CN112304098B - 一种炭素制品焙烧用匣钵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炭素制品焙烧用匣钵，其包括匣钵本体，匣钵本体的外侧侧壁上成型有孔径自下向上连续减小的换气孔，并具有底面，所述底面为锥形底面或者弧形底面，底面内侧对应设置有空腔结构作为热缓冲腔，而外表面成型有耐磨涂层，底面通过耐火材料衬块进行底面支撑和位置固定；而匣钵本体内设置有隔板，隔板与匣钵本体同心设置，并设置有空心夹层，空心夹层中填充有多孔耐火填充材料；置物板为平面板，其表面上开气孔，并通过气孔连接焙烧空间以及热缓冲腔。本发明能够提高炭素制品的结焦值，将焙烧过程中产生的挥发性气体的均匀释放，提高炭素制品成品的焙烧质量。
Description
技术领域
本发明涉及炭素制品的辅助生产设备领域，具体涉及一种炭素制品焙烧用匣钵。
背景技术
在大型炭素制品制造过程中的热处理工艺大致可分为一次焙烧以及浸渍沥青后的二次焙烧和石墨化，在焙烧操作的过程中，一次焙烧过程需要进行生坯焙烧加工，而在生坯焙烧加工过程多以浆料简单涂覆生坯，以减少焙烧加工后制品表面的填充料粘附量，焙烧后的生坯中含有较多沥青(20％-25％)，因而需要进行后续二次焙烧加工，使浸入炭素制品表层一定深度的空隙内的沥青排出挥发份、以降低沥青比例，实现沥青大比例的石墨化，从而提高高炭素制品的产品品质。
炭素制品在焙烧炉中进行焙烧是需要隔绝空气的条件下进行，并按照一定的温度曲线加热，为了保证焙烧性能、焙烧效果，并防止炭素制品氧化，需要把经过浸渍的炭素制品预先装入专用的匣钵内，由台车送入焙烧窑中，待加热和均热过程完成以后，再按照既定的冷却曲线降温。在此过程中，匣钵要求除有足够的强度外，还要有良好的耐热性能和导热性能，其性能直接影响到炭素制品的烧结状态，传统的匣钵是由金属材料制造的单层结构会导致焙烧区域内同一截面上温度不均匀、不同截面上温差大等缺点，导致烧结出来的产品品质不高或性能不均匀；此外，沥青在高温下发生缩聚反应也会释放大量挥发性气体，这些挥发性气体通常会因为得不到充分燃烧而外排，传统的匣钵结构简单，难于均匀、有效地控制炭素制品在焙烧过程中，挥发性气体组分外逸和释放，而这些挥发性气体组分积压在匣钵内容易使得匣钵内的温度产生波动，从而导致炭素制品的近表面区域出现空洞和裂纹等结构缺陷。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种炭素制品焙烧用匣钵，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种炭素制品焙烧用匣钵，包括匣钵本体，所述匣钵本体为矩形匣钵或者圆形匣钵，匣钵本体的上表面为开放面，并其开放面上通过盖板进行面封闭；匣钵本体的外侧侧壁上成型有换气孔，所述换气孔自匣钵本体下部向上单孔面积连续减小，匣钵本体具有锥形底面或者弧形底面，并在锥形底面或者弧形底面内侧对应设置有空腔结构作为热缓冲腔，所述锥形底面或者所述弧形底面的外表面成型有耐磨涂层，并通过耐火材料衬块进行底面支撑和位置固定；
所述匣钵本体内设置有隔板，所述隔板与所述匣钵本体同心设置，并在匣钵本体与隔板之间设置有空心夹层，并在空心夹层中成型有孔隙率为30％～40％的多孔耐火填充材料，所述隔板底部设置有置物板，匣钵以置物板上部的隔板的内侧空间作为焙烧空间；所述置物板为平面板，其表面上开气孔，并通过所述气孔连接所述焙烧空间以及所述热缓冲腔。
作为进一步限定，所述换气孔为竖向设置的波浪形孔或者长圆孔。
作为进一步限定，所述盖板在匣钵本体上盖合后，所述隔板的顶面与所述盖板的底面之间留有占焙烧空间高度1/10～1/8的间隙高度，且所述间隙高度的最小值为10cm。
作为进一步限定，所述隔板的内表面上成型有竖向间隔设置的导热槽。
作为进一步限定，所述匣钵本体在对应锥形底面或者弧形底面的表面成型有对隔板进行位置限定的支架。
作为进一步限定，所述空心夹层的厚度为5～8cm。
作为进一步限定，所述隔板以及所述置物板均为耐热合金钢成型制成。
有益效果：本发明一种炭素制品焙烧用匣钵能够在焙烧过程中控制挥发性气体组分的均匀外逸和释放，并通过填充有多孔耐火填充材料的空心夹层来使得匣钵本体内焙烧空间内温度的均匀性，减少匣钵内的温度产生波动，以有效控制炭素制品的焙烧过程，大幅减少炭素制品二次焙烧后的空洞和裂纹等不利因素，提高炭素制品的机械强度和内部结构的稳定性。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。
其中：1、盖板；2、匣钵本体；3、多孔耐火填充材料；4、换气孔；5、隔板；6、焙烧空间；7、定位垫；8、置物板；9、支架；10、热缓冲腔；11、耐火材料衬块；12、导热槽。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1的一种炭素制品焙烧用匣钵，在本实施例中，炭素制品焙烧用匣钵，包括匣钵本体2，该匣钵本体2的截面为圆形，其上部开口，并在开口位置通过盖板1进行面封闭，而在匣钵本体2的底部设置有锥形底面，并以该锥形底面的内侧空间作为热缓冲腔10。
匣钵本体2的侧壁上开有若干换气孔4，该换气孔4为竖向设置的长圆孔，且这些换气孔4中，自匣钵本体2下部向上单孔面积连续减小，即匣钵本体2侧壁最下部的换气孔4的单孔面积最大，匣钵本体2的侧壁中间位置的换气孔4的单孔面积次之，而匣钵本体2的侧壁上部的换气孔4的单孔面积最小。而在匣钵本体2的锥底位置上部设置有一个环形支架9，该环形支架9上设置有环形错位阶，并通过环形错位阶固定有一个圆筒形的隔板5，该隔板5与匣钵本体2同心设置，并在隔板5与匣钵本体2之间设置有空心夹层，该空心夹层的夹层厚度为8cm，并在该空心夹层种填充有孔隙率37％的多孔耐火填充材料3。而在隔板5底部对应环形支架9上环形错位阶上阶的位置成型有一个置物板8，并在置物板8的中间位置设置有用于放置待焙烧物料的定位垫7，置物板8上部对应隔板5的内侧为焙烧空间，而在置物板8上均匀设置有气孔，并通过气孔与热缓冲腔10相连。
在本实施例中，进行焙烧操作时，将带焙烧的炭素物料固定于定位垫7上即可匣钵本体2的锥形底面结构能在焙烧空间进行焙烧时，在锥形底面结构内侧的热缓冲腔10形成热应力缓冲，使得温差截面下移至热缓冲腔10中，并在热缓冲腔10中通过上大下小的锥底进行交换，减少焙烧空间内的温差变化；而夹层结构配合多孔耐火填充材料3的设置则能在焙烧空间外侧形成一个保温结构，而这个保温结构配合特定孔隙率的多孔耐火填充材料3能将在不影响焙烧空间温度变化的情况下将焙烧空间内多余的挥发性物质从多孔耐火填充材料3的间隙中排出。
孔面积下大上小的长圆形的换气孔4结构能有效适应焙烧空间内焙烧过程中的压力变化，使得匣钵本体2本身的材质不容易因为高温和内侧压力值的变化而产生裂纹。
在本实施例中，为了提高闸钵的使用寿命，闸钵的匣钵本体2、隔板5以及置物板8均为耐热合金钢成型制成。
另外，隔板5具有高度，其高度以盖板1在匣钵本体2上盖合后，隔板5的顶面与盖板1的底面之间留有间隙空间，而该间隙空间的高度为焙烧空间高度的1/10，且该高度值不应小于10cm，因而本实施例的炭素制品焙烧用匣钵更适合于用于焙烧大尺寸炭素物料。隔板5在上部留出间隙，可以在碳化过程中，在焙烧空间的上部进行辅助泄压，防止挥发性物质的量过多时，产生压力，使得焙烧物料或者隔板5因为匣钵内部气体压力而膨胀，进而发生塑性变形；而为了辅助泄压和热流动，在隔板5的内表面上还成型有竖向间隔设置的若干导热槽12。
而为了保证匣钵本体2在台车上放置时的稳定性和水平度，在匣钵本体2底面上通过耐火材料衬块11进行底面支撑和位置固定，而为了提高匣钵本体2与耐火材料衬块11的接触性能，在匣钵本体2的外表面上还成型有耐磨涂层。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种炭素制品焙烧用匣钵，包括匣钵本体，其特征在于，所述匣钵本体为矩形匣钵或者圆形匣钵，匣钵本体的上表面为开放面，并其开放面上通过盖板进行面封闭；匣钵本体的外侧侧壁上成型有换气孔，所述换气孔自匣钵本体下部向上单孔面积连续减小，匣钵本体具有锥形底面或者弧形底面，并在锥形底面或者弧形底面内侧对应设置有空腔结构作为热缓冲腔，所述锥形底面或者所述弧形底面的外表面成型有耐磨涂层，并通过耐火材料衬块进行底面支撑和位置固定；
所述匣钵本体内设置有隔板，所述隔板与所述匣钵本体同心设置，并在匣钵本体与隔板之间设置有空心夹层，并在空心夹层中成型有孔隙率为30％～40％的多孔耐火填充材料，所述隔板底部设置有置物板，匣钵以置物板上部的隔板的内侧空间作为焙烧空间；所述置物板为平面板，其表面上开气孔，并通过所述气孔连接所述焙烧空间以及所述热缓冲腔。
2.根据权利要求1所述的炭素制品焙烧用匣钵，其特征在于，所述换气孔为竖向设置的波浪形孔或者长圆孔。
3.根据权利要求1所述的炭素制品焙烧用匣钵，其特征在于，所述盖板在匣钵本体上盖合后，所述隔板的顶面与所述盖板的底面之间留有占焙烧空间高度1/10～1/8的间隙高度，且所述间隙高度的最小值为10cm。
4.根据权利要求1所述的炭素制品焙烧用匣钵，其特征在于，所述隔板的内表面上成型有竖向间隔设置的导热槽。
5.根据权利要求1所述的炭素制品焙烧用匣钵，其特征在于，所述匣钵本体在对应锥形底面或者弧形底面的表面成型有对隔板进行位置限定的支架。
6.根据权利要求1所述的炭素制品焙烧用匣钵，其特征在于，所述空心夹层的厚度为5～8cm。
7.根据权利要求1所述的炭素制品焙烧用匣钵，其特征在于，所述隔板以及所述置物板均为耐热合金钢成型制成。
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