1、煅燒及設備
    石油焦煅燒是鋁用陽極生產的首道工序，煅燒焦質量的好壞將直接影響陽極炭塊的質量。目前，世界上約有85%的石油焦采用回轉窯煅燒。在國外，石油焦一般在煉油廠采用回轉窯或回轉床集中煅燒。陽極廠直接采用煅燒焦作為鋁用陽極的生產原料。在國內，電解鋁廠的陽極為保證煅燒焦質量的穩定性，一般采用生石油焦在本廠煅燒，煅燒石油焦主要設備為回轉窯和罐式煅燒爐。
    本世紀初，隨著電解鋁的建設向大規模、高效節能的方向發展，新建的電解鋁廠生產規模大部分都在10萬t／a以上。2005年我國電解鋁產量將達到650萬t（只有一小部分產能采用自焙槽生產）其中預焙陽極電解槽鋁產量將達到約540萬t，預計消耗陽極炭塊約300萬t。就單系列規模達到20～30萬t/a，相應配套陽極廠規模為12—18萬t/a，年需煅燒焦量為9～13萬t。為適應鋁用陽極炭素的大規模生產，提高自動化水平，降低能耗、環保，走可持續發展道路，需要引進和開發一套適應國際發展趨勢的煅燒設備和技術，因此，煅燒設備的選型尤為重要。
1.1煅燒設備的現狀
    目前，國內鋁用炭素廠中有一些廠家采用罐式煅燒爐進行石油焦煅燒．如：荏平、永城、三門峽等都采用6組罐式煅燒爐，產能為2t/h；山西關鋁使用新型的8組罐式煅燒爐，產能為3 t/h；自動化程度低，工作環境差，炭質燒損在5%左右。大多鋁用炭素廠采用回轉窯技術，如青海鋁廠采用Ø2. 2/2.4×45m回轉窯，設計產能為6t/h，炭質燒損在9%以上。洛陽天松炭素廠采用沈陽鋁鎂設計院的開發的<P2. 84×55m回轉窯，產能為8～10t/h，炭質燒損在8%左右。自動化控制和作業環境都優于罐式爐。而山西華澤公司28萬t電解鋁項目在總結國內石油焦煅燒工藝的基礎上，引進國外的Ø3. 43×67.06m的大型回轉窯，設計生產能力24t/h，炭質燒損設計在6%～7%左右。完全集控操作，與國內同行業的回轉窯相比，不僅產量大，而且自動化水平也高。到目前為止，該回轉窯在國內炭素行業屬于領先水平。
1.2 Ø3. 43×67.06m回轉窯的工藝簡介
 
    Ø3.43×67.06m回轉窯工藝流程為：生石油焦原料經過預碎后送入原料煅前倉，倉內的物料經過電子皮帶稱連續均勻地向窯尾端加料，加料管采用風冷方式。進入窯尾的物料隨窯體的轉動而緩慢的向窯頭移動，在移動過程中，首先受到高溫煙氣預熱，而后進入了高溫煅燒帶，物料中的揮發分在這里燃燒，經過1200℃～1400℃高溫煅燒，物料的理化性能指標得到了很大改善，再經過4～6m的冷卻帶物料進入了冷卻機。在冷卻機中，物料受到直接冷卻水的噴淋而溫度迅速降低，再經過輸送系統而排入煅燒貯料倉。
    在窯內沒有燃燒的揮發分在負壓作用下被抽至焚燒爐，而冷卻機內的帶有炭粉的蒸汽經多管旋風除塵器后也被抽至焚燒爐，焚燒爐頭部供給一次風和助燃風，使抽至的大量揮發分及粉料在這里燃燒，產生的熱能用于焚燒爐尾部的余熱鍋爐，煙氣經除硫塔后由煙囪排入大氣。
1.3 Ø.43×67.06m回轉窯的優點
    根據與國內同行業回轉窯相比，有以下優點供參考借鑒：
    (1)占用工廠的場地面積小；因為美卓公司設計的回轉窯比國內炭素煅燒回轉窯產能要大得多，相對于24 t／h的產能，美卓公司設計的回轉窯占地面積很小，對于單臺設備來說且便于維護。
    (2)煅燒窯尾進料管冷卻國內采用循環水冷卻，效果好，但容易破壞內襯，維護和檢修較麻煩，而此窯采用冷卻風機加大空氣對流進行冷卻，效果一般，基本不用維護。
    (3)冷卻機內的高溫物料經冷卻水直冷后，產生的帶有炭粉的水蒸氣，大部分炭粉經多管旋風除塵回收，只有少量炭粉和大量水蒸氣抽至焚燒爐燃燒利用經凈化后再排空，減少了燒損。
    (4)自動化程度高；完全采用微機屏幕的直觀模擬圖界面操作，微機根據PID設定范圍值自動調整各數據變化，以實現在線控制，并且隨時可以調取觀察各溫度、負壓、煙氣含氧量等的曲線變化情況，為調溫提供依據，而國內回轉窯計算機只起檢測作用，相對操作較為滯后。
    (5)炭質燒損小；回轉窯系統密封采用彈簧葉片式密封，效果好；窯尾端變徑，由<p3. 43擴徑為西3.735，降低了窯尾煙氣的流速，從而減少了煙氣帶走的粉料量。自控系統的煙氣含氧量控制回路可控制回轉窯窯系統的助燃風量，防止助燃風過多，造成燒損大。
2 、Ø3. 43×67. 06m回轉窯烘窯及運行情況
2.1烘窯及運行情況
    山西華澤鋁電有限公司在2005年9月30日對國外Ø3.43×67.06m回轉窯進行烘窯使用，嚴格按照負壓遠行制度和烘窯升溫曲線，在煅燒窯尾溫度達到600℃后，窯尾以2t／h料量投料，并以2t／h的速度增加料量至32t/h，于10月27日生產出合格煅燒焦，粉末電阻率在450μΩm左右，真密度在2.04g/m3以上，產量達到24t／h，經過1個月運行后，
出現以下問題：
    (1)窯頭溫度過高，煅燒帶在窯頭，溫度高時可達1390℃，沒有冷卻帶。
    (2)物料實收率低，燒損在9%左右；
    (3)回轉窯托輪運行時有異常聲音。
    由于煅后倉滿，且回轉窯存在多方面的問題，公司決定12月3日停窯小修。
2.2問題原因分析
    (1)影響窯頭溫度的因素主要是窯頭負壓，加料量及窯的轉速，天然氣供給量和窯頭一次風及形狀風的配比以及原料中的粉料量。在給料量和窯速恒定的前提下，增大窯頭負壓，減少窯頭天然氣供給量及配風量，加大三次風量，可以使煅燒帶方向向窯尾方向移動；相應要注意冷卻機的負壓，同時要注意煅燒窯頭負壓的增加會把冷卻機中的水蒸氣和炭粉吸回窯頭，并在吸入的多余空氣的配合下燃燒。從而使窯頭溫度大幅度提高，高時溫度可達1390℃，不僅使炭質燒損增加，同時使窯頭的結構因高溫發生變形，為了保證煅燒窯頭溫度不超過合理數值，窯頭負壓的控制應遵循的原則是保證窯頭的負壓，不能讓窯頭出現返火現象，正確控制好煅燒窯頭與冷卻機頭的零壓差位置。
    (2)物料實收率低，燒損大的主要原因是大部分延遲石油焦含揮發分10%—14%，水分含量8%～10%，粉料量40%～50%。石油焦的質量普遍偏低，對石油焦煅燒的燒損有很大的影響。
    a．隨著揮發分增加，燒損也不斷增加，有資料‘3]介紹當生焦中揮發分含量從10.7%增加到13.0%．相對燒損從2.41%增加到2.77%，這就表明揮發分每增加1個百分點，炭質燒損增加15個百分點。
    b．石油焦中水分過高，對燒損也有影響，有資料介紹當石油焦中的水分被蒸發掉0. 05g/cm3原料時，石油焦真密度下降0.003g/cm3。石油焦的燒損增加1. 38%（絕對值），物料的灰分與燒損成比例地增加0.1%。
    c．該窯填充率在9.5%，料層厚度在200mm～300mm，為使物料煅燒充分，窯內裝有揚料塊，高溫物料在與揚料塊的碰撞中粉料增多，在窯的運動中產生的粉塵濃度越高，被負壓抽走的粉料就越多，最后在焚燒爐內燃燒掉，同時，石油焦粉料量越大，石油焦與空氣接觸的表面積越大，石油焦被氧化的傾向增加。
    (3)回轉窯托輪運行時異常聲響，原因是潤滑不到位，自動潤滑系統的加油部位設計不正確，致使潤滑油不能完全的進入托輪軸承。
3、結語
    通過Ø3.43×67.06m回轉窯在山西華澤鋁電有限公司的應用，我們對國外煅燒回轉窯設計理念有了進一步理解，對回轉窯今后在國內的生產使用和開發應用將起到一定的指導作用。對于在生產使用過程中出現的問題采取以下措施：
    (1)窯頭溫度高的原因復雜，影響因素眾多，并且相互關聯緊密，需在今后運行過程中不斷調整。
    (2)石油焦原料含水量高，原料進廠后，在原料庫內的貯存周期適當延長，通過靜置脫水和自然干燥；條件允許可利用干燥設備對石油焦進行干燥，使石油焦含水率在3%以下，可以降低石油焦在回轉窯煅燒過程中，因水分過高時對炭質燒損的影響。
    (3)石油焦原料的揮發分較高，原料進廠時，各焦化廠的原料要分庫存放，化驗每批石油焦的揮發分含量，根據石油焦揮發分含量的不同進行配料，減少煅前焦的揮發分含量，有利于減少石油焦在回轉窯煅燒過程中的炭質燒損。
    (4)石油焦原料中粉料較多，在原料初碎時，可先讓石油焦進行振動篩分，大于50mm原料進行破碎，篩下料不經過破碎直接入窯，可以有效地減少粉料量以及超細粉塵的含量，降低焦炭在回轉窯煅燒過程中的炭質燒損。
    (5)回轉窯托輪運行時潤滑存在一定問題。應重新定置托輪潤滑點，調整潤滑部位，使潤滑劑能得到及時的補充。
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