微波烧结炉包括实验型微波烧结炉和工业型微波烧结炉。

焙烧炉实验性焙烧炉

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。

焙烧炉工业型焙烧炉

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。

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。

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。

焙烧炉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。

焙烧炉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。

焙烧炉正常开炉

（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。

（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<600℃时按烘炉曲线升温下料。

1. 启动排风机（若排风机未停，可省）。

2. 观察P04出口温度，如果低于600℃，可先启动V08将PO4出口温度提至600℃以上，最好达到700℃。

3. 逐渐增加排气量，使系统总负压在-3Kpa以上。

4. 启动A01，准备下料。

5. 启动V19。（注意P01T1不超温）

6. 当P04T1达到750℃时投料。

（三）投料步骤

1.在投料之前，下列设备都已启动完毕：

1） 罗茨鼓风机。

2）流化床冷却器冷却水，且流量>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。

（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。

焙烧炉焙烧炉系统联锁

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<1%，电收尘跳停。

ID风机：前后轴承温度>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<0.45Mpa，V08燃烧站跳停；

3、V08助燃风机跳停，V08燃烧站跳停；

4、煤气压力>35Kpa ，V08燃烧站跳停；

5、系统总负压<3Kpa、P01出口压力<3Kpa、P03<1.5Kpa，三个条件任意两个条件满足，V08燃烧站跳停。

V19燃烧站启动条件：

1、煤气压力35Kpa，V19燃烧站跳停；

2、仪表风压力<0.45Mpa ，V19燃烧站跳停；

3、ID风机跳停，V19燃烧站跳停；

4、V08燃烧站跳停，V19燃烧站跳停。

T11燃烧站启动条件：

1、煤气压力35Kpa，V19燃烧站跳停；

2、ID风机跳停，T11燃烧站跳停；

3、仪表风压力<0.45Mpa，T11燃烧站跳停；

4、T11助燃风机跳停，T11燃烧站跳停；

T12燃烧站启动条件：

1、煤气压力35Kpa，T12燃烧站跳停；

2、ID风机跳停，T12燃烧站跳停；

3、仪表风压力<0.45Mpa，T12燃烧站跳停；

4、T12助燃风机跳停，T12燃烧站跳停；

分子筛在焙烧过程中引入超稳蒸气有利于晶胞收缩。超稳蒸汽自炉尾引入，为了充分利用余热并保证焙烧炉炉筒内的分子筛都处于超稳蒸汽的作用下，因此设计吹扫气线，令焙烧炉与风机系统相连，用风机给焙烧炉提供微负压的操作条件。而焙烧炉内的压力变化是引起焙烧炉冒粉尘的关键因素，因此本文从以下两个方面进行分析：

一、直接原因

1、吹扫气管线堵塞

吹扫气线堵塞是造成焙烧炉内压力变化的直接原因，其原因如下：

1）铵盐和稀土溶液是分子筛交换降钠所必须的交换液。由于吹扫气线上存在检修手孔，手孔及蝶阀处密封不严，吹扫气线保温效果差，因压力作用吹扫气线会吸入冷风，吹扫气温度会急剧降低，氯化铵容易形成结晶物，其与分子筛细粉共同附着在吹扫气线内壁之上，堵塞管道。

2）虽然不再用氯化稀土作为交换液，使用微球车间含氯离子废水进行滤布与滤饼的洗涤，这样会将少量氯离子引入系统。并且装置自开工以来，鲜少清理吹扫气线，这也是吹扫气线结晶堵塞的原因之一。

3）由于吹扫气线上的调节阀是蝶阀，而结晶物质地坚硬且不易清理，又因年久失修，蝶阀卡塞、调节作用失灵，含尘气体的流道直径越来越小，直至蝶阀处堵塞。以上原因改变了焙烧炉内负压的操作条件，又因焙烧炉密封性能的下降，炉尾便持续出现物料跑损现象。解决此类问题的办法是定时对吹扫气线及蝶阀进行疏通处理，在生产运行时，保证吹扫气线温度在350℃以上，以降低结晶速度，保证管道通畅。

2、超稳蒸汽流量过大

在焙烧炉内引入超稳蒸汽一是可以更好的收缩晶胞；二是使稀土离子可以更好地迁移至沸石小笼中，提高分子筛的水热稳定性。焙烧炉运行时间长磨损程度严重、设备老化等原因，使焙烧炉的密封程度下降。当焙烧炉内通入的超稳蒸汽流量增大时，因为炉筒容积不变，所以焙烧炉内的微负压会随着超稳蒸汽流量的增大而下降，导致在风机产生的真空度相对较低的情况下焙烧炉发生冒粉尘的现象。

当喷雾干燥操作达到生产需要时，在喷雾尾气工艺条件下，为充分利用吹扫气热源并防止布袋超温，经过试验摸索，我们找到了控制临界值：超稳蒸汽流量为120-130m³/h，吹扫气线蝶阀开度约为10%。在保证分子筛不跑损的情况下，产品合格率稳定在85%以上。

二、间接原因

1、反吹风频率过高

脉冲喷吹袋式除尘器是分子筛装置关键的环保设施。布袋的过滤作用将含尘气体分离，大颗粒、大比重的粉尘靠重力自由降落；被阻留到布袋上的分子筛则通过反吹风的喷吹、振落，通过灰斗进入炉-1/1焙烧。布袋与焙烧炉直接相连，当清灰的频率过高，布袋压差降低，反吹风的压力将直接影响到焙烧炉内的压力，焙烧炉内微负压环境将会随着反吹风的动作瞬时改变，焙烧炉冒粉尘的形式为间歇式，其频率与反吹风的频率相一致。反吹风的频率受环保和袋压的双重限制。首先，频率过快会破坏布袋表面的“初层”，布袋的截留能力变弱，影响焙烧炉内的压力情况；其次，频率过缓，袋压升高，风机运行负荷高，装置能耗增高。在装置平稳运行，喷雾干燥满足生产需要时，经试验反吹间隔在3~5s为宜。

2、布袋“糊袋”

因反吹风压力低、反吹风管脱落喷吹清灰作用失效、布袋内温度低而结露等原因造成的“糊袋”现象，严重阻碍系统的通畅性。焙烧炉会因系统阻断而不能维持炉筒内微负压环境而产生冒粉尘现象。若出现因“糊袋”而造成的焙烧炉冒粉尘现象，应立即停下相应工序，处理布袋。

3、风机频率过低

因风机频率过低而产生的焙烧炉冒粉尘现象并不常见。只有在处理设备，为保证人身安全时才需要降低风机频率。此时风机所产生的抽力不足以保证焙烧炉炉筒内的微负压的操作条件，因此焙烧炉会有冒粉尘的现象发生。相应的解决办法即恢复生产，提高风机频率至需要。 2100433B

分直筒型炉和上部扩大型炉两种：①直筒型炉。多用于有色金属精矿的焙烧，焙烧强度较低，炉膛上部不扩大或略微扩大，外观基本上呈圆筒型。②上部扩大型炉。早期用于破碎块矿（作为硫酸生产原料开采的硫铁矿，多成块状，习惯称块矿）的焙烧。后来发展到用于各种浮选矿（包括有色金属浮选精矿、选矿时副产的含硫铁矿的尾砂，以及为了提高硫铁矿品位而通过浮选得到的硫精矿，这些矿粒度都很小）的焙烧，焙烧强度较高。

旋风焙烧炉，生产强度较高的一种焙烧炉。炉子结构和炉中流体运动状态同旋风分离器类似。

当今世界的冶金炭素工业普遍采用环式焙烧炉生产电极和炭块制品或半制品。这类焙烧炉一般可分为两种类型：一种是敞开环式焙烧炉；一种是带盖环式焙烧炉。

环式炉工艺操作技术的改进主要集中在如下几个方面：

（1）适当缩短焙烧周期；

（2）改善炉顶封闭性能减少外部空气渗漏；

（3）改变顺流火焰为逆流火焰焙烧；

（4）改进燃烧器；

（5）采用燃油乳化技术；

（6）采用新型耐火砖，提高烟道使用寿命；

（7）使用计算机控制进行优化操作 。2100433B