焙烧炉火道墙校直新技术开发项目建议书.doc

密级：秘密科研计划项目项目建议书项目名称： 焙烧炉火道墙校直新技术开发所属领域： 炭素焙烧项目类型： 科技创新承担单位： 炭素焙烧车间项目负责人：XXX 起止年限： XXXX年 7 月至 XXXX年12 月XX铝电有限公司制XXXX年 十二月一、 焙烧炉简介XX铝电公司炭素厂有2台54室敞开式环式焙烧炉，采用目前世界上较具代表性的大型立装敞开式环形焙烧炉，每台3个火焰系统，以天然气为燃料，对生炭块进行焙烧作业,最高炉室的火道温度加热到1250，料箱长5300mm 宽800mm 高5500mm。每个火焰系统6室运转，焙烧曲线192小时。每个炉室有7个炉箱，每个炉箱装三层，每层7块，每个炉室共装147块。年产16万吨预焙阳极。焙烧炉投资费用约4000万元，约占整个焙烧车间投资费用的40%。但是由于缺乏对大型焙烧炉的维护管理经验，国内大型焙烧炉几乎没有达到设计寿命的。因此，如何保持焙烧炉的完好、延长焙烧炉的使用寿命已成为降低产品成本的重要手段。二、 焙烧炉损坏的类型及危害XX公司炭素厂焙烧车间尽管采取了以下工艺控制手段加强焙烧炉维护：（1）加强料箱火道墙的清理。在焙烧过程中生块排出挥发份，挥发份穿过填充料和火道墙进入火道内，在此过程中紧靠火道墙上的部分填充料，由于挥发份的分解焦化，将填充料粘结在火道墙上，如果不及时清理，将会越积越多，越粘越实，导致火道墙面的挥发份疏导缝完全被堵塞，造成进入各火道的挥发份数量差别增大，燃烧释放热量差别增大，形成火道间温差，焙烧炉受热应力不匀产生变形；（2）加强焙烧炉伸缩缝的填塞，可以防止填充料通过伸缩缝进入火道，造成火道堵塞。（3）加强墙面裂缝的处理。（4）加强漏入火道内的填充料处理。（5）加强温度控制，控制炉墙变形。但是焙烧炉在实际生产运行过程中还是出现了以下问题：1、 火道墙变形火道墙的变形是焙烧炉损坏的最主要的表现形式之一，具体表现为料箱尺寸的变化，若不及时加以控制，将直接制约碳块的装出炉作业（由于料箱宽度变窄，碳块、吸料管、下料管无法工作）因此，控制火道墙的变形对控制焙烧炉变形有着十分重要的意义。一、目的和意义2、 横墙变形横墙变形有两种形式，一是横墙长高；另一个就是横墙沿火焰方向的运动，可以发现横墙中部的运动比端部要快，目前世界上一般采取的主要手段是每隔一定的点火次数（通常150次）通过反转系统循环方向的方法来对它进行控制。3、 炉墙出现炉缝增大、裂纹耐火砖由于受到焙烧过程中热应力的影响，焙烧炉在运转一定周期后，会出现炉墙砖缝增大或炉墙出现裂纹，此时若不及时堵漏，填充焦将会漏入火道中，这将影响系统的燃烧，造成火道局部区域受热不均，造成耐火砖的加剧损坏，也将影响系统热能的利用和产品的最终质量。根据经验当火道墙变形超过130毫米时,就要对火道墙进行大修,大修一条火道墙的费用为5万元。因此,及时和有效地矫正变形的火道墙,对于提高产品质量延长火道墙寿命降低生产成本,有着重要的意义。现大多炭素厂都是采用人工的方法矫正火道墙,即在火道墙变形处放一截槽钢,在料箱对面的火道墙相应位置也放置一截槽钢,中间用千斤顶加力进行矫正(从下往上进行矫正).由于采用人工方法矫正火道墙存在着:第一,因料箱温度较高,在35-45左右,工人体力消耗很大;第二,因料箱较深,人工作业存在一定安全隐患;第三,效率低,效果差。也有的炭素厂采用炉墙校直机，虽然效率高，但是易损坏耐火砖，造成炉墙破裂。因此,迫切需要研制开发新型的炉墙轿直机及探索研究新工艺控制方法。图一：火道墙变形图二、预期的目标及主要研究内容预期目标：通过开发焙烧炉火道墙校直新技术，采用机械校直和工艺控制相结合的方法有效的遏制火道墙的变形，运用此技术后，可确保延长焙烧炉寿命一到两年。主要研发内容： 一、 采用机械校直控制焙烧炉变形介于焙烧炉火道墙的变形及其带来的严重后果，我们通过寻找火道墙的变形规律，根据焙烧炉的变形特点，作了大量的试验性工作，最终得出以下解决方案：研制炉墙校直设备，对变形较大的火道（变形量在50mm以上）采用液压式机械校直；对一般的火道变形（变形量在50mm以下），采用间接式均压校正技术（此技术能最大限度地保证耐火砖不因机械校正而损坏）校直火道。（一）机械校正原理：液压式校直主要用于大变形量的火道，利用4个液压缸通过校正板将变形的炉墙校直。间接式均压校直机则是将铺设在料箱中的填充料密实，增大填充焦对火道墙的侧压力，从而实现对火道墙的校正。（二）研发新型的电动液压炉墙校直机械装置：1、 旧式的轿直机主要由前推板后支撑板铰链连杆及液压装置组成,如图示：运动副较多,连杆与前推板后支撑板存在夹角,受料箱尺寸限制, 前推板后支撑板夹角小于90º，因此 ，起动力量大,尤其是在初始位置时,因炉墙变形的形状呈弧形(如图一所示)前推板与变形火道墙的接触基本上是线接触.且电液推杆同步性差,故障高。2、开发新型校直机：在旧式校直机基础上, 采用液压油缸和前推板和后支撑板垂直绞接,克服了运动副多功率消耗大及矫直机起动力量大的缺点。（1） 为使炉墙矫直机各部件衔接和有效的工作,确保油缸只受轴向力,防止框架变形,需在前推板和后支撑板之间安装导向机构。（2） 为了补偿推板受力不均和油缸的不同步,将前推板分为长推板和短推板,长短推板之间采用绞接。（3） 长短推板和后支撑板因其作用不同,高度尺寸不同。（4） 根据试验结果和工作经验,初步确定炉墙矫直机基本尺寸。（5） 根据人工矫正的经验,油缸速度在50100毫米/分为宜(速度可在液压系统中调整),如速度过快易造成火道墙损坏。（6） 油缸的最大行程由行程开关控制。三、预期取得的技术成果形式和在公司内推广应用前景及产业化的可行性分析科技成果形式:1、采用该技术后，能有效的校正变形的炉墙，降低检修成本。2、鉴定成果一项，争取申请省部级科技进步奖一项。3、为中铝公司下属单位提供可借鉴工艺技术，或向其他同行业单位有偿转让。推广价值：环式焙烧炉因其热效率利用率高、产量大、焙烧制品较好等优点而广泛应用于国内碳素生产中，它的好坏对焙烧生产控制和阳极质量影响很大。一般认为，焙烧作业环境下的热应力作用，焙烧炉耐火材料在热运动中所受到的阻碍，化学杂质对耐火材料的侵蚀以及焙烧持续性产生的特点致使环式焙烧炉在使用过程中的逐步恶化是不不可避免的。加强焙烧炉的检测和维护，尽可能延长焙烧炉使用寿命，已成为国内企业高度重视和研究的课题。现大多炭素厂都是采用人工的方法矫正火道墙,即在火道墙变形处放一截槽钢,在料箱对面的火道墙相应位置也放置一截槽钢,中间用千斤顶加力进行矫正(从下往上进行矫正).由于采用人工方法矫正火道墙存在着:第一,因料箱温度较高,在35-45左右,工人体力消耗很大;第二,因料箱较深,人工作业存在一定安全隐患;第三,效率低,效果差。也有的炭素厂采用炉墙校直机，虽然效率高，但是易损坏耐火砖，用机械力校直火道墙有一定效果。研发的新型校直机效率和校正精度高，及校正好了炉墙又不损坏耐火砖，极具推广价值。 四、风险及经济效益分析华泽铝电公司炭素厂焙烧车间在一厂房点火启动运行4个月后，我们对所有的料箱尺寸进行了一次全面测量，发现有个别火道最大变形量达40mm，有5个的料箱变形量在1020mm之间。为此，我们利用自行设计的柔性校直方式对这些火道墙进行了校正试验，结果表明，火道墙的变形量能够很好地控制在±5mm之内。因此该项目是可行的。经济效益分析：1、 直接经济效益： 焙烧炉的设计寿命为8年，对于目前国内同类焙烧炉来说，能达到8年设计寿命的几乎没有，通常在一年左右就得开始进行火道墙局部大修。通过加强焙烧炉的日常维护工作，采用工艺控制和机械校直相结合的方法有效的控制了焙烧炉变形，积累了大型焙烧炉的使用和管理经验，为延长焙烧炉的使用寿命筑下了坚实的技术基础。焙烧车间有2台54个炉室，每个炉室8条火道，共54 × 8×2 = 864条火道，每条火道的大修费用按5万元算，按照国内焙烧炉的使用寿命2年算，每年需修理的火道数：864×50%=432（条），采用此套管理方法每年可减少30%火道的大修，即：432 × 30% = 129.6(条)，需投入研究校直设备等费用约65万元，使用寿命按3年算，年取得直接经济效益：（129.6条×5万元/条-65万÷3）626.3万元/年2、间接经济效益：通过炉墙维护和校正，提高了阳极制品质量，至少可提高0.5个百分点，折合产量16万吨×0.5%×（2500-710）元/吨=143.2万元。两项合计626.3万元+143.2万元=769.5万元 五、必要的支撑条件1、 利用焙烧车间焙烧炉进行炉墙校直试验。2、 该项目负责人及项目组成人员，理论知识扎实，实践经验丰富，再加上华泽炭素厂焙烧车间设备装备水平，完全有能力承担该项目。  六、项目负责人和主要研究人员项目负责人序号姓名性别年龄职务职称业务专业在项目中承担任务及作用为本项目工作时间（人月）所在单位1XXX男37高工有色冶炼组织9华泽炭素主要研究人员1卢卫红男37工程师自控研发9华泽炭素2王建好男40高工管理工程研发9华泽炭素3董毛平男35工程师采矿研发9华泽炭素4杨从国男工程师有色冶炼组织9华泽炭素5师守英男工程师有色冶炼组织9华泽炭素6武建国男工程师机电组织9华泽炭素7穆二军男硅酸盐组织9华泽炭素8贺振中男研发9华泽炭素9宁灵军男研发9华泽炭素10柴军男研发9华泽炭素11温俊华硅酸盐研发9华泽炭素12131415161718合 计七、项目经费预算                         单位：万元科目预算数(万元)备注一、人员费5二、管理费2三、设备购置及试制费    1、设备购置费30    2、试制费3 四、工程安装费    1、建设工程费    2、安装费    3、工器具费五、能源及材料消耗费    1、材料费10    2、燃料及动力费六、分析检测费七、协作研究费5八、租赁费九、国际合作与交流费十、调研、差旅费2十一、鉴定、验收费2十二、资料、印刷费1十三、不可预见费用5十四、其他（列明细）合计：65  工程安装费只适用于产业化项目八、其他（包括合作和协作单位情况）九、项目信息表项目编号焙烧炉火道墙校直新技术开发项目名称 密 级 参加单位总数项目承担方名 称单位所在地邮编通讯地址单位性质主要参加单位序号单 位 名 称12项目负责人姓 名XXX性别男出生年1968.10学 历学士职 称高级工程师联系电话13593574858E-mail项目组人数高级中级初级其他起始时间终止时间项目类型所属技术领域项目技术来源研究及产业化主要研究内容主要技术经济指标预期成果形式经费投入总经费国家拨款公司拨款其它拨款十、有关附件