摘要：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。因此本文主要是对喷雾焙烧法中焙烧炉的控制进行了一定的分析，在这个基础上提出了下文中的一些内容，希望能够给予相同行业工作人员提供出一定价值的参考。
关键词：喷雾焙烧法；焙烧炉；控制；分析
1导言
在钢材的生产和加工过程中，需要通过盐酸酸洗来提高钢材的表面质量。在酸洗过程中，Fe2+的浓度会逐渐增加，当其达到110-130g/l时，酸洗液就成为废液排出。该废液不仅含有大量余酸，且Fe2+和Cl-离子浓度也相当高，如果直接排放，不仅会对环境造成严重的污染，同时也造成了资源的浪费。
2焙烧炉分类
2.1实验性焙烧炉
2.1.1主要用途
多种气氛下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。
2.1.2主要配置与性能：
一是采用无级可调、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。二是采用高精度红外测温仪，直接测量样品温度。三是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。四是各种独创的专用坩埚可供选择，对物料无污染。五是可加工处理对微波耦合程度不同的材料，通用性好。
2.2工业型焙烧炉
2.2.1各种无机粉体合成、煅烧。
一是碳化物：SiC、CrC、VC等。二是氮化物：Si3N4、MnxNy、AlN、VN、CrN等。三是电子陶瓷粉体：钛酸钡、钛酸锶钡、钛酸锶、锆钛酸钡等。四是荧光粉（LED粉、三基色、长余辉粉等）。五是锂离子电池材料：钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等正极材料及负极碳材料等。六是各种陶瓷色料、釉料、陶瓷原料等。
2.2.2各种无机材料制品/器件烧结。
一是电子陶瓷：BaTiO3、SrTiO3、ZnO压电陶瓷、PTC热敏元器件等。二是生物医学陶瓷：人造骨骼、牙齿等，MgO、Al2O3、ZrO2、SiC、Y2O3、Si3N4、SiO2等高性能结构陶瓷。三是日用陶瓷、工艺美术瓷。
2.3成品氧化铝焙烧炉
2.3.1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。
2.3.2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：一是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/HFW：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）。二是焙烧炉温度（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℃。
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3典型控制系统
3.1焙烧炉炉温控制系统
焙烧炉炉温控制系统是喷雾焙烧工艺产品（盐酸和氧化铁粉）质量的关键，也是整个机组能否正常运行的保证。采用温度串级-双闭环变比值流量控制系统，效果甚佳。在串级控制系统中，副回路应尽可能包含较多的扰动，同时也要注意主、副回路扰动数量的匹配问题。副回路中如果包括的扰动越多，其通道就越长，时间常数就越大，其快速控制的效果就会降低，不能及时有效地克服扰动对被控变量的影响，严重时会出现主、副回路“共振”现象，系统不能正常工作。但副回路中包括的扰动数量过少，对于改善系统的控制性能不利。在焙烧炉炉温控制系统中，燃气流量和燃气热值变化是主要扰动，把该扰动设计在副回路内是合理的。在串级控制系统中，主、副调节器的作用也是不同的。主调节器是定值控制，副调节器是随动控制，系统对两个回路的要求有所不同。主回路要求无余差，而且温度控制滞后较大，所以引入积分I和微分D控制，选择PID调节作用。副回路要求控制的快速性，所以不引入D控制。
3.2焙烧炉炉顶压力控制系统
为了防止铁粉或火焰外泄危及人身及设备安全，焙烧炉应处于微负压状态。在焙烧炉炉顶压力控制系统中，采用尾气风机交流变频调速，使得炉膛和整个尾气系统处于稳定的负压状态，保证了炉内燃烧工况的稳定，改善了环境，节约了能源。
3.3燃烧系统的联锁控制
3.3.1焙烧炉烧嘴联锁熄火
为了人身和设备的安全，燃烧系统在下列情况下不能启动，必须熄火。一是尾气风机停机；二是助燃风机停机；三是燃气压力低于联锁报警值；四是燃气压力高于联锁报警值；五是助燃空气压力低于联锁报警值；六是空燃比高于联锁报警值；七是焙烧炉炉顶压力高于50Pa；八是焙烧炉炉顶温度高于联锁报警值；尾气风机和助燃风机没有启动时，整个生产处于停产状态，那么，燃烧系统不用启动；燃气压力过低或过高时，或者助燃空气压力过低时，燃烧系统都不能正常燃烧，存在不安全因素，因此要停止；燃气和空气的比率不合适时，可能存在爆炸的危险，因此要停止；炉顶压力不能保持负压，存在不安全因素，因此要停止；炉顶温度过高时，设备有损坏的可能，也要停止燃烧系统。
3.3.2焙烧炉烧嘴点火控制
焙烧炉烧嘴能否成功点火燃烧是喷雾焙烧工艺的第一步，也是重要的一步，焙烧炉的烧嘴点火分为冷炉点火和热炉点火两种模式。一是当焙烧炉炉顶温度低于320℃时，采用冷炉点火模式。此时，首先进入吹扫状态，自动打开助燃空气调节阀，使其以一定开度对焙烧炉中连续送入空气，大约持续30分钟，以使炉内没有燃气残留，保证点火时不会出现爆炸，吹扫状态时，燃气调节阀是关闭的。然后进入点火状态，此时，燃气调节阀自动打开到默认的点火开度，电子点火装置打火点燃烧嘴。7秒钟内，如果火焰检测装置检测到火焰，表示点火成功，进入焙烧炉燃烧控制系统的自动状态；如果没有检测到火焰，则自动关闭燃气调节阀，用助燃空气对焙烧炉吹扫3分钟，再次进入点火状态，此时燃气调节阀的默认开度自动增加一定量，如果多次点火不成功，燃气调节阀的默认开度也增加到极限值，则不再进入点火程序。二是当焙烧炉炉顶温度高于320℃时，采用热炉点火模式。此模式不进入30分钟吹扫程序，直接进入点火状态。在烧嘴的点火控制中，能否成功检测到火焰，火焰检测元件的安装位置是很关键的，必须使火焰探测器与点火装置处于同一水平面。
4结论
攀钢、本钢、莱钢等大中型钢厂酸再生装置的焙烧炉大都采用以上控制方式，且取得了不错的效果，既节约了能源，又能保证焙烧炉安全稳定的运行。
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论文作者:张涛,陈苗,李媛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：炉顶论文; 控制系统论文; 回路论文; 燃气论文; 联锁论文; 温度论文; 助燃论文; 《基层建设》2018年第26期论文;