强企业河南省工业创新特等奖等荣誉称号。 河南分公司碳素厂概况 中国铝业河南分公司碳素厂以下简称碳素厂是生产电解铝用碳素 制品的专业厂。 碳素厂筹建于年，固定资产亿元，现有职工人，其中 教授级高级技术人员人高级技术人员人中级技术人员人中 专以上文化程度人，占员工总数的。近几年来，碳素厂经过多 次的技术改造和科技攻关后，使原本六十年代为基础建设的技术落后效 率低质量差生产成本高的设备与工艺有了很大改进和创新，产品质量 有很大提高，且产量也有所增加。同时，强化管理，建立了完善的质量保 证体系，年通过质量体系认证，年通过 版质量管理体系认证，年通过健康安全环境管理体系认证。 为适应国内外铝用碳素工业发展的需要，满足市场需求，年碳 素厂进行了扩建万碳阳极的技术改造，包括新建煅烧炉新建 生阳极生产线及新建室环式焙烧炉。年碳素厂开辟了俄罗 斯美国等国家的阳极市场，开拓了我国阳极出口途径。 随着出口阳极市场的扩大，年月碳素厂进行了扩产万的 技术改造，新建煅烧炉及配套设备改扩建。 碳素厂现有生产能力万，产品主要是出口预焙阳极。生产流 程中包括共台罐式煅烧炉，条阳极生坯生产线自动配料单 体混捏锅单工位振动成型，共台焙烧炉。 为满足外商对出口预焙阳极各项理化指标及外观的严格要求，特别是 优质阳极质量稳定性的要求，碳素厂作了大量技术研究管理创新设备 改造工作。年连续六年碳阳极出口量占国内出口欧美市场量 的以上，相继有多种规格的预焙碳阳极进入美国澳大利亚俄罗斯 印度加拿大等国际市场，涉及美铝法铝等国际知名公司，年产 品出口量占总产量的。由于碳素厂碳阳极质量及各项指标全面符 合国际标准，完全满足使用方的要求，并建立了良好的市场信誉及客户关 系，现已发展成为我国最大的碳阳极出口企业及全国有色金属行业碳素制 品出口创汇基地。 年铝用预焙阳极出口情况见表。 河南分公司铝用预焙阳极出口情况表表 年份 总产 出口 出口量占 总产量的 通过几年的出口阳极生产实践及对外技术交流，碳素厂已积累了丰富的碳阳极生产经验，并研究和掌握了影响阳极质量的各种技术难题以及控 制阳极质量的关键技术。 如出口阳极微量元素的控制技术阳极空气渗透率的控制技术阳 极反应性的生产控制技术阳极空气反应性的生产控制技术等。目前， 其碳阳极质量指标中的空气反应性假比重真比重视密度真密度 抗压强度电阻率微量元素等指标处于国际领先地位反应性空 气渗透率热导率热膨胀系数等指标达到国际先进水平。出口优质阳极 的研制成功，为全面提高阳极质量水平，降低消耗提供了技术示范同时 为中铝公司在全世界相关铝行业起到了桥梁作用，树立了品牌形象，并为 中铝公司创造了显著的经济效益。 碳素厂煅烧炉存在问题及原因分析 碳素厂煅烧炉为八层火道顺流式罐式煅烧炉，由东西两台组成， 每台个料罐，采用硅砖砌筑主体火道及料罐。该煅到多条，且有的料罐火道不止处的烧穿点。八层火道罐 式煅烧炉结构比较复杂，从观火孔可以观察到的视野有限，所以可以肯定 实际情况比观察到的更加严重。年月技术人员对煅烧炉个别料罐 排空观察，发现料罐内壁烧穿非常厉害，烧穿面积最大的地方达， 且整个料罐内壁斑驳。 火道和料罐之间的硅砖墙被击穿，火道的负压制度被破坏，多条火道 出现窜火下火，烟道温度过高，煅烧炉后大墙被烧穿。因为火道烧穿严 重，已经不能进行生产和排料的料罐累计已经达到个其它虽然烧穿 但是仍在生产的料罐，其情况还在进步恶化。令人担忧的是，如果烧穿 的面积过大，整个煅烧炉砌体的安全性将会受到严重的威胁。 碳素厂于年月对煅烧炉炉体采取保护性的生产措施，如 降低最高温度，降低炉产量，减少清炉次数，加强炉体的巡视和密封工作 等。碳素厂也曾尝试采用热补法对破损处进行修补，但由于硅砖呈现大面 积粉化脱落，且漏洞大，无法实施。碳素厂聘请有关耐火材料专家进行诊 断，经研究讨论也确认无法采取可行的补救办法。实际上，煅烧炉中心耐 高温部分由硅砖砌筑，旦出现烧穿，不停炉时在以上的高温情 况下根本不可能修补。 如果不从根本上消除材质的缺陷，采取的措施即便再好，也不能彻底 解决问题。 目前料罐烧穿现象仍在进步加剧，只能勉强维持生产。 原因分析 在发现煅烧炉烧穿的情况后，碳素厂针对出现的问题认真分析了原 因，从耐火材料炉子砌筑烘炉操作等各个环节进行了调查和研究。耐火材料 硅砖部分的耐腐蚀性从理化指标上很难作出鉴定。当初煅烧炉砌 筑时，采用的硅砖质量指标均合格，不应该出现如此大面积的烧损情况。 从现场情况看，硅砖的烧穿是脱落性质，而非熔化性质。从西台料罐 看，面积范围内硅砖有不同程度的脱落，脱落深度最小有，最大 达。碳素厂的共台煅烧炉，炉体结构操作方法基本都相 同，除炉外，其他炉子的使用年限都已超过了年，即使因长时间使 用引起的烧穿也仅是个别料罐，像煅烧炉这样的情况还是第次出现。 碳素厂建厂至今对煅烧炉十几台次的大修几乎都采用山东二耐砖仅 有次采用洛耐砖，很少出现类似情况。般，煅烧炉运行年左右出 现非火道主体的少量缺损，不影响炉子正常运行。而炉采用的是山东 大桥耐火材料厂供货的硅砖，虽然硅砖指标合格，但从炉子运行仅年多 就出现料罐烧穿火道堵塞现象来看，其实际使用效果很不理想。 炉子砌筑烘炉 砌筑质量对煅烧炉的生产操作和炉体使用寿命有很大影响。 煅烧炉由中国长城铝业公司建设公司施工，该公司具有很强的施工 能力和丰富的筑炉经验。砌筑过程由建设单位监理公司和碳素厂煅烧车 间质量检查人员全程监督，并严格按照审查后的设计图纸和筑炉要求进 行，应该说砌筑质量得到了有效控制。 烘炉过程对煅烧炉的正常运行及延长炉体使用寿命，同样起着关键作 用。根据以往对煅烧炉大修及建设的经验，煅烧炉烘炉过程充分考虑了 各种因素如硅砖线性膨胀率水分含量等的影响，并严格按照制定的烘炉 方案及砌体加热升温曲线进行，最大程度的减轻了对炉体的损害。 工艺操作 严格控制好煅烧温度是获得质量合格的煅后焦的关键，同时还减轻了硅砖承受的高温压力合理的清理制度以及加排料制度，也有利于延长炉 体寿命。 煅烧炉建设时，要求硅砖的耐火度应不低于，荷重软化点 应不低于，而其工艺操作温度，实际运行时首二层火道控制在 ，最高。从现在及过去其它炉室的运行情况看，即 使长时间高温，也没有出现过硅砖大面积粉化脱落的情况。而且六七 八层火道处于煅烧炉低温区温度控制在，也同样有料罐 烧穿现象出现。 显然，正常运行的工艺条件工艺温度不该导致此类事情发生。 根据以上分析判断，最大的可能性就是硅砖实际指标未达到质量要 求，导致煅烧炉目前状况的原因是硅砖的质量太差。 项目提出的理由及必要性 炉的状况在继续恶化，尤其是七八层火道耐火砖的粉化脱落情况 发展下去，将存在可能导致炉整体塌陷的危险，同时煅烧炉出现的严重破 损问题也必然影响煅后焦的质量和产量，因此基于以下几方面，提出 煅烧炉更新改造项目。 煅烧炉的停产将直接影响碳素厂碳阳极出口任务的完成。 目前碳素厂阳极出口订单达万以上，保证煅后焦产能是完成全 年出口任务的先决条件。煅烧炉不能正常排料，给碳素厂生产组织带来 较大困难，并且成为生产流程中新的瓶颈。煅烧炉个料罐已有 个停排，等于只有个在运转，再加上采取保护性生产措施被迫控制煅 烧炉产量，每年将减少煅后焦产量万。如果不尽快对该炉进行更新 改造，煅后焦的减产将制约碳阳极成品产量，影响碳素厂出口任务的完成， 无法满足目前已签订的出口订单的要求。 碳素厂物料平衡计算 总论 项目背景 项目名称 项目名称中国铝业河南分公司碳素厂煅烧炉更新改造项目。 编制依据 中国铝业股份有限公司委托中国长城铝业公司设计院编制本项目 可行性研究报告的委托书。 中国铝业河南分公司计划经营部转河南分公司碳素厂关于本项目 的项目建议书。 河南分公司碳素厂提供关于本项目的技术改造方案。 编制原则 深入调研分析现状，详细论证实施更新改造的必要性，提出改造 方案，并进行方案比较和论证，推荐最优方案。 严格控制投资，降低投资成本，提高投资回报率。 严格按照技术经济评价规范进行经济分析，采用有无项目对比法。 提出需拆除的资产及处理意见，以及安全环保方面的投资情况。 企业概况 中国铝业河南分公司概况 中国铝业股份有限公司河南分公司以下简称河南分公司位于中原 腹地郑州市上街区。陇海铁路贯穿东西，连霍高速公路紧邻而过，交通十 分便利。公司前身是始建于年的郑州铝厂，年月，经国务院 批准，原郑州铝厂中州铝厂郑州轻金属研究院和郑铝矿山公司合并组 建为中国长城铝业公司。年月，根据中铝公司部署，中国长城铝 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,业公司在上街地区的氧化铝电解铝板块的优良资产，组成中国铝业河南 分公司，作为中国铝业股份有限公司的骨干企业在纽约和香港上市。 河南分公司集冶炼发电运输建筑机械制造科研设计于 体。主要产品有雪山牌砂状氧化铝氢氧化铝化学品氧化铝铝锭 及铝合金系列产品碳阳极金属镓及其深加工机械制品等。公司雪 山牌铝锭在伦敦金属交易所注册，产品畅销全国。碳阳极远销到欧亚 美澳四大洲的个国家和地区，在国际上享有较高声誉。 经过近半个世纪的发展，河南分公司已经形成年产氧化铝万 以上，铝锭万，碳阳极万，自发电亿规模。截至 年底，河南分公司下属个部室，个生产单位，在职员工达到 名。拥有各类专业人员余人其中中高级人员人。经过公司 广大科技工作者的不断探索和改进，创造出了适合我国铝土矿资源特点 在世界上独树帜的拜耳烧结混联法生产氧化铝新工艺，率先研发成 功具有自主知识产权并达到国际领先水平的水硬铝石管道化溶出选矿 拜耳法生产氧化铝新工艺间接加热连续脱硅高分子絮凝剂沉降分 离烧结法生料浆自动配制树脂法提取金属镓等新工艺技术和装备 开发的常压脱硅高效沉降槽等技术和装备在国内同行业推广应用采用 的降膜蒸发气态悬浮焙烧等装备和技术达到世界先进水平首创的电解 铝预焙槽改造技术为国内自焙槽的升级换代提供了典范。 年以来，河南分公司落实科学发展观，推进内涵挖潜和超常规 发展相结合的可持续发展战略，资产总值和销售收入历史性地突破双百 亿，氧化铝产量跃居亚洲第。公司经济总量氧化铝产量利润总额 碳阳极创汇总额镓系列产品产能连续多年居全国同行业第，经济效益 和纳税总额连续四年蝉联全国有色企业首位，名列河南纳税百强企业第二 名所得税总额名列第位郑州市利税百强第名，形成了低投入低消耗低排放和高速度高效益的节约型增长方式。 河南分公司坚持科学发展，深化自主创新，五年内有项科技成果