一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置的制作方法

本实用新型涉及炭阳极焙烧工艺技术领域，尤其涉及一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置。

背景技术：

炭阳极焙烧是生阳极在介质物的保护中隔绝空气，按规定的升温曲线进行间接加热，使生阳极内的黏结剂焦化，并与骨料颗粒固结成一体的高温热处理过程。在焙烧工艺中，一般烟气最高温度要求在1150-1200℃，其目的主要是排除生阳极内的水分、挥发份，降低比电阻，提高各项物理化学性能。焙烧过程使用的主要燃料有重油、煤气和天然气。

其中，天然气在工业炉生产过程中属于较为安全的燃气，它不含一氧化碳，如果发生泄漏，会立即向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体；相比其他燃料而言，安全性相对较高被很多炭素生产厂所选用。目前每生产一吨阳极，需消耗天然气70m3左右，按山东地区天然气市场价每立方米2.3元计算，生产一吨阳极需要天然气费用161元。

综上，现有技术中炭阳极焙烧工艺成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构新颖、节约成本的炭阳极无辅助燃料的焙烧装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置，包括：

煅烧炉，所述煅烧炉包括炉体、以及形成于所述炉体内并成对称分布的煅烧炉料罐；

焙烧料箱，所述焙烧料箱置于所述煅烧炉的中部，且所述焙烧料箱置于所述煅烧炉料罐之间；

所述焙烧料箱内填充有生阳极，所述煅烧炉料罐内填充有石油焦，所述生阳极通过所述石油焦煅烧产生的挥发份的燃烧进行焙烧；

所述煅烧炉上具有能够燃烧燃料的火道，所述火道形成于所述煅烧炉料罐的四周，且所述火道内燃料燃烧时通过所述火道的火道壁间接加热所述煅烧炉料罐内的石油焦和焙烧料箱内的生阳极，所述火道内的燃料为石油焦煅烧时产生的挥发份和生阳极焙烧时产生的挥发份；

所述煅烧炉料罐和焙烧料箱均沿所述煅烧炉的高度方向竖直分布，且所述煅烧炉料罐内的石油焦、所述焙烧料箱内的生阳极均由重力作用自上而下运动至所述煅烧炉的下部；

所述焙烧料箱的下部具有卸料组件，该卸料组件将焙烧后的生阳极运输至煅烧炉外部；

所述煅烧炉料罐的下部具有排料组件，所述排料组件将煅烧后的石油焦排放至煅烧炉外部。

进一步的，所述煅烧炉料罐四周的火道沿所述煅烧炉料罐的高度方向分层分布，且所述火道的层数为6至8层；

所述火道的火道壁通过厚度80mm的硅质异型砖砌筑。

进一步的，每个所述煅烧炉料罐和其周围的四根所述火道为一组料罐组，该煅烧炉具有四组料罐组；

所述火道上开设有观火孔和测温测压孔；

所述火道呈“Z”字形排布。

进一步的，所述卸料组件包括置于所述料箱下端的炭块下落装置和炭块承接装置，所述炭块下落装置为能够夹持生阳极的夹具，所述炭块承接装置为接料托盘，焙烧后的所述生阳极通过所述炭块下落装置输送至所述炭块承接装置上；

所述卸料组件还具有推块装置，所述推块装置置于所述炭块承接装置的侧面，该推块装置的前端具有推块板，所述推块板通过伸缩机构沿水平方向运动，所述炭块承接装置的另一端具有输送轨道，所述炭块承接装置上表面的生阳极通过所述推块装置运输至所述输送轨道；

所述推块装置的伸缩机构为液压缸或气缸。

进一步的，所述排料组件包括置于所述煅烧炉料罐下端的振动输送机，所述振动输送机通过振动辅助所述石油焦通过重力自上而下运动；

所述煅烧炉料罐的下部安装有冷却水套，煅烧后的石油焦通过所述冷却水套冷却。

进一步的，所述焙烧料箱内预埋三根长度不同的热电偶，通过所述热电偶设定生阳极的升温曲线。

进一步的，三根长度不同的所述热电偶的长度分别为1.5m、3m、5m。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置，其具有以下有益效果：

1、本实用新型的焙烧装置通过石油焦在煅烧过程中产生的挥发份的燃烧产生热量完成生阳极的焙烧，做到无燃料焙烧，节约了成本；

2、本实用新型还将生阳极焙烧过程产生的挥发份一并引入火道进行燃烧，同样产生了热量，而该部分热量与石油焦的挥发份燃烧产生的热量又通过间接传热的方式预热、加热石油焦和生阳极，煅烧和焙烧效果显著；

3、采用本实用新型的工艺能够将炭阳极的电阻率、提高产品一级品率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置的剖视图一；

图4为本实用新型实施例提供的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置的剖视图二；

图5为本实用新型实施例提供的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置的剖视图三。

附图标记说明：

1、煅烧炉料罐；2、火道；3、生阳极；4、炭块承接装置；5、冷却水套；6、排料组件；7、振动输送机；8、炭块下落装置；9、焙烧料箱；10、烟道；11、推块装置；12、输送轨道；13、观火孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

参见图1-5所示；

本实用新型的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置，包括：

煅烧炉，煅烧炉包括炉体、以及形成于炉体内并成对称分布的煅烧炉料罐1；

焙烧料箱9，焙烧料箱9置于煅烧炉的中部，且焙烧料箱9置于煅烧炉料罐1之间；

焙烧料箱9内填充有生阳极3，煅烧炉料罐1内填充有石油焦，生阳极3通过石油焦煅烧产生的挥发份的燃烧进行焙烧；

煅烧炉上具有能够燃烧燃料的火道2，火道2形成于煅烧炉料罐1的四周，且火道2内燃料燃烧时通过火道2的火道壁间接加热煅烧炉料罐1内的石油焦和焙烧料箱9内的生阳极，火道2内的燃料为石油焦煅烧时产生的挥发份和生阳极焙烧时产生的挥发份；

煅烧炉料罐1和焙烧料箱9均沿煅烧炉的高度方向竖直分布，且煅烧炉料罐1内的石油焦、焙烧料箱9内的生阳极3均由重力作用自上而下运动至煅烧炉的下部；

焙烧料箱9的下部具有卸料组件，该卸料组件将焙烧后的生阳极3运输至煅烧炉外部；

煅烧炉料罐1的下部具有排料组件6，排料组件6将煅烧后的石油焦排放至煅烧炉外部。

具体的，本实施例公开了一种无燃料的炭阳极焙烧装置，首先本实施例的焙烧装置实现无辅助燃料即可煅烧和焙烧。具体结构为：煅烧炉、以及形成于煅烧炉上的煅烧炉料罐1和焙烧料箱9，其中，煅烧炉料罐1内填充有石油焦，焙烧料箱9内填充有生阳极3，同时，在煅烧炉上还形成有多条火道2，火道2开设有能够让空气进入的空气助燃孔为后期燃烧提供便利条件。在加料时，煅烧炉料罐1和焙烧料箱9的上部均预留有加料斗，方便前期加料。本实施例的装置在煅烧炉料罐1之间加设了焙烧料箱9，该焙烧料箱9内填充生阳极3，而煅烧炉料罐1内填充石油焦，采用煅烧后的石油焦作为介质物，隔绝空气，并依靠煅烧后的石油焦产生的挥发份的燃烧产生热量以及生阳极3自身产生的挥发份的燃烧对生阳极3进行预热、加热、高温烧结。在炭阳极焙烧工艺中，需要确保烟气温度在1150～1200℃范围内，而本实施例的石油焦挥发份燃烧的最高温度在1350℃，完全符合炭阳极焙烧工艺要求。焙烧完成后，生阳极炭块逐渐下落至煅烧炉炉底进行自然冷却，当冷却至200℃以下时继续下降至卸料组件上进行后续卸料作业；而石油焦则下落至煅烧炉料罐1的下部经冷却后向设备外排放。

优选的，本实施例中煅烧炉料罐1四周的火道2沿煅烧炉料罐1的高度方向分层分布，且火道2的层数为6至8层；其中，火道2的火道壁通过厚度80mm的硅质异型砖砌筑。作为本实施例最优选的实施方式：每个煅烧炉料罐1和其周围的四根火道2为一组料罐组，该煅烧炉具有四组料罐组；火道2上开设有观火孔13和测温测压孔；火道2呈“Z”字形排布。焙烧料箱9内预埋三根长度不同的热电偶，通过热电偶设定生阳极3的升温曲线。上述的三根长度不同的热电偶的长度分别为1.5m、3m、5m。生阳极3升温控制根据煅烧炉的结构以及每层火道2温度的不同，以炭块下降位置实现生阳极3不同升温阶段的温度控制，首先，事先在焙烧料箱9内预埋三根不同长度的热电偶，长度如上。利用热电偶显示温度设定升温曲线，并严格遵循“两端快、中间慢”的升温原则，完成生阳极3高温热处理的整个过程。

本实施例焙烧装置的工作原理大致如下：煅烧时石油焦由炉顶加料斗加入到煅烧炉料罐1内、生阳极使用桥式起重机装进焙烧料箱9内，以煅烧后石油焦为填充料，生阳极3与石油焦由上而下移动，生阳极3与石油焦逐渐被位于煅烧炉料罐1两侧的火道2加热。火道2内燃烧产生的热量通过火道壁间接传递给石油焦和生阳极3。当石油焦温度达到350～600℃时，石油焦内的挥发份大量释放出来，并通过挥发分道(火道2的火道壁上开设的多个小孔，以及为了能够起到汇集作用根据实际情况设定的通道)汇集于火道2内进行燃烧，随后燃烧产生了热量又间接传递给生阳极3。当石油焦的最高温度可达1200～1300℃以上，依靠石油焦挥发份燃烧产生的热量完成石油焦的煅烧的同时一并完成生阳极3的焙烧，煅烧焙烧完成后，煅烧后的石油焦从煅烧炉料罐1底部进入排料组件进行后续处理，而生阳极进入焙烧料箱9底部的卸料组件进行后续处理。

优选的，上述方案中卸料组件包括置于焙烧料箱9下端的炭块下落装置8和炭块承接装置4，炭块下落装置8为能够夹持生阳极3的夹具，炭块承接装置4为接料托盘，焙烧后的生阳极3通过炭块下落装置8输送至炭块承接装置4上；另外，卸料组件还具有推块装置11，推块装置11置于炭块承接装置4的侧面，该推块装置11的前端具有推块板，推块板通过伸缩机构沿水平方向运动，炭块承接装置4的另一端具有输送轨道12，炭块承接装置4上表面的生阳极3通过推块装置11运输至输送轨道12；推块装置11的伸缩机构为液压缸或气缸。为了方便进行石油焦和生阳极3的后处理，本实施例设计了卸料组件和排料组件6。其中，卸料组件结构如上，其采用常规夹具和运输带等组件实现从卸料到出料的整个过程，一般来说，为了提高效率和精度，采用电控效果会更好，所以本实施例设计了液压缸或气缸来控制推板的运动，而最后的输送轨道12也是电动来带动输送带的运动。另外，上述的排料组件6包括置于煅烧炉料罐1下端的振动输送机7，振动输送机7通过振动辅助石油焦通过重力自上而下运动；煅烧炉料罐1的下部安装有冷却水套5，煅烧后的石油焦通过冷却水套5冷却。本实施例的石油焦是在自身重力的作用下实现自上而下的运动，因此，为了能够辅助石油焦移动，设计了振动输送机7，通过振动促进石油焦移动。

本实施例的火道2需要具有很好的导热性能、以及气密性要好，因此，本实施例火道壁的火道耐火砖采用了壁厚为80mm的硅质异型砖。本实施例的焙烧装置具有四组煅烧炉料罐1、一个焙烧料箱9和多根火道2，同时装置结构为钢结构和砖配合砌筑。结构体需要设置挥发份和余热空气通道，以便能够满足后期的燃烧作业。为了控制护发分和余热空气的量，可以在通道内设置能够活动的拉板砖来改变通道的孔径，从而控制流量。另外，火道2上设计了多个观火孔13和测温测压孔，便于煅烧炉的操作和监控；最后，装置结构腔体采用黏土质耐火砖、保温砖和红砖砌筑。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种炭阳极无辅助燃料的焙烧装置，其具有以下有益效果：

本实用新型的焙烧装置通过石油焦在煅烧过程中产生的挥发份的燃烧产生热量完成生阳极3的焙烧，做到无燃料焙烧，节约了成本；

本实用新型还将生阳极3焙烧过程产生的挥发份一并引入火道2进行燃烧，同样产生了热量，而该部分热量与石油焦的挥发份燃烧产生的热量又通过间接传热的方式预热、加热石油焦和生阳极3，煅烧和焙烧效果显著；

采用本实用新型的工艺能够将炭阳极的电阻率、提高产品一级品率。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。