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沥青熔化器的改进 冯小兰 （贵阳铝镁设计研究院机械分院， 贵州贵阳 “ “ “ ） 摘要 介绍新型节能的沥青快速熔化装置 沥青熔化器的结构特点和工作原理， 结合现场使用情况、 物料特性和设备结构分析沥青熔化器产能达不到设计要求的原因及设计中所作的改进。 关键词 沥青熔化器； 沥青； 搅拌； 快速熔化 中图分类号 * 7 9 4 C D E F 8 G 3 G 9 G ，1 9 3 H E 5 9，1 9 3 4 8 ; “ “ “ ，I E 3 8 4） 2 3 4 ’ 5 / E G C 9 D G 9 C 4 8 JK 5 C L 3 8 ;M C 3 8 D 3 M 7 5 N G E 8 KG M 5 NM 3 G D E 7 G C 3 3 8 G C 5 J 9 D J O 5 K P C，G E 7 G C’ M C 5 J 9 D G 3 5 8D 4 M 4 D 3 G J 5 8 5 G G 3 G 5 C 3 ; 3 8 4 7 C Q 9 3 C 8 G ，G E C 4 5 8 3 4 8 4 7 H JD 5 JK 3 G EG E K 5 C L 3 8 ;D 5 8 J 3 G 3 5 8， C 3 4 7’ D E 4 C 4 D G C 3 G 3 D， Q 9 3 M 8 G D 5 8 G C 9 D G 3 5 8，4 8 J G E 3 8 G 3 4 7 5 3 8 G C 5 J 9 D J 6 7 8 ’ 9 4S 3 G D E 7 G C；S 3 G D E；* ; 3 G 4 G 3 8 ;；B 4 M 3 J 7 G 3 8 ; 作者简介冯小兰 （ T , -） ， 女， 贵州省贵阳人， 工程师 目前， 我国电解铝生产中， 阳极碳块在炭素工艺 配置上大都采用液体沥青作为粘结剂进行配料。随 着对阳极碳块制品的电流密度、 生产过程环保要求 的提高， 现大都使用软化点为 “ “ “ U（环球法） 的高温沥青。为解决沥青流动性能和导热性能差的 问题， 能够使其在熔融时既不会因局部过热而发生 化学变质， 又能迅速、 连续地熔化， 达到预定温度值 并满足产能要求。为此， 我们开发设计了一种新型 的沥青快速熔化装置 沥青熔化器 沥青熔化器结构特点及工作原理 ; 结构特点 沥青熔化器的结构见图。其搅拌装置由搅拌 轴和.层 V角的搅拌桨组成， 槽体内布置了由大面 积盘管组成的加热装置， 用 , “ T “ U导热油加 热。沥青生产过程中产生的沥青烟由熔化器顶部的 沥青烟排放口集中收集进入沥青烟处理系统。沉淀 在槽体底部的废渣 （砂、 小石块、 煤渣、 焦碳等） 通过 定期开启手动旋塞阀排出， 进入集渣罐后人工清理。 ; 工作原理 经过破碎的固体沥青加入沥青熔化器的导流内 筒体中， 在搅拌桨作用下与槽内大量的熔融沥青混 合， 并沿着导流内筒体下降， 在此过程中， 固体沥青 由于熔融沥青所含热量及搅拌的效果， 熔化并完全 变成熔融沥青到达槽体下部， 然后经导流内筒体外 围上升至槽体上部的沥青溢流口进入沥青缓冲槽。 该装置在一个槽内完成搅拌、 混合、 加热、 熔化、 溢流、 排渣、 沥青烟收集等多道工序， 结构简单、 紧 凑， 占地面积仅 。多个现场使用表明， 设备运 转平稳， 能耗低， 无沥青烟、 漏油、 噪音等现象， 经环 镜监测部门检测， 排放指标达到国家现行环保标准。 ; 性能参数 处理物料硬煤沥青、 熔化槽有效容积 .、 沥 青软化点 “ “ “ U（环球法） 、 搅拌机功率 L W、 熔化后温度 “ “ “ U、 搅拌转速. . C／ 3 8、 加热介 质温度 “ . “ “ U、 压力“ “ S 4、 电机转速 . 有色金属 （冶炼部分） “ “ 年期 万方数据 “ ／ ’、 盘管加热面积 * 。 , -传动装置； -槽体； -导流内筒体；. -搅拌装置； * -加热装置；/ -手动旋塞阀；“ -集渣罐； -支架 图沥青熔化器示意图 “ ’ * , ’- . /0 12 , ’3 4 5 生产中出现的问题及改进措施 该熔化器在多个生产现场使用情况良好， 但存 在一个主要的问题，即产能达不到设计要求 （. / 0 ／ 1） ， 正常情况下维持在 0 ／ 1， 只能满足单台成 型机的需要。结合现场情况、 物料特性和设备结构 分析， 造成其产能低的主要原因有以下个方面 （,）固体沥青易结团， 熔化效率低 加入熔化器的固体沥青所含的附着水， 与固体 沥青一同进入熔融沥青后， 立即发生强烈汽化， 蒸汽 与加入的常温固体沥青相遇后液化， 水分子使固体 沥青结团， 同时， 固体沥青的密度 （ 2 0／ ） 比熔融 沥青的密度 （, 2 , 2 0／ ） 小， 结团的固体沥青漂 浮在液面上， 严重时形成一个大饼， 而设计的减速机 转速和搅拌桨形式不能够将结团的固体沥青打碎， 并推送至熔融沥青中， 直接降低了熔化器的熔化效 率。为此， 改进时在搅拌装置第一层搅拌桨上面， 增 加一带状螺旋桨， 螺旋桨旋转时， 可将液面上漂浮的 结团固体沥青打碎并推送至熔融沥青中， 加速沥青 熔化， 提高熔化效率， 从而提高产能。 （）搅拌桨转速低 熔化器内固体沥青在熔融沥青中的分散程度完 全靠机械搅拌来实现， 而生产中熔融沥青在 ／ ’的转速搅拌下流动较为缓慢， 不能将热量迅速 从加热盘管上带走， 固、 液沥青热交换不充分。针对 此问题， 改进时将减速机输出转速提高到* “ ／ ’， 电机功率按永田进治公式计算结果为 3 4， 考虑 到电机本身的效率和磨损功率等因素的影响， 选择 电机功率 3 4。 （）加热盘管间缝隙过小， 造成熔融沥青的流 动受阻 熔化器在导流内筒体内设置了圈 （每圈. 层） 、 导流内筒体与槽体间设置了*圈 （每圈* .层） 图6加热装置盘管改进前后布置示意图 “ 6 ’ . 5 5 . 7 7 * , ’- . /0 1 , 0 4 / / 8 1 0 5 . 7 9. 1 5 - / 5 0 - 7 （下转第. “页） .. 有色金属 （冶炼部分） .年.期 万方数据 算和控制每秒达到万次以上， 属于高负荷运行状 态。这无论对于生产流程还是变频控制系统都是极 为不利的。措施主要有以下个方面 （“） 在净化除尘器和空气提升机之间的流程上 加上渣皮过滤装置； （） 定期停机清理空气提升机管道内的结疤； （） 在 ’ ’钢仓内加上沸腾装置， 改善物 料流动性能， 使下料连续稳定； （） 在每条超浓相风动溜槽上增加快开孔， 定期 人工清理已经进入流程的渣皮。 “ 系统压力损失过大 绝大多数电解铝厂的超浓相输送系统都会对干 法净化系统存在依赖性。在既有设计和配置情况 下， 净化系统的配置及其运行的好坏， 直接影响到超 浓相输送系统的运行。在超浓相风动溜槽上设有一 个特别的平衡料柱。它起着系统物料流态化动态平 衡和系统排气的作用。按照流态化原理， 空气经物 料颗粒间通过并排向净化烟管， 其气体损失的流量 很小。但实际情况是， 由于平衡料柱与净化烟管形 成直通， 管道联接之间没有阀门进行调节， 在净化系 统排烟风机运行形成较大负压 （一般为“ *） 的情况下， 不仅超浓相输送系统的风量损失很大， 致 使电机运转速度加快， 电机电流升高， 运行成本增 加。而且还由于净化系统的抽力把超浓相风动溜槽 中的物料反抽到烟管中， 导致系统物料短缺， 最终形 成空槽。这种情况在采取间断运行方式的超浓相输 送系统的表现更为突出和严重。 采取的措施是 提高超浓相风动溜槽的风压 （提 高到 *左右） ， 以抵消损失的部份 （按实 际经验和理论计算， 超浓相溜槽斜度为“ , -时， 其 压力上限一般为“ “ *） ； “ 个别槽冒料 由于在“ . / 0系统的槽上超浓相设计中， 每台 电解槽的槽上料箱 , ’ ’溜槽均设有个微调阀用 来对单台槽的供料压力进行单独调节， 这种方案在 后来的实践中证明是多余的。在 / 0系列中， 干 脆全部取消了微调阀， 整个槽上风动溜槽的供风管 网只有一个手动阀。不管在设计计算上如何精确， 但由于在管道施工中， 不可能做到所有对称管网的 管道都能完全一致， 因此即使管道看起来是对称的， 但实际上压力损失不一样， 因而每台槽的槽上 1 ’ ’风动溜槽所得到的压力也不一样， 最终的结 果是， 有的槽料箱满了， 有的就冒料； 要使槽子不冒 料， 就有的槽欠料。冒料和欠料是铝电解槽生产的 大忌。 采取的措施是 在管道上使用挡风板， 使压力趋 于一致。把离心风机的出口压力调至合理的范围。 结语 该项技术在中铝股份广西分公司应用几年来， 经过技改逐步得到完善， 使用效果总体是好的。但 根据我们的使用经验， 在今后的类似系统设计和配 置中应注意到以下几个问题 （“） 考虑净化系统自身形成的渣皮的过滤和清 除。除了要在物料进入供料系统之前设置高效的渣 皮过滤装置， 而且从工艺和运行成本方面考虑， 在提 升设备的选择中不宜采用气力提升设备； （） 考虑净化系统抽风对超浓相风动溜槽压力 损失的影响， 在平衡料柱上增加一个手动蝶阀， 用以 调节净化系统对超浓相系统的抽风量， 蝶阀的开度 由管道铺设情况因素来确定。 （） 考虑到每一台槽的1 ’ ’风动溜槽所得到 的压力不一样， 应在每台槽的物料供风管道上增加 一个微调阀， 便于对不同的槽调节不同的物料供风 压力。 （上接第 页） 加热盘管 （见图 *） ， 以增大热交换面积。盘管加热 沥青时易在管子表面结一层焦和渣， 不易清理， 使盘 管间缝隙变得更小， 至使流动性能很差的熔融沥青 流动受阻， 溢流量小。改进时， 将加热盘管导流内筒 体内改为圈 （每圈 层） ， 导流内筒体与槽体间改 为圈 （每圈 层）（见图 2） ， 并增大管间距。改 进后盘管加热面积约为 1 ’ ， 与改进前相当。 结语 改进设计后， 沥青熔化器在设备整体运行能耗 （电耗、 热耗） 相同的情况下， 产能得到明显提高， 经 多个现场使用证明， 目前产能提高到 ,, , 3／ 4， 可满足年产 万3炭素预焙阳极碳块的生产能力， 经济效益大大提高。目前该设计已在多个工程项目 中得到推广和应用。 有色金属 （冶炼部分） 年期 万方数据