煅烧工种习题

• ⑶ 窑内的传热与温度
• （一）过程描述：不断旋转——缓慢移动——被加热煅烧。
• （二）窑内传热：上层——高温气体的辐射和对流换热；
•
下部——窑内衬传导给热；
•
中部——物料传导获得热量。转翻——交替
• （三）回转窑的温度分布：
• （1）干燥预热带——窑尾部。脱水、排出挥发分。低温端500～ 600℃，高温端800～1100℃。10～25m，筒短——烟气温度高。
炉）
• 4.1.1、 煅烧目的
• 1.排除原料中的挥发分；
• ——C-H-N-S,1300℃，V：7～18％——0.5％；
2.提高炭质原料的密度和机械强度——分子结构变化；
——延迟石油焦du提高30％左右，体积收缩30％～50％，dk提 高12％左右，块抗压强度提高30％左右；
——无烟煤体积收缩5～13.5％）；
• 1.回转窑的结构
• 大窑、小窑；窑头、窑体、窑尾；用14mmA3铆、焊，内砌耐火料 ；托轮支撑，弹簧钢、大齿轮带动；倾斜2.5～5％（倾角β 1.5～ 3.0°）；转速2～5/min；料停留30～60分钟；
•
回转窑生产时，原料生焦从贮料仓经给料机连续向窑尾均
匀加料，随着窑体的转动原料在倾斜的窑体内逐渐向窑头移动。
煅烧温度（℃ ）
1000 1100 1200 1250
真密度 (g/cm3) 1.956 2.037 2.056 2.086
H含量（ ％）
0.332 0.188 0.085 0.048
• 我国阳极用煅后石油焦质量指标（YS/T625-2007）
牌号 DHJ-1
灰分/ (%)
0.30
挥发分/ (%)
150℃。保证1、3层1300℃，提高6层温度1150℃左右。 • ④ 负压：首层火道40～60pa，六层80～lOOpa，烟道120～160pa
，——排挥发分、提供充分氧气 • 低——挥发分排不完全，棚料、结焦；首、三火道温度高，六
火道温度偏低； • 大——首、三火道部分燃烧，温度低，六层未完全燃烧排出。 • 合理负压确定——炉面不冒挥发分；烟囱不冒烟；首、三层温
• 每小时排料量为80 kg/h。计算物料的停留时间？
• 解：
•
Z=1.78×0.36×5. 0×800÷80＝32.04≈32（h）
• 顺流罐式炉的优缺点
• 优点：质量好；可充分利用挥发份；氧化烧损小；热效率高； 生产连续；维修量少，费用低。
• 缺点：异型砖规格多，投资大；高挥发分料、碎焦多时，易结 焦堵炉或放炮，操作困难；环保治理难，不易实现自动化。
• 4.3.4.罐式煅烧炉的工艺操作
• (一)技术要求
• 主要有：1、控制各火道温度（重点上火道）和废气温度，
•
2、调整好负压（预热空气量和挥发分），
•
3、排料适量。
• 一般要求
项目
部位
逆流炉
顺流炉
温度（ ℃）
负压（ pa)
首层 三层 六层 总烟道 火道
1000～1200 1100～1250 1250～1380
密封炉体、减小风门
备注
粉、v
排料器修理不超过2 小时
提产时应初步提高
一般每季度一次 炉体漏风或风门大
• 4.3.5 回转窑
• 基本概念：它是一种直接加热物料的煅烧设备。结构简单，产量 大，机械化程度高，建设速度快；烧损大（6～10％），实收率 低，碎料多，修理频度高。24、36、45、55－φ3.43×67.1m
0.50
DHJ-2 0.70 1.00
硫分/ (%)
1.80
2.50
真密度/ (g/cm3)
2.04
2.01
粉末电阻率/ (μΩm )
530
610
• 4.3 煅烧工艺与设备 • 4.3.1 原料的预碎
•
50±20mm ——烧不透；过烧——块度基本均匀：颚破、
双齿辊
• 煅烧设备：回转窑；罐式煅烧炉；电热煅烧炉 • 4.3.2 罐式煅烧炉 • 4.3.2.1罐式煅烧炉主要组成： • 罐式炉由多个相同的煅烧罐组成。每个罐体高约4～5m，罐体内
收缩du继续升高.） • 3.体积收缩和质量损失（<700热解与缩聚，700～1000缓，>1000微裂纹） • 4.电阻率的变化（500～800℃，1230；800～1000℃缓变；1000～1300少量
）
• 5.孔隙率与氧化重量损失的变化（<600℃ 热解，孔率升；700～ 900缩聚，逐步致密，下降；>1000℃，微裂纹，再次增；氧化损 失呈下降趋势）
由窑头喷入的燃料和石油焦的挥发分与从窑头及配风口进入的空
气（1次风）混后合燃烧，形成一个长达5~10米的高温煅烧带，
煅烧带温度达到1200~1300℃，直接对石油焦进行加热煅烧，原
料在窑内停留的时间约30~60分钟，大窑内产生的废气借助排烟
机和烟囱的抽力经沉灰室、余热锅炉排入大气。 高温料由窑头
底部排出并进入冷却窑中喷林冷却。
度达到规定温度，总负压不低于160Pa。 • ⑤ 清理制度（用高压风吹进行清理）：
1)挥发分道、各通道、溢出口一月左右一次； • 2)罐壁结焦：3～4月清理一次； • 3)下火口：要及时清理。
• ⑥ 煅烧焦在炉内的停留时间：36h左右。
• ⑦ 注意煅烧炉的密封和煅烧料的冷却。
• 密封不好：料烧损、温度或高或低，排料：烧设备，进冷 空气“放炮”；冷却效果好。
• (二)工艺操作技术
• 24罐八层火道顺流罐式炉工艺操作条件——参考（7） ： • ① 煅前焦的挥发分需配置在9～11％左右； • ② 加排料同步进行，避免加排料过大，焦子烧不透。真密度
2.05～2.08g/cm3时，排料量为60～100kg/罐·h。 • ③ 煅烧焦温度达到1150～1200℃，火道与焦子温差为100～
大
加料口结焦
用压缩空气吹扫
排料量过大
减小排料量
2 下火放炮 溢出口、下火口堵塞 负压小
用压缩空气吹扫 检查烟道、提高负压
炉体、烟道有漏风点
用耐火材料密封
火道、烟道长时间未清 清扫火道的挂灰 3 负压波动 理
烟气温度的变化
清理不及时
4
溢出口、 火道挂灰
负压低或使用不均匀
冷空气进入多
保证煅前料挥发分、排料 量的稳定 定期清理 调整负压拉板
•
回转窑煅烧石油焦时，主要靠原料焦的挥发分燃烧提供热
量，很少用外加燃料，只是在启动升温或调整温度时，才喷入重
油、煤气或天然气等外加燃料升温。
回转窑结构示意图
l—筒体； 2—炉衬； 3—托辊； 4—轮缘； 5—大齿轮； 6—传动齿轮； 7—窑头； 8—排料口； 9—冷却机；10—沉灰室；
11—燃烧喷嘴； 12—三次风管； 13—二次风管
3.提高原料的导电性能；
——导电性是排挥发、提密度的综合效果；结构变10％水分，不利破碎、筛分、磨粉操作的进行，同时影 响粘结剂对炭颗粒的浸润粘结能力；
• 5.提高原料的化学稳定（抗氧化）性。
• ——杂质排除，碳氢价电子活性大，其热解还可生成稳定碳膜。
• 4.1.2 煅烧质量
650
2.0
900
1.09
1300
1.74
挥发份(不大于) % 0.5 0.5 0.5 0.3
• 4.2炭原料煅烧过程中的物理化学变化和煅烧质量要求
• 4.2.1 炭素原材料煅烧过程中的物理化学变化（6）
• 1.挥发分的排出（油焦成焦500 ℃ ，V500～800℃快，800～1100 ℃较缓
) • 2.真密度的变化(1000℃前缩聚反应，线性升；1000～1100平拐点，后体积
＝55÷1.022＝53.82≈ 54（min)
• 解2：
• ）
Vm 324D.n.sin 24
＝324×2.3×2.26×sin2.20÷（24＋40
•
＝1.010(m/min)
T L (min)
•
Vm
＝55÷1.010＝54.46≈ 54（min)
• 答：物料在这种回转窑内停留时间约为54分钟
第四章 原料的煅烧
4.1 煅烧的概念和目的 固体炭质原料在隔绝空气或空气很少的条件
下进行的高温预热处理过程称为煅烧。
在煅烧过程中，各种炭质原料的结构和元素组成都 发生了深度的变化，从而提高了物理化学性能。
炭材煅烧分为: 火焰煅烧:火焰煅烧一般煅烧温度为1250～1350℃， 电煅烧，电煅烧温度可达2000℃左右。 火焰煅烧：直接煅烧（回转窑）；间接煅烧（罐式
——窑倾角、转速、内径呈正比；料断面圆心角。
平均转速经验公式：
Vm 324D.n.sin 24
Vm Dn (m / min) 1.77
式中： D－窑内径； n－窑转速； α－物料安息角，45～50度；β－窑倾角。
物料停留时间： T L (min)
Vm
L：窑长度,m
产量（Q） 60rA D2 (t / h)
• 原料炉顶部加入，预热、挥发道－一层火道，2、3层火道1250
～1380℃——被煅烧——到底部带有水套的冷却筒——密封的排
料机构排出（60～100kg/罐.时）。停留20～36h
（p69图
4-6)
图4－6 顺流式罐式煅烧炉炉体结构 1－煤气管道； 2－煤气喷口； 3－火道； 4－观察口； 5冷却水套；
• （2）煅烧带——中部，起点距窑头10m左右。1250℃～1300℃。
•
24m——3～5m; >30m——8～12m。与火焰长度相关。
• （3）冷却带——窑头端。7～8m，800～900℃
• 稳定煅烧带的高温（1300℃），是提高回转窑产量和质量的关 键。
宽为360mm，长为1.7～1.8m，每四个罐为一组。多为24、36 罐。 ① 炉体——炉膛和加热火道。
•
② 加料、排料和冷却装置。
•
③ 煤气管道、挥发分集合道和控制阀门。
•
④ 空气预热室、烟道、排烟机和烟囱。
• 1.顺流式罐式煅烧炉——物料流动与热气体流动方向一致
• (1) 顺流式罐式煅烧炉炉体结构和工作原理
项目 孔隙率％
生焦 500 600 7.7 11.0 13.0
煅烧温度（℃） 700 800 900 1000 1100 1200 1300 7.9 7.5 6.1 7.4 9.0 11.3 15.9
• 6.石油焦煅烧后氢含量的变化（挥发分700℃大量H；1000℃挥发 物中80～90％H；H与收缩、电阻相关，要求< 0.05％，适宜温度 1230～1280℃
140～250 120～190
1250～1350 1250～1380 1000～1200
80～260 40～180
负压制度：首层：40~60pa;六层80~100pa。上不冒挥发份，烟囱不冒烟。
低：挥发份在首层排不完，棚料、结壳，三层温度高，六层低。
高：挥发份在上层火道燃烧不完全，温度低，六层未完全燃烧就被排出炉体。
4
r：料堆积密度；A充填率
• 例题：L=55m，D=2.3m，n=2.26r/min，窑倾角β＝2.20度， 安息角α＝40度, 求物料在窑内停留时间T
• 解1： •
Vm Dn (m / min) 1.77
＝2.3×2.26×2.20÷1.77÷ 40
•
＝1.022（m/min)
•
T L (min) Vm
6－煅烧罐； 7－蓄热室； 8－预热空气道
逆流炉 （略）
• 4.3.3、罐式炉中原料在燃烧罐内的停留时间：
Z a.b.h.r Q
• 式中：Z—料停留时间（h)； a—罐长度（m)；
•
b—罐宽度（m)；
h—罐高度（m)；
•
r—原料平均堆积密度（kg/m3);
•
Q—排料量（kg/h)
• 例：1780×360×5000；原料平均堆积密度800（kg/m3);
• 提高罐式炉产量和质量的关键：
• 1、适当提高炉温—— >1300℃ 兼顾炉寿命
1200～1250℃；
• 2、拉长燃烧带——合理负压；适当增加火道
罐式炉常见故障及处理
序号
故障
原因分析 石油焦质量
排除方法 减少该石油焦的用量
排料器不能正常运转
修理或更换排料器
1
棚料
清理料罐后加入生焦量 少量多次加入
• 影响煅烧质量的关键——煅烧温度、高温持续时间
• （阳极料煅1250℃左右，石墨用1300 ℃以上）。
• 煅后石油焦质量指标
•
——du=2.05～2.08g/cm3; ρ粉末 <550μΩm
指标 原料
石油焦
沥青焦 冶金焦 无烟煤
常见原料的煅烧质量控制指标
电阻率(不大于)
Ω·㎜2/m
600
真密度(不小于) g/cm3 2.05
2.回转窑的工艺参数——料容量、移动速度、温度、负压制度
⑴ 装料容量——料层200～300mm，（影响煅烧、料运动、给热条件） 充填（率）系数：随φ增大而减小。 φ1m－12～15％；φ2.5～3.0m－6～8％。
⑵ 物料在窑内的移动速度——质量、产能 时间过长：烧损增加，产能低，灰加；过短：烧不透。≮ 30min