CN115159518A - 一种u型内串石墨化炉及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种U型内串石墨化炉，包括中间墙和位于中间墙两侧的侧墙，所述中间墙包括多个首尾顺次活动卡接的第一预制件，且相邻两个所述第一预制件中，其中一个所述第一预制件压在另一个所述第一预制件上；一种U型内串石墨化炉的制作方法，包括第一预制件的制作步骤和第二预制件的制作步骤；本发明一种U型内串石墨化炉，具有中间墙建造方便、维护方便、维护成本低，侧墙建造方便、耐热冲击性能好的优点。

Description

一种U型内串石墨化炉及其制作方法

技术领域

本发明涉及石墨化炉技术领域，尤其涉及一种U型内串石墨化炉及其制作方法。

背景技术

石墨化炉是对炭素制品进行石墨化生产的装置，内串石墨化炉是一种比较先进的不用电阻料的石墨化炉，全称内热串接石墨化炉。

中间墙常见于U型石墨化炉，主要起绝缘和通风冷却的作用。传统中间墙主要采用高铝砖和耐火水泥砌筑而成，墙体单薄，容易开裂、坍塌，造成保温料漏料，影响正常生产。由于中间墙为整体砌筑，部分损坏后难以维修，只能拆除重新砌筑，维修困难。

石墨化炉的侧墙主要有固定式、活动式和混合式三种。固定式炉墙采用耐火砖砌筑，保温效果好，使用寿命长，但造价较高，维修、更换困难；活动式炉墙由耐火混凝土预制板构成，制作起来经济方便，但耐机械冲击和耐热冲击性能较差；混合式炉墙下半部为固定式炉墙，上半部为活动式炉墙。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种U型内串石墨化炉，以解决现有技术中的U型内串石墨化炉用中间墙损坏以后难以维修，只能拆除重新砌筑的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种U型内串石墨化炉，包括中间墙和位于中间墙两侧的侧墙，所述中间墙包括多个首尾顺次活动卡接的第一预制件，且相邻两个所述第一预制件中，其中一个所述第一预制件压在另一个所述第一预制件上。

进一步地，所述第一预制件包括两个相对设置的侧壁和设置在两个侧壁同侧的竖壁，所述侧壁的截面为等腰梯形结构，相邻两个所述第一预制件中，上下颠倒其中一个所述第一预制件以后，与另一个所述第一预制件顺次连接。

进一步地，所述竖壁上远离侧壁的一端面上开设有与侧壁卡接的第一卡接凹槽。

进一步地，所述侧墙包括多个首尾顺次活动卡接的第二预制件，所述第二预制件靠近中间墙的一侧设有耐火层，所述耐火层的外侧包裹有结构层。

进一步地，所述耐火层包括多块交错粘结的耐火高铝砖。

一种U型内串石墨化炉的制作方法，步骤如下：

一、用耐火混凝土和钢筋砌筑炉头墙，用耐火水泥和耐火砖砌筑炉墩，炉墩相互之间保持一定间隔；

二、在炉墩中间，把多个第一预制件从炉头墙位置开始首尾顺次卡接，组成中间墙；

三、在中间墙的两侧，炉墩上方，用耐火砖铺设炉底；

四、在炉墩上方，炉底耐火砖两侧，把多个第二预制件首尾顺次卡接，组成侧墙；

五、在炉尾处，将提前预制好的炉尾墙吊装至紧贴侧墙处。

进一步地，所述第一预制件的制作步骤如下：

S1、耐火混凝土灌入模具，模具持续振动；

S2、静置24小时以上，拆除模具，得到第一预制件半成品；

S3、第一预制件半成品在水中浸泡养护3-7天，得到第一预制件。

进一步地，所述第二预制件的制作步骤如下：

1)、在模具中放入两根芯棒以形成吊孔，然后将耐火高铝砖依次平铺在模具内；

2)、耐火混凝土灌入模具，模具持续振动；

3)、静置6小时后取出芯棒，静置48小时后拆除模具，得到第二预制件。

进一步地，所述耐火混凝土的制作步骤如下，以重量份计：

A、将30～40份的5～15mm的高铝耐火砖碎块、30～40份的小于5mm的高铝耐火砖碎块、0～15份的掺合料、12～20份的低钙铝酸盐水泥混合搅拌至均匀；

B、加入0.05～0.1份的聚羧酸减水剂、4～9份的水搅拌10～15min；

C、按GB/T 50080-2016中的方法用混合物料做坍落实验，并依据试验结果调整物料配比至坍落度符合要求；

进一步地，所述掺合料为高铝耐火砖粉料，且200目以下的高铝耐火砖粉料颗粒占比大于70％。

本发明的有益效果在于：一种U型内串石墨化炉，首尾顺次活动卡接的第一预制件堆砌成中间墙，当其中一个或者多个第一预制件受损时，把对应的损坏的第一预制件单独拆除更换即可，降低维修难度，同时避免正堵中间墙只能拆除重新砌筑，降低本中间墙的使用成本；其中一个第一预制件压在另一个第一预制件上，提高相邻的第一预制件之间的稳定性；

一种U型内串石墨化炉的制作方法，活动连接的第二预制件降低侧墙的维修难度，耐火层保证侧墙的耐热冲击性能，结构层保证侧墙的耐机械冲击性能，从而提高侧墙的整体稳定性。

附图说明

图1为实施例1的整体结构示意图；

图2为实施例1的中间墙整体结构示意图；

图3为实施例1的第一预制件结构示意图；

图4为实施例1的第二预制件结构示意图。

其中：1、侧壁；2、竖壁；3、第一卡接凹槽；4、第一吊装孔；5、结构层；6、第二卡接凹槽；7、第二吊装孔；8、耐火高铝砖。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-4所示，一种U型内串石墨化炉，包括中间墙和位于中间墙两侧的侧墙，中间墙包括多个首尾顺次活动卡接的第一预制件，且相邻两个第一预制件中，其中一个第一预制件压在另一个第一预制件上，把多个第一预制件连接砌筑在石墨化炉中间，使石墨化炉内部形成U字型空间，用于石墨化工艺作业。

具体的，第一预制件包括两个相对设置的侧壁1和连接在两个侧壁1同侧的竖壁2，，即第一预制件的截面呈凹字形，侧壁1和竖壁2可选用高强耐火混凝土一体浇筑制作而成，作为预制件吊装使用，相比传统中间墙的砌筑，可以提高建造速度，缩短建造时间，侧壁1的截面为等腰梯形结构，且侧壁1的顶部边缘和底部边缘分别为等腰梯形的上底和下底，在本实施例中，以短边为上底，长边为下底的等腰梯形举例说明，相邻两个第一预制件中，上下颠倒其中一个第一预制件以后，与另一个第一预制件顺次连接，从而使砌筑后成排的第一预制件之间，颠倒的第一预制件的侧面压在其两边的正放的第一预制件上，增加中间墙整体的稳定性。

竖壁2上远离侧壁1的一端面上加工有与侧壁1卡接的第一卡接凹槽3，使侧壁1远离竖壁2的一端卡接在第一卡接凹槽3内完成卡接，即颠倒的第一预制件的侧面压在其两边的正放的第一预制件上时，具体的，是颠倒的第一预制件的侧壁1的侧面压在正放的第一预制件的侧壁1的侧面上，或者是颠倒的第一预制件的第一卡接凹槽3的侧面压在正放的第一预制件的侧壁1的侧面上，相邻两个第一预制件之间的连接处涂抹泥灰，泥灰用于粘合和填充相邻两个第一预制件之间的缝隙，使相邻两个第一预制件之间产生轻微压力，第一卡接凹槽3的截面呈L型结构，如图1所示，第一卡接凹槽3的槽宽与侧壁1的壁厚相等，使相邻两个第一预制件卡接完成以后，二者的前后面也是对齐的，降低卡接难度。

竖壁2上加工有第一吊装孔4，用于吊装设备吊装第一预制件，节省人力，第一吊装孔4有两个，两个第一吊装孔4沿垂直方向开设在竖壁2的对称轴线上，两个第一吊装孔4分别靠近竖壁2的顶部和底部，吊装时，可借助吊具工装穿过两个第一吊装孔4吊装起正放的第一预制件或者颠倒的第一预制件；

侧墙包括多个首尾顺次活动卡接的第二预制件，第二预制件靠近中间墙的一侧设有耐火层，耐火层的外侧包裹有结构层5，耐火层保证侧墙的耐热冲击性能，结构层5保证侧墙的耐机械冲击性能，从而提高侧墙的整体稳定性，使用时，耐火层朝向中间墙，结构层背离中间墙，耐火层包括多块交错粘结的耐火高铝砖8，耐火高铝砖8耐火性能好，且相比于现有技术中通体浇筑制作的预制板，可以有效降低第二预制件的重量；

现有技术中的活动式侧墙通体由耐火混凝土浇筑而成，耐火混凝土内穿设钢筋，但是受到石墨化炉产生的高温时，由于钢筋与混凝土的热膨胀系数不同，墙体内部应力变大，导致传统的活动式侧墙发生崩解，因此其耐机械冲击性能与耐热冲击性能较差，而本发明中的侧墙，由于耐火高铝砖和主要由耐火砖碎料支撑的耐火混凝土浇筑制作而成，因此其可以保证墙体自身的稳定性，从而保证墙体的耐机械冲击性能和耐热冲击性能。

第二预制件的截面呈Z字型，第二预制件的两端分别加工有第二卡接凹槽6，两个第二卡接凹槽6为中心对称结构，提高多块第二预制件拼接后的整体性；同时，第二预制件上也可以预留出第二吊装孔7，以便于吊装设备进行吊装，侧墙安装完成以后，可以使用石墨棒、耐火棉塞入第二吊装孔7内，以防止漏料。

一种U型内串石墨化炉的制作方法，步骤如下：

一、用耐火混凝土和钢筋砌筑炉头墙，用耐火水泥和耐火砖砌筑炉墩，炉墩相互之间保持一定间隔，在炉墩上画出中间墙的定位线；

二、在炉墩中间，沿中间墙定位线把多个第一预制件首尾顺次卡接，组成中间墙；

三、在中间墙的两侧，炉墩上方，用耐火砖铺设炉底；

四、在炉墩上方，炉底耐火砖两侧，把多个第二预制件首尾顺次卡接，组成侧墙；

五、在炉尾处，将提前预制好的炉尾墙吊装至紧贴侧墙处。

第一预制件的制作步骤如下：

S1、耐火混凝土灌入模具，模具持续振动，边灌入边振动以确保无空气或气泡，浇筑后用水泥刀抹平，其中，模具内也可以放置两根芯棒以形成第一吊孔；

S2、静置24小时以上，拆除模具，得到第一预制件半成品；

S3、第一预制件半成品在水中浸泡养护3-7天，得到第一预制件。

第二预制件的制作步骤如下：

1)、在模具中放入两根芯棒以形成第二吊孔，然后将耐火高铝砖依次平铺在模具内，耐火高铝砖间距30～100cm；

2)、耐火混凝土灌入模具，模具持续振动，边灌入边振动以确保无空气或气泡，浇筑后用水泥刀抹平；

3)、静置6小时后取出芯棒，静置48小时后拆除模具，得到第二预制件。

耐火混凝土的配方及制作步骤如下，以重量份计：

A、将30～40份的5～15mm的高铝耐火砖碎块、30～40份的小于5mm的高铝耐火砖碎块、0～15份的掺合料、12～20份的低钙铝酸盐水泥加入搅拌机混合搅拌至均匀；

B、向A步骤中加入0.05～0.1份的聚羧酸减水剂、4～9份的水搅拌10～15min；

C、按GB/T 50080-2016中的方法用混合物料做坍落实验，并依据试验结果调整物料配比至坍落度符合要求；

其中，掺合料为高铝耐火砖粉料，且200目以下的高铝耐火砖粉料颗粒占比大于70％。

实施例2

第一预制件的制作方法，步骤如下：

1.先将30～40重量份的5～15mm的高铝耐火砖碎块、30～40重量份的小于5mm的高铝耐火砖碎块、0～15重量份的掺合料(高铝耐火砖粉料，且200目以下颗粒占比大于70％)、12～20重量份的低钙铝酸盐水泥置于搅拌机中，将0.05～0.1重量份的聚羧酸减水剂加入4～9重量份的水搅拌后加入搅拌机中搅拌10～15min；

2.按GB/T 50080-2016中的方法用混合物料做坍落实验，并依据试验结果调整物料配比至坍落度符合要求；

3.拆开模具，清理干净内表面在装配好并给所有内表面涂抹一层机油脱模剂，组装好模具，模具内高1500mm，内上边长1000mm，内下边长900mm，内宽760mm；

4.搅拌好的混凝土灌入模具，边灌入边振动以确保无空气或气泡，浇筑后用水泥刀抹平，静置24小时以上拆除模具，水中浸泡养护3-7天。

实施例3

1.取5～15mm的高铝耐火砖碎块、小于5mm的高铝耐火砖碎块、高铝耐火砖粉料、矾土水泥按质量比40:40:15:20的比例添加到搅拌机中；

2.取矾土水泥重量40％的水，并按聚羧酸减水剂:水＝1:80的质量比例加入聚羧酸减水剂，搅拌后加入搅拌机；

3.启动搅拌机搅拌15分钟，按GB/T 50080-2016中的方法用混合物料做坍落实验；

4.拆开模具，清理干净内表面在装配好并给所有内表面涂抹一层机油脱模剂，磨具整体尺寸为2300×1000×360mm；

5.组装好模具后，在模具中放入两根φ200×360mm型芯棒以形成吊孔，将尺寸为230×114×65mm耐火高铝砖依次平铺在模具内，耐火高铝砖间距40mm；

搅拌好的混凝土灌入模具，边灌入边振动以确保无空气或气泡，浇筑后用水泥刀抹平，静置6小时后取出芯棒，静置48小时后拆除模具，完成预制侧墙版制作。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种U型内串石墨化炉，包括中间墙和位于中间墙两侧的侧墙，其特征在于，所述中间墙包括多个首尾顺次活动卡接的第一预制件，且相邻两个所述第一预制件中，其中一个所述第一预制件压在另一个所述第一预制件上。

2.根据权利要求1所述的一种U型内串石墨化炉，其特征在于，所述第一预制件包括两个相对设置的侧壁(1)和设置在两个侧壁(1)同侧的竖壁(2)，所述侧壁(1)的截面为等腰梯形结构，相邻两个所述第一预制件中，上下颠倒其中一个所述第一预制件以后，与另一个所述第一预制件顺次连接。

3.根据权利要求2所述的一种U型内串石墨化炉，其特征在于，所述竖壁(2)上远离侧壁(1)的一端面上开设有与侧壁(1)卡接的第一卡接凹槽(3)。

4.根据权利要求1所述的一种U型内串石墨化炉，其特征在于，所述侧墙包括多个首尾顺次活动卡接的第二预制件，所述第二预制件靠近中间墙的一侧设有耐火层，所述耐火层的外侧包裹有结构层(5)。

5.根据权利要求4所述的一种U型内串石墨化炉，其特征在于，所述耐火层包括多块交错粘结的耐火高铝砖(8)。

6.一种U型内串石墨化炉的制作方法，其特征在于，步骤如下：

一、用耐火混凝土和钢筋砌筑炉头墙，用耐火水泥和耐火砖砌筑炉墩，炉墩相互之间保持一定间隔；

二、在炉墩中间，把多个第一预制件从炉头墙位置开始首尾顺次卡接，组成中间墙；

三、在中间墙的两侧，炉墩上方，用耐火砖铺设炉底；

四、在炉墩上方，炉底耐火砖两侧，把多个第二预制件首尾顺次卡接，组成侧墙；

五、在炉尾处，将提前预制好的炉尾墙吊装至紧贴侧墙处。

7.根据权利要求6所述的一种U型内串石墨化炉的制作方法，其特征在于，所述第一预制件的制作步骤如下：

S1、耐火混凝土灌入模具，模具持续振动；

S2、静置24小时以上，拆除模具，得到第一预制件半成品；

S3、第一预制件半成品在水中浸泡养护3-7天，得到第一预制件。

8.根据权利要求6所述的一种U型内串石墨化炉的制作方法，其特征在于，所述第二预制件的制作步骤如下：

1)、在模具中放入两根芯棒以形成吊孔，然后将耐火高铝砖依次平铺在模具内；

2)、耐火混凝土灌入模具，模具持续振动；

3)、静置6小时后取出芯棒，静置48小时后拆除模具，得到第二预制件。

9.根据权利要求7或8所述的一种U型内串石墨化炉的制作方法，其特征在于，所述耐火混凝土的制作步骤如下，以重量份计：

A、将30～40份的5～15mm的高铝耐火砖碎块、30～40份的小于5mm的高铝耐火砖碎块、0～15份的掺合料、12～20份的低钙铝酸盐水泥混合搅拌至均匀；

B、加入0.05～0.1份的聚羧酸减水剂、4～9份的水搅拌10～15min；

C、按GB/T 50080-2016中的方法用混合物料做坍落实验，并依据试验结果调整物料配比至坍落度符合要求。

10.根据权利要求9所述的一种U型内串石墨化炉的制作方法，其特征在于，所述掺合料为高铝耐火砖粉料，且200目以下的高铝耐火砖粉料颗粒占比大于70％。

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