【技术】回转窑煅烧带对煅后焦质量的影响

发布时间: 2023-12-08 10:43:01 作者:中商碳素研究院


煅后焦质量控制除了要控制原料石油焦质量外还要控制好煅烧过程。而目前原料石油焦质量波动较大,所以煅烧过程控制就更加重要。煅烧过程中物料发生的各种变化主要都是在煅烧带中进行的,控制煅烧过程实质上就是要控制煅烧带,煅烧的状态直接影响煅后焦的质量。本文从煅烧带的“三要素”——温度、长度和位置着手,探究其对煅后焦质量的影响,并在此基础上给出煅烧带工艺参数的选择。供企业参考借鉴。


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一、煅烧带对煅后焦质量的影响

煅后焦质量的优劣直接影响预焙阳极的质量,衡量煅后焦质量的指标有比电阻、真比重、灰分、挥发份、水分和硫分,其中粉末比电阻作为生产过程中的检控指标,每两小时分析一次,真比重等其他指标作为抽查项目,每半月分析一次。


1.温度的影响

石油焦在回转窑煅烧过程中发生的任何变化都是以温度为前提的,达不到一定温度就不会发生各种变化,且温度高低不同,变化过程也不同,这是因为物料在高温作用下,发生了分解聚合反应,使其微观结构产生根本改变。随着温度的升高碳原子网格层面直径(La)增大,层间距减小,层面堆积厚度(Lc)增大,具体数据见下表1。温度越高,微观结构规整程度越低,煅后焦强度、密度、导电性及抗氧化性等各项性能越好,实际生产中也能证明这一点,具体数据见下表2。


1 温度对石油焦微观结构的影响

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2 温度对煅后焦粉末比电阻的影响

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2.长度的影响

煅烧带长可使挥发份逸出,有足够的时间进行理化反应及结构调整,进而降低煅后焦粉末比电阻,具体数据见下表3。但这些只有在煅烧带温度足够高时才能起到上述作用,如果煅烧带过长而使温度降低,并不能收到上述效果。煅烧带短,物料受高温作用时间短,煅后焦质量受影响。特别是在料量大时,即使温度符合要求,但由于煅烧带短,也可能出现“烧不透”现象,造成煅后焦质量不合格。


3 煅烧带长度对煅后焦粉末比电阻的影响

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3.位置的影响

一般来说煅烧带位置对煅后焦质量影响不明显,只有在位置过远或无冷却带时表现突出。位置过远时,会降低煅烧带的温度,进而影响煅后焦质量。而当无冷却带即煅烧带压过窑头时,挥发份逸出尚未结束,物料各种变化尚未进行完全便进入冷却机中,这将大大降低煅后焦的质量。

就煅烧带对煅后焦质量的影响程度而言,煅烧带温度影响最大,它是煅烧过程中最主要的控制对象。煅烧带“三要素”之间相互联系的总体趋势是:温度高时,长度短,位置近;温度低时,长度长,位置远。


二、煅烧带工艺参数的选择

煅烧带“三要素”对煅后焦质量、煅烧过程的经济技术指标、内衬寿命等产生重要影响,煅烧过程的控制实质就是煅烧带的控制,因此,必须对煅烧带的工艺参数进行选择。目前大多数企业的工艺技术标准中只规定煅烧带温度,而对其长度和位置没有具体要求。随着煅烧工艺技术水平的提高,煅烧带工艺参数的选择应考虑以下几方面:回转窑规格、内衬形式及窑皮温度的要求;耐火材料内衬的理化性能;煅后焦的质量要求、原料质量状况;煅烧实收率;回转窑衬设备寿命;自动化控制程度;外供燃料的消耗;回转窑产能,同时对上述各方面因素综合考虑,权衡利弊,尽量做到理论与实际结合,确定选择科学、经济、合理的工艺技术参数。


1.煅烧带温度的选择

由煅烧理论可知,煅烧温度越高,煅后焦的各项理化性能越好。但实际上受到耐火材料性能限制,温度有一定限制,而且温度高还会带来以下弊端,温度过高,窑内衬寿命低,内衬破损后窑皮温度高,窑体变形程度增大,物料氧化损失增大,实收率偏低;外供燃料量增加;煅后焦与粘结剂的化学活性差别增大氧化趋势,这样导致阳极制品消耗增大。综上所述,结合生产实际情况,煅烧带物料温度选择为1200-1250℃较为合适,在此温度下,煅后焦粉末比电阻一般在485-540μΩm,真比重一般在2.04-2.08g/cm3之间,完全可以满足煅后焦的质量要求,又不至于对煅烧过程造成过大的不利影响。


2.煅烧带长度与位置的选择

煅烧带长度过长和过短对提高煅后焦质量均不利,而且煅烧带过长,预热带变短,物料升温快。挥发份逸出激烈会增大煅烧过程对焦炭的破碎作用,不利于成型工序的配料操作。煅烧带过长,物料处于高温段的时间长,炭质损烧大,煅烧实收率降低;同时,煅烧带位置远,高温物料与空气接触时间长,炭质烧损增大,实收率降低;位置近,窑头温度高,对燃料喷嘴、窑头护板及摩擦环产生不利影响。高温物料进入冷却窑中会造成冷却窑头罩及外壳变形,并且高温物料带走的热量增大,导致燃料消耗增加。因此冷却带长度以2-3m为宜,对于45m回转窑来说,煅烧带长度以8-16m为宜。