一種連續生產高溫電煅爐的製作方法
2023-09-18 22:11:05
一種連續生產高溫電煅爐的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種連續生產高溫電煅爐，包括爐體、爐體上端設置上部電極和下端設置的下部電極，內襯設置成承受溫度相應的三段，上部電極最少三根，沿圓周均勻分布，上下部電極連接有電流檢測裝置和供電整流裝置並連接到總控制裝置，爐體下端排料裝置處設置物料流速檢測裝置，連接到總控制裝置，總控制裝置上連接有爐體下料處的下料控制裝置。本發明採用多根電極和分段的爐體內襯以及供電整流裝置，實現了爐體的受熱均勻，能達到3000度的高溫煅燒，並通過物料流速檢測裝置對爐體下料排料速度的控制，實現了物料的連續式生產，提高了加工效率，並具有結構簡單、便於安裝和調整的特點。
【專利說明】一種連續生產高溫電煅爐
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型結構的連續生產高溫電煅爐，屬於碳素【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著鋁電解行業和鋼鐵行業節能降耗、高效生產需求的日益增加，採用石墨化陰極和高石墨質陰極作為鋁電解槽陰極、石墨化焦材料作為煉鋼增碳劑的技術廣泛應用。由於石墨化材料的生產成本比高石墨質材料的生產成本高I倍多，國內鋁電解企業大量使用高石墨質材料製作電解槽陰極，國內外鋼鐵企業大量使用高石墨質材料作為煉鋼用增碳齊U。因此石墨化石油焦(或無煙煤)作為高石墨質陰極和增碳劑的主要原料，具有廣闊的市場前景。
[0003]傳統生產石墨化石油焦或無煙煤的方式採用在立式或臥式電阻爐(如:艾奇遜爐、串接石墨化爐等)中煅燒無煙煤或石油焦的間歇式生產方式，在電阻料覆蓋隔絕空氣的情況下，通電將石油焦或無煙煤加熱到石墨化溫度，實現物料煅燒；煅燒完成後，將煅後料從約25000C的高溫自然冷卻至常溫，才能出料，然後再加入新的原料開始新一爐的煅燒，不僅單位時間內的產量低，而且自然冷卻會消耗大量的能量，另外按現有工藝添加電阻料，產品雜質多。
[0004]為了提高石墨化石油焦或無煙煤的產品質量和產量，近年來國內外業界開始探索新的生產方法和技術。2007年，寧夏青鑫炭素公司提出了採用電煅爐生產石墨化石油焦或石墨化無煙煤製品的方法(中國專利CN200510136353.5)，介紹了一種利用立式電煅爐，將溫度提高到1700?300(TC，生產石墨化石油焦或石墨碎的方法，但該專利並沒有提到採用的電煅爐本身的形式及結構。2010年，貴陽鋁鎂設計研究院有限公司在挪威Elkem電煅爐的基礎上多次改進，在國內外率先開發了連續生產立式高溫電鍛爐，但此項技術採用單上部電極和單下部電極的方式給物料供電加熱，如圖1所示，電流主要集中在上下電極的極間區域，其他區域電流分布較小，且隨著溫度的升高，石油焦/無煙煤的電阻率下降，更加劇了極間區域電流的增大，電流分布的不均勻，造成爐膛內溫度中心區域高、邊部低且動態變化，甚至部分區域根本就達不到石墨化生產對溫度的要求，導致物料在爐內得不到均勻加熱，產品石墨化度、含硫量指標等難以達到設計標準。為了使物料能達到石墨化生產要求，工程中採用延長生產時間的方法，然而工業實踐表明:延長生產時間，產品各物性指標雖然能達到要求，但產量降低約一半，也增加了能耗。這些原因成為制約電煅爐生產石墨化石油焦或無煙煤的重要瓶頸。
[0005]綜上所述，採用現有電鍛爐技術生產石墨化石油焦或石墨化無煙煤製品，難以滿足產量和產品質量的要求。為此，必須改造現有電鍛爐的結構和控制技術，解決爐體煅燒區域高溫(最高達3000°C)、多區域不同溫度控制、加熱均勻性、流速控制等方面的技術問題，實現高效生產，保證質量，降低能耗。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是:提供一種連續生產高溫電煅爐，結構簡單，使用和操作方便，高溫煅燒、加熱均勻，控制精確方便，高效生產，質量好，能耗低，以克服現有技術問題的不足。
[0007]本發明採取的技術方案為:一種連續生產高溫電煅爐，包括爐體、爐體上端設置上部電極和下端設置的下部電極，所述爐體的內襯設置成三段，從上到下依次包括採用輕質耐火磚的預熱段、採用高強耐火磚的煅燒段以及設置內外冷水套裝置的降溫段，所述上部電極最少三根，繞爐體中心圓周均勻分布沿圓周均勻分布，上部電極通過電極位置調節裝置固定在爐體上，上下部電極連接有電流檢測裝置和供電整流裝置，所述電流檢測裝置和供電整流裝置連接到總控制裝置，爐體下端排料裝置(6)處設置物料流速檢測裝置，連接到總控制裝置，所述總控制裝置上連接有爐體下料處的下料控制裝置。
[0008]所述預熱段和降溫段設置有溫度檢測裝置，溫度檢測裝置連接到總控制裝置，總控制裝置連接排煙閥門和冷卻控制裝置，通過溫度檢測裝置的溫度變化信號傳遞到總控制裝置中，通過總控制裝置對電動排煙閥門和冷卻控制裝置進行調節，實現預熱區和降溫段的溫度精確控制，降低能耗。
[0009]所述預熱段高度等於上部電極在爐膛內的深度、煅燒段的高度即為下部電極加上極距的高度、而剩餘長度為降溫段，能夠有效降低能耗。
[0010]所述上部電極採用四根，繞爐體中心圓周均勻分布，加熱更加均勻，生產效果更好。
[0011]一種連續生產高溫電煅爐的控制裝置，包括總控制裝置、溫度檢測裝置、電動排煙閥門、冷卻控制裝置、電流檢測裝置、供電整流裝置、下料控制裝置、物料流速檢測裝置，所述總控制裝置連接有溫度檢測裝置、電動排煙閥門、冷卻控制裝置、電流檢測裝置、供電整流裝置、下料控制裝置、物料流速檢測裝置，電極位置調節與下料裝置速度控制、冷卻裝置水量和空氣量調節一體化智能控制，使物料在爐體內流動過程中，按照工藝時間要求分別被均勻升溫、煅燒和降溫，產出高合格率和高質量的石墨化石油焦或無煙煤。
[0012]本發明的有益效果:與現有技術相比，本發明採用多根電極和分段的爐體內襯以及對電流大小的有效控制，實現了爐體的受熱均勻，能達到3000度的高溫煅燒，並通過物料流速檢測裝置對爐體下料排料速度的控制，實現了物料的連續式生產，提高了加工效率，有效解決了現有技術中存在的加工效率低，受熱不均勻和無法實現高溫煅燒的問題，並具有結構簡單、便於安裝和調整的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的電煅爐剖面結構示意圖；
圖2為傳統電煅爐剖面示意圖；
圖3為本發明採用三根上部電極時電煅爐剖面俯視示意圖；
圖4為本發明採用四根上部電極時電煅爐剖面俯視示意圖；
圖5為本發明爐體內部結構示意圖；
圖6為本發明煅燒區溫度控制及電極調節流程圖；
圖7為本發明爐內預熱區溫度控制流程圖；
圖8為本發明爐內降溫區溫度控制流程圖；
圖9為本發明產品產量(物料流速)控制流程圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖f圖9所示，一種連續生產高溫電煅爐，包括爐體1、爐體I上端設置最少三根上部電極2和下端設置的最少一根下部電極3，所述爐體I的內襯4設置成三段，從上到下依次包括採用輕質耐火磚的預熱段16、採用高強耐火磚的煅燒段17以及設置內外冷水套裝置的降溫段18，所述預熱段16高度等於上部電極在爐膛內的深度、煅燒段17的高度即為下部電極加上極距的高度、而剩餘長度為降溫段19，上部電極2繞爐體I中心圓周均勻分布，上部電極2通過電極位置調節裝置10固定在爐體I上，上下部電極連接有電流檢測裝置13和供電整流裝置9，所述電流檢測裝置13和供電整流裝置9連接到總控制裝置8，通過總控制裝置能夠將電流檢測裝置反饋回的電流大小及時的對供電整流裝置做出控制，實現電流大小的改變，實現溫度的調節，爐體下端排料裝置(6)處設置物料流速檢測裝置，連接到總控制裝置，所述總控制裝置上連接有爐體下料處的下料控制裝置，總控制裝置能夠實現將物料流速檢測裝置測得的大小及時反饋到總控制裝置並對下料控制裝置進行速度的自動控制，達到速度的自動控制，實現物料的連續生產，採用多根上部電極2和分段的爐體內襯4，軟測量煅燒區的溫度和電流分布，通過總控制裝置控制供電整流裝置對電流進行調節，實現了爐體的高溫加工，能達到3000度的高溫煅燒，因為溫度的緩慢過渡，能夠提高產品的質量，產品質量好，並通過對物料下料控制裝置控制，實現了下料速度的有效控制以及連續式生產，實現了物料的高效生產，的有效解決了現有技術中存在的加工效率低，受熱不均勻和無法實現高溫煅燒的問題，並具有結構簡單、便於安裝和調整的特點。
[0015]所述預熱段16和降溫段18設置有預熱段溫度檢測裝置7和降溫段溫度檢測裝置19，預熱段溫度檢測裝置7和降溫段溫度檢測裝置19連接到總控制裝置8，總控制裝置8連接電動排煙閥門15和冷卻控制裝置5，通過溫度檢測裝置的溫度變化信號傳遞到總控制裝置中，通過總控制裝置對電動排煙閥門和冷卻控制裝置進行調節，實現預熱區和降溫段的溫度精確控制，降低能耗。
[0016]所述上部電極2採用四根，繞爐體I中心圓周均勻分布，加熱更加均勻，生產效果更好。
[0017]一種連續生產高溫電煅爐的控制裝置，包括總控制裝置8、預熱段溫度檢測裝置7和降溫段溫度檢測裝置19、電動排煙閥門15、冷卻控制裝置5、電流檢測裝置13、供電整流裝置9、物料流速檢測裝置14、下料控制裝置，所述總控制裝置8連接有預熱段溫度檢測裝置7和降溫段溫度檢測裝置19、冷卻控制裝置5、電流檢測裝置13、供電整流裝置9、物料流速檢測裝置14和電動排煙閥門15，電極位置調節與下料裝置速度控制、冷卻裝置水量和空氣量調節一體化智能控制，使物料在爐體內流動過程中，按照工藝時間要求分別被均勻升溫、煅燒和降溫，產出高合格率和高質量的石墨化石油焦或無煙煤。
[0018]上述的總控制裝置連接的供電整流裝置和電流檢測裝置的溫度變化實現過程，如圖6所示，通過電流檢測裝置檢測出電極上電流大小，及時將電流大小反饋給總控制裝置，總控制裝置根據電流大小和分布通過軟測量技術計算出煅燒段的溫度大小，將該溫度大小與實際要求的溫度大小進行比對，從而通過該參數去控制供電整流裝置改變電流大小，實現煅燒段溫度的改變，實現不同煅燒溫度的物料加工。
[0019]上述的總控裝置連接的預熱段和降溫段的溫度檢測裝置以及連接的電動排煙閥門和冷卻控制裝置的溫度控制過程，如圖71所示，通過溫度檢測裝置檢測到預熱段和降溫段的溫度大小，及時將溫度值反饋到總控制裝置，總控制裝置根據溫度大小和實際要求的溫度大小進行比對，控制電動排煙閥門的排煙大小和冷卻控制裝置控制冷卻水的流速快慢來實現溫度的調節，獲得產品質量的高合格控制。
[0020]上述的總控裝置連接的物料流速檢測裝置和下料控制裝置的流速控制過程，如圖9所示，通過物料流速檢測裝置上安裝的稱重裝置，反算出排料處的速度大小，根據速度大小與實際要求的速度進行比對，控制下料控制裝置處的速度控制機構改變流速大小，實現物料流速大小的控制以及連續式生產，實現高效率的物料加工。
【權利要求】
1.一種連續生產高溫電煅爐，包括爐體(I)、爐體上端設置上部電極(2)和下端設置的下部電極(3)，其特徵在於:所述爐體(I)的內襯(4)設置成三段，從上到下依次包括採用輕質耐火磚的預熱段(16)、採用高強耐火磚的煅燒段(17)以及設置內外冷水套裝置的降溫段(18)，所述上部電極(2)最少三根，繞爐體(I)中心沿圓周均勻分布，上部電極(2)通過電極位置調節裝置(10 )固定在爐體(I)上，上下部電極連接有電流檢測裝置(13 )和供電整流裝置(9 )，所述電流檢測裝置(13 )和供電整流裝置(9 )連接到總控制裝置(8 )，爐體下端排料裝置(6)處設置物料流速檢測裝置(14)，連接到總控制裝置(8)，所述總控制裝置(8)上連接有爐體下料處的下料控制裝置(12)。
2.根據權利要求1所述的一種連續生產高溫電煅爐，其特徵在於:所述預熱段(16)和降溫段(18)設置有溫度檢測裝置(7 ;19)，溫度檢測裝置(7 ;19)連接到總控制裝置(8)，總控制裝置(8 )連接排煙閥門(5 )和冷卻控制裝置(15)。
3.根據權利要求2所述的一種連續生產高溫電煅爐，其特徵在於:所述預熱段(16)高度等於上部電極在爐膛內的深度、煅燒段(17)的高度即為下部電極加上極距的高度、而剩餘長度為降溫段(19)。
4.根據權利要求1所述的一種連續生產高溫電煅爐，其特徵在於:所述上部電極(2)採用三根。
5.根據權利要求1所述的一種連續生產高溫電煅爐的控制裝置，其特徵在於:包括總控制裝置(8)、溫度檢測裝置(7 ;19)、電動排煙閥門(15)、冷卻控制裝置(5)、電流檢測裝置(13)、供電整流裝置(9)、下料控制裝置、物料流速檢測裝置(14)，所述總控制裝置(8)連接有溫度檢測裝置(7 ;19)、電動排煙閥門(15)、冷卻控制裝置(5)、電流檢測裝置(13)、供電整流裝置(9 )、下料控制裝置、物料流速檢測裝置(14)。
【文檔編號】C01B31/04GK104445180SQ201410839354
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月30日 優先權日:2014年12月30日
【發明者】楊溢, 龔石開, 彭勇, 寧前進 申請人:貴陽鋁鎂設計研究院有限公司