焙烧炉是可显著降低烧结温度,大幅降低能耗的机器。对保护环境,提高效率有很大的帮助,还可缩短时间。

特点微波焙烧具有以下特点:

1.可显著降低烧结温度,最大幅度可达500度;

2.大幅降低能耗,节能高达70一90 %;

3.缩短烧结时间,可达50% 以上;

4.显著提高组织致密度、细化晶粒、改善材料性能。1

分类微波烧结炉包括实验型微波烧结炉和工业型微波烧结炉。

实验性焙烧炉HAMiLab-V系列是微波高温烧结实验工作站。4个子系统的组合,实现了材料或化工样品烧结程序的自动化。作为目前全球标准化的高温、高功率实验平台,HAMiLab-V是由双层水冷、真空密封的不锈钢加热腔体组成,该腔体与真空、气氛控制系统相连,为样品烧结提供精确可控气氛,并通过高精度连续可调、功率高达6千瓦的微波源直接进行能量转换,将微波能输送到样品中,将样品快速加热至最高耐受温度。

一、主要用途:

多种气氛下(空气、氧气、氮气、氩气、弱还原性气氛等)各类固体材料的高温合成、煅烧烧结、灰化、焚化、熔融及热处理等。

二、主要配置与性能:

1)采用无级可调、高稳定度长寿命、连续波工业级微波源,确保设备能够连续稳定长时间运行。

2)采用高精度红外测温仪,直接测量样品温度。

3)配备嵌入式微机控制系统,提供手动、自动、恒温三种操作模式并可自由切换。

4)各种独创的专用坩埚可供选择,对物料无污染。

5)可加工处理对微波耦合程度不同的材料,通用性好。

6)设置耐腐蚀排气通道,可快速排出加热过程中排放的气体。

7)实时温度曲线图显示,实现加热过程的动态监控。

8)安全可靠的微波屏蔽腔体设计,多重防泄漏保护。1

工业型焙烧炉主要应用领域

1、各种无机粉体合成、煅烧。

1)碳化物:SiC、CrC、VC等。

2)氮化物:Si3N4、MnxNy、AlN、VN、CrN等。

3)电子陶瓷粉体:钛酸钡、钛酸锶钡、钛酸锶、锆钛酸钡等。

4)荧光粉(LED粉、三基色、长余辉粉等)。

5)锂离子电池材料:钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等正极材料及负极碳材料等。

6)各种陶瓷色料、釉料、陶瓷原料等。

2、各种无机材料制品/器件烧结。

1)电子陶瓷:BaTiO3、SrTiO3、ZnO压电陶瓷、PTC热敏元器件等。

2)生物医学陶瓷:人造骨骼、牙齿等,MgO、Al2O3、ZrO2、SiC 、Y2O3、Si3N4、SiO2等高性能结构陶瓷。

3)日用陶瓷、工艺美术瓷。

3、灰化、焚化。

4、金属熔融及热处理。

5、金属氧化矿碳热还原。1

成品氧化铝焙烧炉工艺流程及原理工业生产的湿氢氧化铝一般含有6~8%的附着水。在焙烧过程中,当氢氧化铝受热达到100℃以上时,附着水即被蒸发脱除,当温度达到225℃时,氢氧化铝先脱掉两个分子的结晶水,变成一水软铝石;继续加热到500℃~560℃时,一水软铝石又脱掉最后一个分子的结晶水,变成无水的r-Al2O3。在500℃~560℃温度下焙烧得到的r-Al2O3是很分散的结晶质的氧化铝,需要进一步提高焙烧温度,才能结晶并且长大为粗颗粒。将r-Al2O3加热至900℃时,它开始转变为α-Al2O3,此时转化速度很慢,提高温度则转化速度加快。在1050℃~1200℃下维持足够的时间r-Al2O3才完全转变为α-Al2O3。2

正常生产的操作控制焙烧炉的正常操作中,应按要求经常对产品产量、质量等进行调整,控制好各种参数,以达到稳定、均衡生产,高产低耗的目的,为此,应经常对以下几点进行调节:

1、Al(OH)3进料量(F01)

氢氧化铝进料量(F01)决定了氧化铝产量,为了达到预定的氧化铝产量,则要求的Al(OH)3进料量可按以下公式求得:

FW=100/(100-W)·(100-GA)/(100-GN)·P T/H

FW:湿Al(OH)3进料量(T/H)

W: 湿Al(OH)3湿度(%)

GA:成品Al2O3灼碱(%)(300~1200℃)

GN:Al(OH)3附碱(%)

P: Al2O3产量(T/H)

2、焙烧炉温度(PO4出口温度)

通过调整下料量及煤气压力来保证焙烧炉温度,其温度的高低按Al2O3质量要求而定,PO4出口温度一般控制在1050±50℃。

3、文丘里闪速干燥器出口温度(AO2出口温度)

为了防止电收尘的极板极线产生酸腐蚀(亚酸),需将AO2出口温度控制在150℃-200℃。因为AO2出口温度低于140℃对于电收尘的极板极线具有酸腐蚀,同时要求AO2出口温度低于200℃,高于200℃会加速极板极线的变形。

4、废气中的氧含量(%)

为了不使废气中含有任何未燃气体,避免对收尘器造成损坏,并充分降低能耗,需保持废气中的氧含量在2%左右,排风量可通过调节风机风门开度和电机速度大小而获得。

5、出料温度控制

为了使热量充分回收利用到焙烧炉,就要求控制好流化风量与冷却水流量。在保证成品温度在80℃以下的条件下尽量减小冷却水流量,以使流化风得以回收更多的热量,按此要求务必注意以下两点:

1)防止冷却管内壁的结垢,冷却水出口温度必须控制在55℃以下,避免加热管内水的暴沸。

2)两台流化床同时运行时,要根据温度及时调整下料插板,保证两床温度的均衡。

6、排烟温度的控制

为了保证排烟温度高于露点温度,排烟温度控制在120℃以上,排烟温度低于120℃时,则需要降低烟气换热器给水量,直至排烟温度达到120℃以上。2

开炉前的准备和检查1. 燃气、原料、水、电、压缩空气等具备条件。

2. 以上各介质的管道都经检查,无泄漏。

3. 所有机械设备都经润滑。

4. 所有人孔、观察门、清理孔都已关好,且密封良好。

5. 校准氧分析仪和一氧化碳分析仪。

6. 校准流量计、校准皮带秤

7. 检查ID风机,关好风门。

8. 检查T11燃烧站、T12燃烧站、主燃烧站V19(V08)鼓风机,关好风门。

9. 检查电收器返灰系统保证正常,开启前8小时启动电收尘加热器。

10. 检查罗茨风机,保证正常。

11. 检查流化床调节挡板位置正确与否。

12. 检查气体提升泵的进料、排料口。

13. 产品贮仓有一定存贮能力。

14. 电收尘器供电、整流、振打、绝缘子箱加热和灰斗加热系统完好。

15. 检查所有仪表,使其功能完好。

16. 检查烟气换热器水位是否正常。

17. 以上检查和确认完毕后即具备启动条件。2

正常开炉**(一)冷态启动**

1、焙烧炉经过较长时间停车,炉内温度与外界温度大致相同,此种情况下的炉子启动为冷启动。新炉内衬要进行一周自然通风干燥。

2、对GSC整个系统根据开车前的要求进行详细检查。

3、检查工作完毕后,经电工允许并请示调度同意后,方可启动排风机,同时巡检人员必须到现场观察运行状况。

4、排风机启动后运行十分钟左右无异常,可将风门逐步打开使高温旋风筒PO3负压升至2mbar以上,使焙烧炉有一定的通风量。

(1)检查所有启动条件是否具备。

(2)关闭排风机风门P16。

(3)启动排风机P17。

(4)启动T12, 之后逐渐将排风机风门P16打开,严格按照烘炉曲线逐步提升CO1T1温度。

(5)点燃V08,观察P04T2,使其逐步上升。当A02出口温度>150℃时,开启螺旋给料机,避免螺旋热变形。

(6)当P04T2达到600℃以上时,以最小气量启动V19。

注意P01T1温度,若超过350℃,打开掺风降温调节阀V10,使P01T1在150~200℃之间。注意保持O2含量在5%以上。2

(二)热态启动

因某种原因,焙烧炉临时停车,P04出口温度不低于600℃,其升温可不遵循温升曲线,短时升温以达到最快下料的目的。当P04出口10m/h。

3)返灰系统设备。

4)电除尘器。并根据烟气中CO的含量不超过0.2%的前提逐渐升高电压。

5) 产品贮仓单机除尘组。

6) 气力输送系统。

7)螺旋给料机运行

2.联系煤气站,使煤气压力稳定在21kpa,开启一个烧嘴,以最小流量启动V19,开启烧嘴选择V08顶部烧嘴或V08对面烧嘴。

3. 当P04出口温度达到750℃时投料,投料时以相当于额定能力l5%的下料量(即15t/h)启动皮带秤。

4. 投料后注意P01出口在150~200℃之间,当P01出口温度低于200℃时,开启电收尘。

5. 逐渐增加P16、A16风门开度,控制废气中氧含量不低于5%,并在5%附近。

6. 下料后逐步增大排风量、燃气量及下料量。焙烧炉的供热量应控制在焙烧炉温升在50~100℃/h之间。

7. 随着生产的正常化,适当减少排风量,将烟气中的氧含量稳定在2-2.5%。

8.当生产运行平稳后,开启烟气余热器进水,如出水温度升温不明显,则需要对烟气换热器进行排气,排除管道内的不凝性气体。

9.当AO2出口温度低于150℃时,开启干燥热发生器T11。2

(四)计划停车

1.接到停车指令后即减小Al(OH)3下料量,直到将AH仓拉空后,停电子皮带称。

2.同时,减小V19燃气量,防止PO4出口温度高报。

3.停止干燥热发生器T11(如运行),关闭附属风机。

4.等AH仓拉空后,停止燃气站V19,关闭供气手动蝶阀。

5.为防止PO2出口温度过高,可打开冷风口V10降温。

6.将ID风机速度降到最低转速,风门关小。

7.关闭电收尘,停灰斗加热、绝缘加热,停止振打,直到收尘灰斗的料拉空,关闭返灰系统。

8.ID风门关闭后停风机,关闭所有冷风进口,让炉体自然冷却。

9.排空流化床内的氧化铝,等流化床不出料后,关闭运行的罗茨风机。

10.当冷却器出水温度比进水温度只高5℃左右时,可切断冷却水供给。

11.停止焙烧炉的一切运行设备,包括输送系统,关闭煤气管道的手动蝶阀,通知煤气分厂停止煤气的供给,打开煤气分散阀放散。

12.待P01出口温度降至150℃以下时,关闭烟气换热器进水。

13.把ESP的高压电打到正确接地位置,并对电收尘高压侧进行放电,到此为止计划停车工作就全部完毕。

(五)紧急停车

(一)焙烧炉内或外的一些故障将导致焙烧炉被迫停车,其常见的原因有:

1.电源供给故障。

2.有关AH系统、Al2O3系统、煤气系统、压缩空气系统等故障。

3.由于操作失误、综合性事故违反最高报警限而引起的停车。

4.焙烧炉内产生顽固性堵塞。

5.单一方面设备故障停车或损坏。

6.负压出现大面积波动。

(二)以上事故的发生将导致焙烧的紧急停车,可按以下步骤进行操作处理:

1.停止燃气站,切断煤气,关闭手动蝶阀。

2.关闭AH进料,依次关闭皮带称、进料螺旋。

3.关闭电收尘及灰尘返回系统(如出现负压急剧下降,则先于停料前将电收尘关闭)。

4..将ID度减到最低,逐步风门关闭(如需停风机,则停风机)。

5.关闭炉体冷风进口,待事故处理完后,根据停车时间长短,可按冷或热启动步骤启动恢复生产。

除非供电中断,罗茨鼓风机必须有一台继续运行,以保护冷却机透气层和干燥器透气层不因过热而损坏。一般应继续运行30分钟以上。干燥和焙烧系统的停车不影响产品输送系统的运行,该系统可继续操作。2

焙烧炉系统联锁电收尘联锁:

1、一氧化碳>0.2% ,电收尘降压,高报警;

2、一氧化碳>0.6%,电收尘跳停;

3、氧含量90℃报警;

皮带秤联锁:

1、螺旋给料机跳停,皮带秤跳停;

2、V19跳停(V03、V04关闭),皮带秤跳停;

3、流化床罗茨风机跳停,皮带秤跳停;

4、流化床进水流量≤10m/h(其中任一组),皮带秤跳停;

5、ID风机跳停,皮带秤跳停。

V08燃烧站联锁:

1、ID风机跳停,V08燃烧站跳停;

2、仪表风压力35Kpa ,V08燃烧站跳停;

5、系统总负压