节能降耗的关键。有了合理的炉体结构,再配以自动控制系统,合理的焙烧周期等条件,就能降低能耗。本文从炉体结构设计、挥发份燃烧、固体蓄热回收、炉体漏风和控制方法等方面,介绍了降低阳极焙烧炉能耗的途径,以及一些有效的操作方法。     

阳极焙烧炉三维数值模拟与优化设计

根据阳极焙烧炉现场测试的热工参数和实验室测定的材料属性作为数值模拟的边界条件和物性参敷,采用CFD商业软件耦合求解了阳极焙烧炉火道、火道墙和料箱的三维数学模型.同时,从优化炉体结构设计的角度改进了火道结构.研究表明,此项设计对改进阳极质量、降低热耗和稳定铝产量具有重要意义.     

用敞开式阳极焙烧炉焙烧阴极炭块的技术尝试

介绍了利用新型立装敞开式阳极焙烧炉焙烧阴极炭块的相关技术.在实际生产过程中,经过焙烧曲线优化和加强炉面燃烧管理,改进装炉质量等措施,利用阳极焙烧炉是可以生产出性能指标与外观质量合格的阴极焙烧块.其经济技术指标优于阳极焙烧块,与带盖有火井式阴极焙烧炉生产相当.     

敞开式焙烧炉综合运行参数分析

本文通过对焙烧炉的一些实际运行生产数据的分析与比较,了解焙烧炉燃料的燃烧状况、阳极挥发分的燃烧利用状况以及阳极的升温制度状况等,从而调整焙烧炉的运行参数,提高炉子控制水平,使其达到节能增产的目的。在阳极焙烧过程中,许多因素都会影响到阳极的焙烧质量。除原料因素外,焙烧炉炉内温度的均匀性、升温曲线的合理性以及最终焙烧温度等运行参数对阳极的焙烧质量都起着关键性的作用,而这些参数都与焙烧炉的结构和燃     

提高预焙阳极质量的控制途径和手段

指出要提高预焙阳极的质量 ,首先要保证原料的质量 ,提高煅烧质量和糊料配料质量以及配入最佳的优质粘结剂。在焙烧工序中 ,焙烧炉的设计和焙烧的合理升温曲线及温度 ,能实现自动控制的先进的燃烧装置 ,是生产高质量阳极的有效保证     

高温烟气焙烧铝电解预焙槽的工业应用

针对目前国内外铝电解槽焙烧启动方法的特点，提出用燃料燃烧产生的高温烟气来焙烧启动预焙阳极铝电解槽。并在160kA系列和75kA系列预焙槽上进行了工业试验，结果表明烟气焙烧技术易于实现电解槽焙烧操作的自动化，使阴极温度缓慢均匀上升，阴极表面温度均匀，不但能方便地按要求焙烧好阴极炉底．而且能使侧部札糊取得很好的焙烧效果，氧化烧损少．是较理想的铝电解槽焙烧启动方法。     

AlF3添加剂和焙烧温度对铝电解炭阳极过电位的影响

在实验室制备各类AlF3掺杂试验阳极，在测试其基本物理化学性能的基础上，采用“改进断电流法”进行阳极过电位测试，研究AlF3添加剂和阳极焙烧温度对阳极过电位的影响。结果表明：在一定条件下，阳极中添加AlF3既可降低阳极的空气／CO2反应活性，也可降低阳极过电位；受高温脱S等因素的影响，阳极的电化学活性及其空气／CO2反应活性并未随着焙烧温度的提高相应降低。     

铝电解槽高温烟气焙烧过程自动控制的实现

针对目前国内外铝电解槽焙烧启动方法的特点,本文选用燃料燃烧产生的高温烟气来焙烧启动预焙阳极铝电解槽,为确保高温烟气对铝电解槽的焙烧效果,采用了基于PLC与增量式PID算法的自动控制系统。在75kA系列预焙槽上进行了工业试验,结果表明采用自动控制系统的烟气焙烧技术具有易于实现电解槽焙烧操作的自动化．可以做到使阴极温度缓慢均匀且可控地上升,断面温度梯度较小、阴极表面温度均匀。     

Characterization of Cracking Mechanisms of Carbon Anodes Used in Aluminum Industry by Optical Microscopy and Tomography

The objective of this work is to understand the different mechanisms of crack formation in dense anodes used in the aluminum industry. The first approach used is based on the qualitative characterization of the surface cracks and the depth of these cracks. The second approach, which constitutes a quantitative characterization, is carried out by determining the distribution of the crack width along its length as well as the percentage of the surface containing cracks. A qualitative analysis of crack formation was also carried out using 3D tomography. It was observed that mixing and forming conditions have a significant effect on crack formation in green anodes. The devolatilization of pitch during baking causes the formation and propagation of cracks in baked anodes in which large particles control the direction of crack propagation.     

优化焙烧工艺对预焙阳极质量的影响

介绍了优化预焙阳极焙烧工艺所采取的措施：精确制定与合理调整焙烧升温曲线，采用先进的温控设备．控制焙烧后阳极冷却速度．合理调整焙烧体系气氛和压力，严格要求装出炉操作水平。优化焙烧工艺后使挥发分充分燃烧，降低了重油消耗，产品质量及合格率都得到了很大提高，在铝电解使用中性能良好，延长了电解使用周期，有显著的经济效益和社会效益。     

The effect of the addition of fine andalusite particles in refractory bricks on gaseous corrosion

In the past, the mechanisms of corrosion in refractory materials used in the flue wall of anode baking furnaces have been poorly understood. To better understand the processes of degradation, a study of corroded refractories from anode baking furnaces was conducted. This study found that all refractory bricks contain fine andalusite particles in the matrix and fireclay as aggregates. The first stage of corrosion is the penetration of gaseous sodium, coming from recycled anodes, through the porosity of materials. Then, at high temperature, sodium becomes oxidized and is included in the liquid phase. The sodium-rich liquid phase corrodes the refractory material, in particular mullite networks. To understand why the andalusite mineral is used in the refractory materials, a corrosion test able to simulate the gaseous corrosion of materials at laboratory scale was developed. Several recipes, composed of andalusite or fireclay, were submitted to the corrosion test. The microstructural observations showed that the matrix is more sensitive to corrosion. Thus, the use of a raw material such as andalusite in the matrix is advised in order to reduce the gaseous sodium corrosion of fireclay based bricks.     

对焙烧炉送风的探讨

通过对焙烧炉火焰运行过程、燃料需求特点、逆风特点和过剩空气系数等问题的分析。以及对系统布置方式、风机的选择和送风控制原理等初步探讨，指出焙烧炉逆风必须适应燃料变化和挥发分析出，使通风量能够在一个范围内变动，送风设计应选择能适应这一特点的变风机。最后还对焙烧炉通风存在的几个实际问题进行了讨沦。