CN205381965U - 一种石墨化炉内衬结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石墨化炉内衬结构，所述结构由外至内依次包括炉壳(3)、由耐火材料分层砌筑而成的外部内衬(4)和炭砖内衬(5)，所述炭砖内衬(5)的顶部设置为逐渐向外部内衬(4)过渡的斜坡段，所述斜坡段的顶部位于距离炉底约5.9-6.9m处，所述斜坡段的垂直高度占整个炉体高度约4/79-6/79。本实用新型的结构确保物料不堆积，具备良好的流动性；斜坡段及预热带朝向炉体内部的一侧涂覆防结焦涂料层，保证预热带不结焦；炉盖以下1000-1500mm段未砌筑炭砖，可避免炭砖经高温后导电性提高导致上部电极直接向炭砖放电的现象。

Description

一种石墨化炉内衬结构

技术领域

本实用新型涉及一种炉体内衬结构，具体而言，本实用新型涉及一种石墨化炉内衬结构。

背景技术

目前，随着无烟煤石墨化技术的发展，石墨化所需温度已普遍高于2000℃，甚至达到2500℃以上。石墨化炉能否在如此高的温度下连续正常运行，关键取决于炉体内衬的材料和结构。现有技术炉体内衬一般采用两种构造方式：

一是采用1350KVA电煅炉的结构形式，使用炭砖等耐火材料从炉壳底部一直砌至炉盖下表面，炉内形成圆筒状的空间。炉体耐热温度低于1800℃。

二是普通高温石墨化炉最内侧耐火材料选用炭砖。但为避免出现上部电极向炭砖放电造成电能浪费，炭砖砌体仅由炉壳底部砌筑至炉盖下约1500mm处，在该处会形成平台。

上述两种内衬结构分别存在以下缺点：

采用1350KVA电煅炉的结构形式，耐火材料使用炭砖，由于炭质内衬在高温状态发生石墨化反应，导电性能提高，导致部分电流通过内衬，损失大量电能，造成能耗上升，降低内衬使用寿命，并对产品质量及产量均造成影响。

采用第二种内衬结构，为避免电极直接向炭砖导电，砖砌体仅由炉壳底部砌筑至炉盖下约1000-1500mm处，在该处形成平台。这种内衬结构耐热温度高，但物料在平台处自然堆积，形成堆积角，此处物料流动性差。由于无烟煤中灰分含量较高，若用该炉型生产石墨化产品，煤中的灰分在高温状态下热熔解形成气态物质逸出，上升至平台处后由于温度降低，气态物质凝结成固态附着、包覆在不流动的煤颗粒上，形成结焦状物质。随着设备连续长周期的运行，平台至炉盖段结焦会越来越严重。这种现象会造成挥发分气体逸出困难、下料孔阻塞、电流产生偏流、烟气抽力无法控制等问题，严重影响正常生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对无烟煤石墨化生产过程中存在的问题，提供一种新型炉体内衬结构。该结构可保证炉体耐热温度达到2500℃以上，解决了物料堆积无法流动造成的结焦现象，保证了设备长周期正常运行。

具体而言，本实用新型提供了一种石墨化炉内衬结构，所述结构由外至内依次包括炉壳3、由耐火材料分层砌筑而成的外部内衬4和炭砖内衬5，所述炭砖内衬5的顶部设置为逐渐向外部内衬4过渡的斜坡段，所述斜坡段的顶部位于距离炉底约5.9-6.9m处，优选6m处，所述斜坡段的垂直高度占整个炉体高度的约4/79-6/79。优选地，所述外部内衬4由内至外由高铝砖、硅酸铝板、粘土砖砌筑而成。

在一个优选的实施方案中，所述斜坡段的垂直高度为400mm-600mm。所述斜坡段的坡面与外部内衬4所成锐角为25°-45°。

斜坡角度不应过小，否则物料流动性差，也不应过大，避免造成内衬结构的不稳定，该斜坡角度宜控制在25°-45°，并且与预热段紧密连接，确保物料具备较好的流动性，避免高温灰渣在此段遇冷凝结、包覆物料从而形成结焦。

所述斜坡段之上，炉盖7之下为不需砌筑炭砖的预热带，所述预热带的垂直高度为1000mm-1500mm，占炉体高度的10/79-15/79。

在炉体内部，预热带温度相对较低。该段不砌筑炭砖，可避免炭砖经高温后导电性提高导致上部电极直接向炭砖放电的现象，延长了炭砖内衬使用寿命，节约电能，且对产品质量无影响。

所述斜坡段及其上部的预热带朝向炉体内部的一侧(简称内表面)涂覆防结焦涂料层6，所述防结焦涂料层6的主要成分为矾土、硅微粉、高铝砖以及焦宝石，其中矾土、硅微粉、高铝砖、焦宝石的重量配比为1～3:2～4:3～5:5～7，优选2:3:4:6。在碱性条件下，将上述各成分与水充分混合后涂敷于所述斜坡段和预热带的内表面，经过充分干燥后形成所述防结焦涂料层，具体操作方式按照本领域通常方式进行操作即可

所述涂料表面能小，张力小，不易被熔融状态的灰渣浸润，也不易被焦块所粘附。其耐热温度可达1650℃，满足预热带的温度要求。所述涂料层在高温下可快速硬化，与炭砖及高铝砖均能较好的结合，形成一层坚硬涂层，具有很好的抗蚀耐冲刷性能。通过这种处理，可保证预热带不“结焦”。

本实用新型还提供一种电煅炉，其包括本实用新型所述的石墨化炉内衬结构。优选地，电煅炉上部电极由炉盖处深入炉体内部，上部电极的最下端距离炉盖的垂直高度可以在1000～2000mm之间，优选1500mm，所述上部电极的总长度优选为2100mm；下部电极由炉底深入炉体内部，下部电极的最上端距离炉底的垂直高度可以在2600～3600mm之间，优选3100mm，所述下部电极的总长度优选为7500mm。

本实用新型提供的一种石墨化炉内衬结构，具有以下优点：

1.炉盖以下1500-2100mm段采用斜坡式炭砖内衬结构，确保物料在此段不堆积，具备良好的流动性，从而避免高温灰渣在此段遇冷凝结、包覆物料形成结焦。

2.针对电煅炉在高温石墨化无烟煤时预热带易出现结焦的情况，在斜坡段炭砖砌体及上部未砌筑炭砖段内衬表面涂覆了防结焦涂料层(耐热温度可达1650℃)，该涂层具备不易被融渣浸润，也不易被焦块所粘附的特点，具有很好的抗蚀耐冲刷性能。通过这种处理，可保证预热带不结焦。

3.炉盖以下1000-1500mm段未砌筑炭砖，可避免炭砖经高温后导电性提高导致上部电极直接向炭砖放电的现象，延长了炭砖内衬使用寿命，降低电耗，且对产品质量无影响，保证设备长周期稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型的一种石墨化炉内衬结构的示意图。

附图说明：

1—上部电极；

2—下部电极；

3—炉壳；

4—外部内衬；

5—炭砖内衬；

6—防结焦涂料层；

7—炉盖；

8—下料斗；

9—炉底。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行进一步说明，需要说明的是，以下实施例并不构成对本实用新型要求保护范围的限制。

实施例1

电煅炉炉体总高7900mm，其外径为3000mm，包括所述的石墨化炉内衬结构。所述结构由外至内依次包括炉壳3、外部内衬4和炭砖内衬5。炉壳3采用钢结构制作圆筒式，炉壳3的厚度为8mm；所述外部内衬4由内至外由高铝砖、硅酸铝板、粘土砖砌筑而成，其中高铝砖层的厚度为230mm，硅酸铝板层的厚度为15-20mm，粘土砖层的厚度为230mm；炭砖内衬5砌筑厚度约为230mm，所述炭砖内衬5的顶部为逐渐向外部内衬4过渡的斜坡段，所述斜坡段的顶部位于距离炉底6m处，斜坡段的垂直高度为600mm，斜坡段的垂直高度占整个炉体高度的6/79，所述斜坡段的坡面与外部内衬4所成锐角为25°。

所述斜坡段之上，炉盖7之下为不需砌筑炭砖的预热带，所述预热带的垂直高度为1000mm，占炉体高度的10/79。

所述斜坡段及其上部的预热带内表面涂覆防结焦涂料层6，其厚度约5-7mm。所述防结焦涂料层6的主要成分为矾土、硅微粉、高铝砖以及焦宝石，其中矾土、硅微粉、高铝砖、焦宝石的重量配比为2:3:4:6，在碱性条件下，将上述各成分与水充分混合形成适于涂覆于斜坡段和预热带内表面的涂料。

炉盖7采用3mm厚钢板焊接制作钢骨架，内部配Φ12螺纹钢筋，同时浇注可塑料，确保其保温隔热；下料斗8采用3mm厚钢板焊接制作，安装于炉体顶部。

上部电极1贯穿于下料斗8与炉盖7中间，通向炉体内部，上部电极的最下端距离炉盖的垂直高度为1500mm，所述上部电极的总长度为2100mm；下部电极4贯穿于炉底9的排料圆盘中间，通向炉体中间，下部电极的最上端距离炉底的垂直高度为3100mm，所述下部电极的总长度为7500mm。

上、下部电极的通电电流为11000A，电煅料电阻率为650uΩ.m，正常运行时的炉体温度为2000℃。

实验证明，该电煅炉正常运行3～4个月后，仍然不结焦。

实施例2

电煅炉炉体总高7900mm，其外径为3000mm，包括所述的石墨化炉内衬结构。所述结构由外至内包括炉壳3、外部内衬4和炭砖内衬5。炉壳3采用钢结构制作圆筒式，炉壳3的厚度为8mm；所述外部内衬4由内至外由高铝砖、硅酸铝板、粘土砖砌筑而成，其中高铝砖层的厚度为230mm，硅酸铝板层的厚度为15-20mm，粘土砖层的厚度为230mm；炭砖内衬5砌筑厚度约为230mm，所述炭砖内衬5的顶部为逐渐向外部内衬4过渡的斜坡段，所述斜坡段的顶部位于距离炉底6m处，斜坡段的垂直高度为400mm，斜坡段的垂直高度占整个炉体高度的4/79，所述斜坡段的坡面与外部内衬4所成锐角为45°。

所述斜坡段之上，炉盖7之下为不需砌筑炭砖的预热带，所述预热带的垂直高度为1500mm，占炉体高度的15/79。

所述斜坡段及其上部的预热带内表面涂覆防结焦涂料层6，其厚度约5-7mm。所述防结焦涂料层6的主要成分为矾土、硅微粉、高铝砖以及焦宝石，其中矾土、硅微粉、高铝砖、焦宝石的重量配比为2:3:4:6。在碱性条件下，将上述各成分与水充分混合后形成适于涂敷于所述斜坡段和预热段内表面的涂料。

炉盖7采用3mm厚钢板焊接制作钢骨架，内部配Φ12螺纹钢筋，同时浇注可塑料，确保其保温隔热；下料斗8采用3mm厚钢板焊接制作，安装于炉体顶部。

上部电极1贯穿于下料斗8与炉盖7中间，通向炉体内部，上部电极的最下端距离炉盖的垂直高度为1500mm，所述上部电极的总长度为2100mm；下部电极4贯穿于炉底9的排料圆盘中间，通向炉体中间，下部电极的最上端距离炉底的垂直高度为3100mm，所述下部电极的总长度为7500mm。

上、下部电极的通电电流为19000A，电煅料电阻率为350uΩ.m，正常运行时炉体温度为2500℃。

实验证明，该电煅炉正常运行该电煅炉3～4个月后，仍然不结焦。

Claims (8)

1.一种石墨化炉内衬结构，所述结构由外至内依次包括炉壳(3)、由耐火材料分层砌筑而成的外部内衬(4)和炭砖内衬(5)，其特征在于，

所述炭砖内衬(5)的顶部设置为逐渐向外部内衬(4)过渡的斜坡段，所述斜坡段的顶部位于距离炉底5.9-6.9m处，所述斜坡段的垂直高度占整个炉体高度的4/79-6/79。

2.根据权利要求1所述的石墨化炉内衬结构，其特征在于，所述斜坡段的垂直高度为400mm-600mm，所述斜坡段的坡面与外部内衬(4)所成锐角为25°-45°。

3.根据权利要求2所述的石墨化炉内衬结构，其特征在于，所述斜坡段的顶部位于距离炉底6m处。

4.根据权利要求1-3任一项所述的石墨化炉内衬结构，其特征在于，所述斜坡段之上，炉盖(7)之下为不需砌筑炭砖的预热带，所述预热带的垂直高度为1000mm-1500mm，占炉体高度的10/79-15/79。

5.根据权利要求4所述的石墨化炉内衬结构，其特征在于，所述斜坡段及预热带朝向炉体内部的一侧涂覆防结焦涂料层(6)。

6.根据权利要求5所述的石墨化炉内衬结构，其特征在于，外部内衬(4)由内至外由高铝砖、硅酸铝板、粘土砖砌筑而成。

7.一种电煅炉，其包括如权利要求1-6任一项所述的石墨化炉内衬结构。

8.根据权利要求7所述的电煅炉，其上部电极由炉盖深入炉体内部，上部电极的最下端距离炉盖的垂直高度在1000～2000mm之间，优选1500mm，所述上部电极的总长度为2100mm；其下部电极由炉底深入炉体内部，下部电极的最上端距离炉底的垂直高度在2600～3600mm之间，优选3100mm，所述下部电极的总长度为7500mm。