本發(fā)明涉及鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冶金爐窯數(shù)字焙燒啟動(dòng)方法及裝置。

背景技術(shù)：

焙燒啟動(dòng)是冶金爐窯生產(chǎn)的重要工作，內(nèi)襯焙燒質(zhì)量的好壞直接影響爐窯壽命和冶金生產(chǎn)。傳統(tǒng)的冶金爐窯焙燒啟動(dòng)時(shí)均不對(duì)焙燒過(guò)程溫度及其熱場(chǎng)分布實(shí)時(shí)檢測(cè)，只按照事先確定的工藝參數(shù)和曲線進(jìn)行焙燒，不僅時(shí)間和溫度等確定不變，而且焙燒過(guò)程不按照爐窯內(nèi)溫度分布調(diào)節(jié)燃?xì)夤┙o量和供電負(fù)荷。鑒于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件、材料來(lái)源、環(huán)境溫度等都可能發(fā)生變化，致使傳統(tǒng)的焙燒啟動(dòng)可能會(huì)呈現(xiàn)以下問(wèn)題：一方面，可能導(dǎo)致?tīng)t窯中內(nèi)襯欠焙燒，內(nèi)襯材料焦化和理化指標(biāo)等在還沒(méi)有達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)時(shí)，焙燒過(guò)程就結(jié)束了，此時(shí)進(jìn)行投料生產(chǎn)，極易造成爐窯早期破損等；另一方面，可能導(dǎo)致?tīng)t窯中內(nèi)襯過(guò)焙燒，此種情況下雖然內(nèi)襯材料焦化和理化指標(biāo)等都已達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，但焙燒過(guò)程還在進(jìn)行，造成能源、材料浪費(fèi)與排放增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種冶金爐窯數(shù)字焙燒啟動(dòng)方法及裝置，以解決現(xiàn)有的焙燒啟動(dòng)方法存在的爐窯中內(nèi)襯欠焙燒或者過(guò)焙燒等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

首先，本發(fā)明的冶金爐窯數(shù)字焙燒啟動(dòng)方法是這樣的：該方法采用一種數(shù)字焙燒裝置，該裝置系統(tǒng)包括熱電偶套管、熱電偶、溫度控制系統(tǒng)和焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)；焙燒時(shí)，熱電偶插入熱電偶套管中實(shí)時(shí)檢測(cè)爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部溫度，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至溫度控制系統(tǒng)和焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)，通過(guò)溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)爐窯內(nèi)的熱量供給，實(shí)現(xiàn)內(nèi)襯焙燒溫度的均勻性，確保焙燒質(zhì)量；通過(guò)焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)及時(shí)推理判斷內(nèi)襯材料焦化效果和是否已達(dá)到焙燒預(yù)定目標(biāo)，決定是否繼續(xù)焙燒或者停止焙燒，達(dá)到節(jié)能、降耗、減排和可焙燒的目的。

其中，針對(duì)不同冶金爐窯生產(chǎn)工藝和擬采用內(nèi)襯材料的理化指標(biāo)，分析內(nèi)襯焙燒需要的時(shí)間和溫度，并進(jìn)行試驗(yàn)，確定內(nèi)襯焙燒參數(shù)和焙燒曲線，形成焙燒啟動(dòng)工藝。

進(jìn)一步的，冶金爐窯設(shè)計(jì)時(shí)，分析爐窯內(nèi)襯焙燒時(shí)的熱平衡過(guò)程，規(guī)劃等溫區(qū)，并確定能檢測(cè)各等溫區(qū)溫度的最佳測(cè)溫位置，施工時(shí)將耐高溫、耐磨的剛性材料制成熱電偶套管，預(yù)埋在確定位置的內(nèi)襯中，焙燒啟動(dòng)時(shí)插入熱電偶檢測(cè)各等溫區(qū)溫度，焙燒完成后取出熱電偶。

本發(fā)明采用這樣一種冶金爐窯數(shù)字焙燒裝置，它是在電解槽中設(shè)置若干個(gè)等溫區(qū)，每個(gè)等溫區(qū)中均設(shè)有至少兩個(gè)熱電偶套管，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)電解槽底部和側(cè)部溫度的熱電偶插入熱電偶套管中，熱電偶通過(guò)有線或無(wú)線方式與溫度控制系統(tǒng)連接，溫度控制系統(tǒng)與焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)連接；焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)包括推理機(jī)和知識(shí)庫(kù)；溫度控制系統(tǒng)包括自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)根據(jù)不同材料的理化指標(biāo)和焦化溫度、時(shí)間指標(biāo)，構(gòu)建知識(shí)庫(kù)；根據(jù)不同冶金爐窯焙燒工藝和制度，建立基于規(guī)則或案例推理的推理機(jī)；推理機(jī)通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度，跟蹤焙燒啟動(dòng)過(guò)程，確定爐窯是否需要進(jìn)一步延長(zhǎng)焙燒時(shí)間，或者結(jié)束焙燒，并對(duì)焙燒過(guò)程的異常情況及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。溫度控制系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)各燃?xì)庠O(shè)備或供電設(shè)備的燃?xì)夤┙o量或供電負(fù)荷，確保各等溫區(qū)熱量供給均勻，從而解決了傳統(tǒng)的焙燒啟動(dòng)時(shí)爐窯內(nèi)襯欠焙燒或過(guò)焙燒等技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的數(shù)字焙燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的數(shù)字焙燒方法原理圖；

圖3是焙燒啟動(dòng)專(zhuān)家系統(tǒng)原理；

圖4是等溫區(qū)溫度控制原理。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-熱電偶套管，2-熱電偶，3-溫度控制系統(tǒng)，4-焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)，5-等溫區(qū)，6-電解槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，某種冶金爐窯的數(shù)字焙燒方法是這樣的：冶金爐窯設(shè)計(jì)時(shí)，分析爐窯內(nèi)襯焙燒時(shí)的熱平衡過(guò)程，規(guī)劃等溫區(qū)5，并確定能檢測(cè)各等溫區(qū)5溫度的最佳測(cè)溫位置，施工時(shí)將耐高溫、耐磨的剛性材料制成熱電偶套管1，預(yù)埋在確定位置的內(nèi)襯中，焙燒啟動(dòng)時(shí)插入熱電偶2檢測(cè)各等溫區(qū)5溫度，焙燒完成后取出熱電偶2。

如圖2所示，焙燒時(shí)，熱電偶2插入熱電偶套管1中實(shí)時(shí)檢測(cè)爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部溫度，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至溫度控制系統(tǒng)3和焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)4，通過(guò)溫度控制系統(tǒng)3調(diào)節(jié)爐窯內(nèi)的熱量供給，實(shí)現(xiàn)內(nèi)襯焙燒溫度的均勻性，確保焙燒質(zhì)量；通過(guò)焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)4及時(shí)推理判斷內(nèi)襯材料焦化效果和是否已達(dá)到焙燒預(yù)定目標(biāo)，決定是否繼續(xù)焙燒或者停止焙燒，達(dá)到節(jié)能、降耗、減排和可焙燒的目的。

如圖3所示，焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)4包括推理機(jī)和知識(shí)庫(kù)，其中，根據(jù)不同材料的理化指標(biāo)和焦化溫度、時(shí)間等，構(gòu)建知識(shí)庫(kù)；根據(jù)不同冶金爐窯焙燒工藝和制度，建立基于規(guī)則或案例推理的推理機(jī)。推理機(jī)通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度，跟蹤焙燒啟動(dòng)過(guò)程，確定爐窯是否需要進(jìn)一步延長(zhǎng)焙燒時(shí)間，或者結(jié)束焙燒，并對(duì)焙燒過(guò)程的異常情況及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

如圖4所示，溫度控制系統(tǒng)5包括自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并與燃?xì)庀到y(tǒng)或供電系統(tǒng)連鎖，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)各燃?xì)庠O(shè)備或供電設(shè)備的燃?xì)夤┙o量或供電負(fù)荷，確保各等溫區(qū)5熱量供給均勻。

實(shí)施例2：

如圖1所示，下面給出一個(gè)具體的電解槽6中使槽陰極表面和陰極碳?jí)K下面分別加熱900℃和750℃焙燒啟動(dòng)方法的具體實(shí)施方式。類(lèi)似的，裝置系統(tǒng)包括熱電偶套管1、熱電偶2、溫度控制系統(tǒng)3和焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)4。其中，熱電偶2設(shè)在熱電偶套管1中并且設(shè)置在電解槽6中劃定的五個(gè)等溫區(qū)5中；焙燒時(shí)，熱電偶2插入套管1實(shí)時(shí)檢測(cè)電解槽6內(nèi)襯側(cè)部和底部溫度，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至溫度控制系統(tǒng)3和焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)4，通過(guò)溫度控制系統(tǒng)3調(diào)節(jié)電解槽6內(nèi)的熱量供給，實(shí)現(xiàn)內(nèi)襯焙燒溫度的均勻性，確保焙燒質(zhì)量；通過(guò)焙燒專(zhuān)家系統(tǒng)4及時(shí)推理判斷內(nèi)襯材料焦化效果和是否已達(dá)到焙燒預(yù)定目標(biāo)，決定是否繼續(xù)焙燒或者停止焙燒，達(dá)到節(jié)能、降耗、減排和可靠焙燒的目的。

焙燒過(guò)程結(jié)束的標(biāo)志之一是槽內(nèi)襯表面溫度或平均溫度達(dá)到某一預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值。實(shí)踐中該標(biāo)準(zhǔn)值可在780～950℃范圍，其決定因素主要取決于升溫速度（焙燒周期）、焙燒質(zhì)量和啟動(dòng)（后電解質(zhì)液體量的生成）方法。

當(dāng)然，以上只是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，本發(fā)明還有其他的實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。