炭素企业一次焙烧使用的带盖环式焙烧炉，一般由两个火焰系统运转，与其他种类的焙烧炉相比较，带盖环式焙烧炉具有连续性生产、热利用率高、适合各种规格制品焙烧、产量大、产品质量好、机械化程度高等优点。但在实际生产过程中，当遇到某些特殊情况或某项工艺参数控制不当时，带盖环式焙烧炉会产生连续、批量的废品，出现产品质量的波动，
焙烧工序在炭素生产中因其焙烧周期长，一直是炭素生产中的瓶颈。而在环式焙烧炉工序一般是由7～8个运行炉室组成一个加热系统，另有2个带盖降温炉室，2个自然降温炉室组成。制品要经过热处理才能有固定的结构，要在焙烧炉内高温烧成。
为了保障烧出的制品是合格的，就要依照制品的规格专门制定相应的焙烧曲线。由于很多的焙烧曲线是从独立的焙烧试验炉中得来的。而带盖环式焙烧炉在联动运行中是以低温、中温、高温、降温等热处理阶段组成的一个运行系统。在运行中各阶段温度过程在具有不同温度的炉室完成，该炉盖炉室的温度在规定的时间完成任务后便向前移动一个炉室，重新执行这一温度过程，以此类推，温度过程是动态的，以此实现焙烧炉的装炉、焙烧、出炉、炉室维修等循环运转。这个时间也称为移动系统时间。移动系统的时间是以焙烧曲线(t)÷系统组成的炉室数(M)定的，而制定焙烧曲线时主要依据是被焙烧制品面向纵火道墙的尺寸规格、材质、密度、结构来确定，同时也要兼顾移动系统的时间编在三班制以整班时间或1/2班的时间表，以利于生产管理。焙烧炉年装出炉产能计算公式如下：
Q---年产装出炉量(炉)
A---每台焙烧炉运转系统数 (暂按1个系统计算)
T---全年生产时间(h)按365(d)×24(h)=8760(h)
t---焙烧曲线 (按576h)
M---每个加热系统组成的炉室数 (7～10个)
从(1)式中可分析出，决定焙烧炉产能的2个主要因素是焙烧曲线“t”和每个加热系统组成的炉室数“M”。焙烧曲线“t”越大“Q”就越小，系统组成的炉室数“M” 越多“Q” 就越大。提高焙烧炉产能的主要措施就是减小“t”、增大“M”。
在实践中焙烧曲线“t”的长短是按制品的规格及多项参数制定的，更多是根据各自的炉况通过试验总结出来的，“t”视焙烧产品而异。系统组成的炉室数“M”的构成有历史的原因，也有操作习惯的原因，还有焙烧炉炉室数量能组成的“M”构成。
我公司有6台带盖环式焙烧炉，是为生产阴极炭砖而建设的，投产初期生产的制品截面规格较小，焙烧曲线也较短，焙烧的产品质量也还过的去。但是随着产品规格变大变长，焙烧曲线也同时发生了变化 ，就发现焙烧调温过程越来越不好操作控制 ，焙烧的产品质量波动较大，在调温操作中常常顾此失彼、顾前顾不了后。在曲线的联动操作中矛盾比较突出：中温阶段温度过剩，导致350℃～750℃温度段失控，产生了大量的纵裂缝制品。低温阶段常温～350℃段中280℃～350℃温度难以升温，延迟了低温时间，使得沥青软化后在自身重力的作用下，向炭素生制品下部迁移过量，加重了制品在焙烧方向的上部裂纹。
为了改变以上不利的因素，我们通过调整焙烧曲线做了以下几件事：
1、调整高温曲线的节奏，使高温段炉室之间的温度差在190℃以内，就是高温焰气经过格子砖后进入下一个炉室时温度损耗约200℃，不会形成温度过剩现象，保障了系统的稳定运行。
2、保证了中温(350℃～750℃)过渡时间，炉室要利用前面炉室的尾气加热和预热制品。
3、烟气大负压运行，使烟气温度消耗的热利用在炉内。
4、350℃以前的升温阶段中如温度不足时增加烧嘴给于补充温度。
这样一来原有的焙烧模式全变了，高温爬坡段拉长了时间后曲线不够了，经过分析我们将以前的7室运行改为9室运行，延长了焙烧曲线，增加了350℃～750℃段的时间，将原来504h/7室运行改为576h/9室运行。原来移动系统的间隔是72h，改变后移动系统的间隔是64h，也提高了焙烧炉产能，降低了能耗。借这个机会我们制定和补充了新的操作要求，改掉了一些多年的陋习，如：
1、掀小火盖降温法。
2、移动热电偶调温法。
3、降低负压调温法。
4、使用辅助燃烧架调温法。
经过一段时间的坚持和推广，使职工在实践中认识和掌握新的操作方法。焙烧制品从结构到品质都有了质的飞跃。
表1：焙烧曲线为576h/9室运行曲线
表2: GS5-WQ-02焙烧理化指标
图片1：取样
图片2：加工后的端面
图片3：加工后的槽内
焙烧炉采用多个炉室联动运行是环式焙烧炉设计的初衷意图，因为最消耗燃料的时间段只是焙烧过程中750℃以后的爬坡段和1200℃时的恒温段，其他的时间段是以温火焙烧为主的缓慢传热转型段，这个阶段很长，是以炭块的规格大小来决定时间表的，为了达到表里相近的温度需要时间来完成。多个炉室联动运行的目的有几个：
1、尽可能的把热量用在产品上，这就是余热充分利用。
2、只要炭块外型规格一定型，产品必然要按规格焙烧一定的时间。
3、在系统中参与运行的炉室数量多的余热充分利用的多，节能。同时炉窑产能高。
4、由于最消耗燃料的时间段只是焙烧过程中750℃以后的爬坡段和1200℃时的恒温段，哪么燃料的消耗是不可缺少的，每个系统无论是7室运行还是10室运行，每小时的能源消耗是差不多的。但是10室运行与7室运行在产能与能耗上却有明显的区别。
5、减少系统中参与的炉室数量却缩短不了焙烧曲线。由于每个炉室分滩的时间长，每个炉室跨越的温度区域大，所以当最后一个炉室温度超过290℃后容易引起尾气温度过高。
6、在对大规格炭素制品进行焙烧需要较长曲线，少炉室运行很容易产生中温炉室温度过剩，这不好解决。
7、独立炉室运行的炭素倒焰窑是我国最早期的焙烧炉，一炉产品的焙烧时间从25天至30多天不等，细结构石墨要烧2～3个月。
下面是对一个系统中采用不同数量的炉室从产能和燃料消耗进行的比较，在燃料消耗中会有一定误差，但不影响评价。
表3：以576h焙烧曲线为例比较多炉室运行方式优缺点
说明：本计算式中天然气耗量是以单个系统每小时150m3×720h为基数进行计算的。有条件的焙烧炉进行10室运行是合理的。
从而达到节能降耗的目的。我们在利用带盖环式焙烧炉生产大规格阴极炭砖的几年积累中也是经历了试验—失败--试验—失败—到略有成功的磨难，希望将我们的失败与成功的过程，教训和经验与各位探讨，目的是得到进一步的提高。
参考文献：
潘三红，黄四信《优质铝用阴极炭块生产技术探讨》炭素技术， 2012 年第 1 期 B9
作者简介：
李喜锋 男 1981 年生，大专，从事炭素生产及管理工作。
声明：
“关于带盖焙烧炉多个炉室联动的应用与比较” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：万基控股集团石墨公司
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2024年11月27日 ~ 29日 
