CN111876176B - 一种自隔离式隧道窑碳化方法及隧道窑碳化窑车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自隔离式隧道窑碳化方法及隧道窑碳化窑车，它是将载有坯料的碳化窑车在隧道窑内移动，每次在隧道窑内的不同区段停留若干时间，停留时，利用设置在碳化窑车两端的伸缩门进行密封，使坯料被隔离在隧道窑的一个密封区间内，通过控制各个区段的密封区间的温度以控制坯料的碳化过程，从而实现可控的碳化过程。本发明可以利用窑车上的伸缩门对窑车两端进行密封，以替代两个阻隔门，不需要在隧道窑上开设用于升降阻隔门的槽口，可以大幅降低烟气外泄的可能。

Description

一种自隔离式隧道窑碳化方法及隧道窑碳化窑车

技术领域

本发明涉及一种隧道窑碳化方法及装置，特别是一种自隔离式隧道窑碳化方法及隧道窑碳化窑车。

背景技术

现有用于制炭窑大多只有单个烧制室，烧制的时候每个烧制室只能放置一个单元的碳棒毛坯，由人工将碳棒毛坯放进烧制室，烧制完成后，待碳棒在烧制室内冷却后，再由人工从每一个烧制室内取出成品碳棒，整个过程费时费力，工作效率不高。而且，这种粗放原始的制炭设备及制炭方法在很大程度上是对能源的一种浪费：炭化过程中产生的可燃气体会白白流失，炭化过程中产生的高热量也无法回收利用。

基于此，本申请的发明人于2014年发明了一种隧道式碳化炉，并获得了发明专利，专利号为CN201410468051.7，它是将多个燃烧室串接成隧道，各个燃烧室之间用升降的阻隔门进行隔离，使胚料在燃烧隧道中移动穿过温度不同的燃烧室，使胚料变相地实现逐渐升温炭化的过程。但是，升降式的阻隔门(分节多段式的升降密封门)，需要在窑体上方开设较大的槽口，槽口部分的密封性能很难得到保障，在对外升高时会导致烟气泄漏，不环保、而且造价成本高、工程繁锁、耗时较长。这种隧道窑炭化炉经过多年使用后，发现原来窑车釆用中间链条与齿结合运动行进，链条在高温及强劲拉力作用下会被拉长，齿轴窑内高温环境下还会湾曲，因此在生产过程经常出齿链脱离。而隧道窑较长且密封，无法人工故障修理，发现一节故障需要全线停产，而且需要把十节或者几十节正在热解时的原材料全部绝氧密封半个月，全部灭火冷却、再把整个窑内原料清出，再人进去检查维修，维修成本也极高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种自隔离式隧道窑碳化方法及隧道窑碳化窑车。它可以利用窑车上的伸缩门对窑车两端进行密封，以替代两个阻隔门，不需要在隧道窑上开设用于升降阻隔门的槽口，可以大幅降低烟气外泄的可能。

本发明的技术方案：一种自隔离式隧道窑碳化方法，其特点是：将载有坯料的碳化窑车在隧道窑内移动，每次在隧道窑内的不同区段停留若干时间，停留时，利用设置在碳化窑车两端的伸缩门进行密封，使坯料被隔离在隧道窑的一个密封区间内，通过控制各个区段的密封区间的温度以控制坯料的碳化过程，从而实现可控的碳化过程。碳化窑车可以根据需要设置长度，也可以采用多节窑车单元串接而成，伸缩门设置在最前端和最后端即可。

上述的自隔离式隧道窑碳化方法中，所述隧道窑的各个区段分别连接有气体回收管道，用于回收废气、热解燃气或热空气。由于各个区段的温度不同，其坯料所进行的反应阶段不同，不同阶段分别产生废气、热解燃气和热空气，收集后可根据具体需要进行利用或处理。

前述的自隔离式隧道窑碳化方法中，所述碳化窑车两侧设有的传动齿阵列，隧道窑上设有与传动齿阵列相配合的多个旋转拨盘，每个旋转拨盘通过转轴穿过隧道窑后与动力机构相连，通过旋转拨盘带动碳化窑车在隧道窑内行进。这个传动方式可以替代以前的链条传动方式。

实现前述方法的带伸缩门的隧道窑碳化窑车，其特点是：包括窑车车体，所述窑车车体前后两端均设有外扩式伸缩门。外扩式伸缩门向外扩张时，与隧道窑的窑壁接触，形成一段密封，使窑车内的胚料被密封在一个封闭腔体里，作为隔离出来的燃烧室。

上述的带伸缩门的隧道窑碳化窑车中，所述外扩式伸缩门包括主门板，主门板上下两端分别设有垂直运动的纵向外扩门板，左右两端分别设有水平运动的横向外扩门板。

前述的带伸缩门的隧道窑碳化窑车中，当需要从隧道窑侧壁进行推杆操作时，所述纵向外扩门板上连接有垂直的导杆，导杆穿过导套后与一个连杆铰接，连杆另一端铰接至水平方向的推杆。

前述的带伸缩门的隧道窑碳化窑车中，当需要从隧道窑顶壁进行推杆操作时，所述横向外扩门板上连接有水平的导杆，导杆穿过导套后与一个连杆铰接，连杆另一端铰接至垂直方向的推杆。

前述的带伸缩门的隧道窑碳化窑车中，所述纵向外扩门板和横向外扩门板的两端通过斜向的条形槽和插设在条形槽的销轴进行连接，形成环形的联动机构。

前述的带伸缩门的隧道窑碳化窑车中，所述导杆上套设有复位弹簧，复位弹簧位于导套和连杆之间。使其在平时移动过程中，处于未扩张状态，便于移动。

前述的带伸缩门的隧道窑碳化窑车中，所述主门板由两块门板组成，纵向外扩门板和横向外扩门板夹设在两块门板之间，可以进行外扩运动的限位。

与现有技术相比，本发明巧妙地利用窑车前后两端的伸缩门来代替隧道窑的阻隔门，不仅可以解决原先阻隔门需要开设很难密封的槽口的问题，而且实际上还节省了阻隔门的数量，降低了成本。本发明由于无需开设阻隔门所需的槽口，密封性能更好，能够降低烟气外泄，提高保温性能。

本发明的窑车两头的档头板的主门板四周形成有双层夹套，四周双层夹套内设有的四块上下左右伸缩的外扩门板作为密封板对隧道式炭化炉进行分段，进而进行分段式热解碳化。当窑车行进至指定位置时，带动力的外部推杆顶住外扩式伸缩门的推杆，使其带动密封板对隧道窑窑壁进行接触密封，使其能够进行单元式的热解碳化。窑车继续运动到达下一个指定位置时重复上述的操作进行密封即可，该设计可以很好地解决烟气外泄的问题，降低了环保污染的同时，又相对于原先的分段式升降密封门降低了成本达到80％以上，建设工期也最高可缩短80％、而且密封门的维修因为可以跟着窑车到窑外处理，解决了原先密封门维修困难的问题。

此外，本发明还利用隧道窑上的旋转拨盘去拨动窑车车体上的传动齿阵列，使窑车车体能够在轨道上进行移动。该机构结构相对于链条传动更为简单，成本也相对较低；更重要的是，这样的机构不会因为隧道窑内的高温而影响其功能的正常运行，不仅不容易损坏、使用寿命更长，而且维修成本也更低。相比于原先使用的链条式传动，本发明的整体投资成本减少60％，建设周期缩短90％，窑车上的传送齿可在窑车驶出时检修更换，旋转拨盘则可直接从窑壁上抽出检修更换，大大降低了维修难度，可保证产品的生产质量。

本发明的改进，能使隧道窑碳长期稳定生产，窑车行进越过单元区间时不会因为隔离门从窑顶的槽口对外升降而冒出烟气，改用窑车两头主门板代替传统升降式隔离门，主门板的夹层内的伸缩门板可以通过伸缩将窑车进行分段式的独立性密封。本发明的行进机构的改进，不仅造价低，而且可随时在窑外进行零件更换和维修。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是实施例1的外扩式伸缩门的结构示意图；

图3是图2的外扩状态结构示意图；

图4是实施例1的应用结构示意图(未关门)；

图5是实施例1的应用结构示意图(关门)；

图6是实施例2的外扩式伸缩门的结构示意图；

图7是本发明的传动机构的第1种结构示意图；

图8是本发明的传动机构的第2种结构示意图；

图9是本发明的传动机构的第3种结构示意图；

图10本发明的传动机构的第4种结构示意图；

图11本发明的传动机构的第5种结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

一种自隔离式隧道窑碳化方法：将载有坯料的碳化窑车在隧道窑内移动，每次在隧道窑内的不同区段停留若干时间，停留时，利用设置在碳化窑车两端的伸缩门进行密封，使坯料被隔离在隧道窑的一个密封区间内，通过控制各个区段的密封区间的温度以控制坯料的碳化过程，从而实现可控的碳化过程。所述隧道窑的各个区段分别连接有气体回收管道，用于回收废气、热解燃气或热空气。所述碳化窑车两侧设有的传动齿阵列，隧道窑上设有与传动齿阵列相配合的多个旋转拨盘，每个旋转拨盘通过转轴穿过隧道窑后与动力机构相连，通过旋转拨盘带动碳化窑车在隧道窑内行进。

实施例1。带伸缩门的隧道窑碳化窑车，如图1所示，包括窑车车体1，所述窑车车体1前后两端均设有外扩式伸缩门2。所述外扩式伸缩门2结构如图2，包括主门板201，主门板201上下两端分别设有垂直运动的纵向外扩门板202，左右两端分别设有水平运动的横向外扩门板203。所述纵向外扩门板202上连接有垂直的导杆210，导杆210穿过导套204后与一个连杆205铰接，连杆另一端铰接至水平方向的推杆206。所述纵向外扩门板202和横向外扩门板203的两端通过斜向的条形槽208和插设在条形槽208的销轴207进行连接，形成环形的联动机构。所述导杆210上套设有复位弹簧209，复位弹簧209位于导套204和连杆205之间。所述主门板201由两块门板组成，纵向外扩门板202和横向外扩门板203夹设在两块门板之间。

当需要外扩式伸缩门2向外扩张进行密封时，推杆206向内推即可，此时连杆205推动导杆210向上下两侧移动，使得纵向外扩门板202向上和向下移动至与隧道窑3顶壁和底壁接触，而纵向外扩门板202的移动会通过条形槽208和销轴207使两侧的横向外扩门板203联动，也向两侧与侧壁接触，进而实现密封，其具体应用时，可在隧道窑3侧壁开设一个小孔，小孔内插设外推杆去推动推杆206即可。其具体工作过程是从图4状态向图5状态变化。为了进一步提高密封性，可在隧道窑3的四个顶角处设置挡块，以填充外扩式伸缩门2未能密封到的地方。

实施例2。当隧道窑设置在地面下方时，其侧壁不方便设置外推杆，此时可将外推杆设置在顶壁，并向下运动。相应地，所述横向外扩门板203上连接有水平的导杆210，导杆210穿过导套204后与一个连杆205铰接，连杆另一端铰接至垂直方向的推杆206。其它结构与实施例基本相同，具体参见图6。

实施例1和2中，碳化窑车的传动机构可使用图7至图11的5种结构形式。

第一种。隧道窑碳化窑车的窑内行进机构，如图7所示，包括设置在窑车车体1上的传动齿阵列，和与传动齿阵列相配合的多个旋转拨盘2，每个旋转拨盘2通过转轴3穿过隧道窑后与动力机构相连。所述传动齿阵列包括沿窑车车体1行进方向均匀排布的传动齿5。当隧道窑设置在地面上方，其外侧有足够的空间去安装动力机构，此时，所述转轴3从隧道窑侧壁水平穿过设置；传动齿5竖直设置，旋转拨盘2上设有一圈轴向设置的拨齿6，拨齿与传动齿5相啮合。任意相邻的两个旋转拨盘2的间距必须小于传动齿阵列的长度。

第2种。隧道窑碳化窑车的窑内行进机构，如图8所示，包括设置在窑车车体1上的传动齿阵列，和与传动齿阵列相配合的多个旋转拨盘2，每个旋转拨盘2通过转轴3穿过隧道窑后与动力机构相连。所述传动齿阵列包括沿窑车车体1行进方向均匀排布的传动齿5。当隧道窑设置在地面上方，其外侧有足够的空间去安装动力机构，此时，传动齿5水平设置，旋转拨盘2上设有一圈径向设置的拨齿6，拨齿与传动齿5相啮合。

第3种。隧道窑碳化窑车的窑内行进机构，如图9所示，包括设置在窑车车体1上的传动齿阵列，和与传动齿阵列相配合的多个旋转拨盘2，每个旋转拨盘2通过转轴3穿过隧道窑后与动力机构相连。所述传动齿阵列包括沿窑车车体1行进方向均匀排布的传动齿5。当为了隧道窑能够更加节能，隧道窑可设置在地面以下开设的地槽内，此时其侧壁是地面，很难在其侧边安装动力机构，因此可以使所述转轴3从隧道窑顶壁向下穿过设置；传动齿5竖直设置，旋转拨盘2上设有一圈径向设置的拨齿6，拨齿与传动齿5相啮合。

第4种。隧道窑碳化窑车的窑内行进机构，如图10所示，包括设置在窑车车体1上的传动齿阵列，和与传动齿阵列相配合的多个旋转拨盘2，每个旋转拨盘2通过转轴3穿过隧道窑后与动力机构相连。所述传动齿阵列包括沿窑车车体1行进方向均匀排布的传动齿5。当为了隧道窑能够更加节能，隧道窑可设置在地面以下开设的地槽内，此时其侧壁是地面，很难在其侧边安装动力机构，因此可以使传动齿5水平设置，旋转拨盘2上设有一圈轴向设置的拨齿6，拨齿与传动齿5相啮合。

第5种。如果要是窑车车体行进更加稳定，前面4种均可在窑车车体两侧分别设置传动齿阵列和旋转拨盘2，需要至少两套独立但是同步运动的动力机构。为此，可以设计一种如图11所示的，隧道窑碳化窑车的窑内行进机构，其机构是在第1种的基础上，将两个旋转拨盘2同轴设置在窑车车体1下方，此时传动齿5应竖直向下，这样的设置可以省掉一套动力机构。

Claims (6)

1.一种自隔离式隧道窑碳化方法，其特征在于：将载有坯料的碳化窑车在隧道窑内移动，每次在隧道窑内的不同区段停留若干时间，停留时，利用设置在碳化窑车两端的伸缩门进行密封，使坯料被隔离在隧道窑的一个密封区间内，通过控制各个区段的密封区间的温度以控制坯料的碳化过程，从而实现可控的碳化过程；所述伸缩门为外扩式伸缩门（2），所述外扩式伸缩门（2）包括主门板（201），主门板（201）上下两端分别设有垂直运动的纵向外扩门板（202），左右两端分别设有水平运动的横向外扩门板（203）；所述纵向外扩门板（202）上连接有垂直的导杆（210），导杆（210）穿过导套（204）后与一个连杆（205）铰接，连杆另一端铰接至水平方向的推杆（206）；所述横向外扩门板（203）上连接有水平的导杆（210），导杆（210）穿过导套（204）后与一个连杆（205）铰接，连杆另一端铰接至垂直方向的推杆（206）；所述纵向外扩门板（202）和横向外扩门板（203）的两端通过斜向的条形槽（208）和插设在条形槽（208）的销轴（207）进行连接，形成环形的联动机构。

2.根据权利要求1所述的自隔离式隧道窑碳化方法，其特征在于：所述隧道窑的各个区段分别连接有气体回收管道，用于回收废气、热解燃气或热空气。

3.根据权利要求1所述的自隔离式隧道窑碳化方法，其特征在于：所述碳化窑车两侧设有的传动齿阵列，隧道窑上设有与传动齿阵列相配合的多个旋转拨盘，每个旋转拨盘通过转轴穿过隧道窑后与动力机构相连，通过旋转拨盘带动碳化窑车在隧道窑内行进。

4.根据权利要求 1所述的自隔离式隧道窑碳化方法，其特征在于：所述导杆（210）上套设有复位弹簧（209），复位弹簧（209）位于导套（204）和连杆（205）之间。

5.根据权利要求1所述的自隔离式隧道窑碳化方法，其特征在于：所述主门板（201）由两块门板组成，纵向外扩门板（202）和横向外扩门板（203）夹设在两块门板之间。

6.实现权利要求1至5任一权利要求所述方法的带伸缩门的隧道窑碳化窑车，其特征在于：包括窑车车体（1），所述窑车车体（1）前后两端均设有外扩式伸缩门（2）。

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