CN204873851U - 一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，包括：通气管、气体储存部件、设置于外炉体侧壁上的第一通气孔、内炉体侧壁上的第二通气孔以及内炉体对应侧壁上的第三通气孔，第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔以及气体储存部件之间通过通气管连接；通气管由位于气体储存部件以及第一通气孔之间的石墨管、位于第一通气孔以及第二通气孔之间的刚玉管以及第二通气孔与第三通气孔之间的开设有出气孔的石墨管组成，石墨管与所述刚玉管相互插接，通气管位于第三通气孔内的一端封闭。本实用新型提供的通气装置非常适用于炉底悬空石墨化炉，而且大大延长了通气管的使用寿命，保证正常生产的运行。

Description

一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置

技术领域

本实用新型涉及碳素生产领域，尤其是涉及一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置。

背景技术

近年来，碳素行业蓬勃发展，其主要材料炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。具有轻量，多孔性，导电性，导热性，耐腐蚀性，润滑性，高温强度，耐热性，耐热冲击性，低热膨胀，低弹性，高纯度，可加工性等特点。

在碳素行业必不可少的设备为石墨化炉，它属于碳素行业工艺生产过程中的核心设备，现如今普遍还是选用艾奇逊石墨化炉，这种石墨化炉的基本工作原理为在耐火材料构筑的炉体内，装入炭的坯料和颗粒料，组成导电的炉芯，在炉芯的四周是绝热保温料。作为炉头的两端墙上设置有导电电极，并与电源相连接。导电电极、电源和炉芯构成通电的回路。当电路接通，炉芯具有较高的电阻，根据焦耳定律，炉芯发热升温，使炭的坯料在2200-2300℃的温度下，经高温热处理而发生物理变化而转变为人造石墨。石墨化炉石墨化过程在通电加热时只需2～7天，但还要使大量的填料焦炭冷却，要2周左右的较长时间。

艾奇逊石墨化炉由于其具有石墨化方法简单、生产可靠以及故障少等优点被广泛使用，但是其在生产过程中的加热和降温期间大量有害废气如一氧化碳等逃逸出，直接排放到大气中，严重污染了环境和损害工人的身体健康却依然存在。

因此，本领域技术人员针对以上技术问题发明了一种新型炉底悬空石墨化炉，这种石墨化炉包括外炉体与底部悬空的内炉体，内炉体设置在外炉体的箱体结构内，内炉体的纵向截面为“凹”形，其内炉体通过支柱支撑，并且在内炉体的侧壁上与外炉体的侧壁上均设置有用于空气流通的空气孔，这种结构的石墨化炉的优点在于空气可以在两炉体之间形成的空腔之间进行流动形成空气隔层，降低散热速率，另外还可以将石墨生产过程中产生的有毒有害的废气收纳到空腔中，再通过与空腔连通的气孔一齐排出，实现了炉底悬空新型石墨化炉的生产过程中的有毒有害的废气从无序排放到先收集再定向排放的转变，让有毒有害的废气更加容易收集和处理，减少了有毒有害的废气向外界随机逃逸，保护了操作人员的身体健康和环境。

但是，这种炉底悬空石墨化炉由于在纯化过程中，特殊气体需要通过一段段石墨通气管拼接的管道进入炉窑内与炉窑内的粉体进一步发生化学反应增强纯化效果，那么暴露于炉墙内空气流通区域的石墨管由于被空气日益氧化，导致石墨管受到侵蚀，管壁逐渐变薄，大大缩短了其正常使用寿命，而且更换管道会影响到正常生产，也会增加生产运行成本，甚至影响到正常生产计划，企业的经济效益也会受到不同程度的影响。

有鉴于此，特提出此实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，以解决现有技术中存在的石墨通气管容易被空气氧化，使用寿命短以及运行维护成本比较高的技术问题。

本实用新型提供了一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，包括：

一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，包括：通气管、气体储存部件、设置于外炉体侧壁上的第一通气孔、内炉体侧壁上的第二通气孔以及内炉体对应侧壁上的第三通气孔，所述第一通气孔、所述第二通气孔、第三通气孔以及所述气体储存部件之间通过所述通气管连接；

所述通气管由位于气体储存部件以及第一通气孔之间的石墨管、位于第一通气孔以及第二通气孔之间的刚玉管以及第二通气孔与第三通气孔之间的开设有出气孔的石墨管组成，所述石墨管与所述刚玉管相互插接，所述通气管位于第三通气孔内的一端封闭。

本实用新型提供的炉底悬空石墨化炉内的通气装置，这种通气装置非常适用于炉底悬空的这种石墨化炉，通气管是通过将石墨管与刚玉管互相插接而成，尤其在空气流通的区域采用刚玉管，其他部位的通气管则采用石墨管，防止通气管长期暴露于流通空气的环境之中，容易被氧化使得管壁逐渐变薄，影响使用寿命。这种通气装置不仅延长了通气管本身的使用寿命，不易损坏，不会影响正常的生产流程操作，而且安装方便，将多段管插接后的结构牢固稳定。

其中，第二通气孔与第三通气孔之间的石墨管上开设有出气孔，在石墨管的底部为一层炭黑，石墨管的上部为一层电阻料，电阻料的上层整齐的排放于坩埚，坩埚与坩埚之间放有保温料，如果管道的孔开的过大，不仅不利于气体与粉体接触而且还会容易使得粉尘飞扬，因此为了使得其进气平稳而且均匀，其最好做成网孔状，大小适宜。通气管在内炉体中布设到达内炉体的侧壁上的第三通气孔即可截止。

进一步的，所述第二通气孔、第三通气孔对称设置于所述内炉体侧壁上的底端。

进一步的，所述第一通气孔与所述第二通气孔、第三通气孔呈水平直线方向相对设置。

进一步的，所述第一通气孔、所述第二通气孔以及所述第三通气孔均为多个，分别呈水平直线排列，所述通气管也为多根且并行排列。通过设置多个通气孔以使得特殊气体均匀的通过通气管流通，更好的使得粉体得到纯化。

进一步的，所述第一通气孔、所述第二通气孔以及所述第三通气孔等距均匀排列。

进一步的，在所述气体储存部件与所述第一通气孔之间还包括汇集总管，所述汇集总管的一端与所述气体储存部件连接，所述汇集总管的另一端与连接所述第一通气孔的各个通气管的一端连接，其中一般气体储存部件均为压缩机，气体通过压缩机压缩后直接通过管道送入炉窑内。

进一步的，所述石墨管为多段管道互相插接而成。

进一步的，所述刚玉管为多段管道互相插接而成。

进一步的，互相插接形成的插接点处设置有加固装置，以防插接点容易损坏，影响正常生产。

进一步的，所述加固装置为卡箍以及法兰中的其中一种。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为带有本实用新型第一种实施例提供的通气装置的炉底悬空石墨化炉的立体结构图；

图2为带有本实用新型第二种实施例提供的通气装置的炉底悬空石墨化炉的立体结构图；

图3为带有本实用新型第二种实施例提供的通气装置的炉底悬空石墨化炉的俯视结构图；

图4为图3的炉底悬空石墨化炉的俯视结构图的A-A向剖视图；

图5为图3中的炉底悬空石墨化炉的俯视结构图的B-B向剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的炉底悬空石墨化炉的空气流通走向示意图；

附图标记：

101-通气管；102-第一通气孔；103-第二通气孔；

104-第三通气孔；105-出气孔；106-石墨管；

107-刚玉管；108-汇集总管；109-气体储存部件；

110-封盖；111-导气孔；112-空气净化装置；

113-支柱；114-外炉体；115-内炉体；

116-空气孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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实用新型中的具体含义。

本领域技术人员在先前发明的一种新型炉底悬空石墨化炉的结构为包括外炉体114与内炉体115，且内炉体115的纵向截面为“凹”形，内炉体通过支柱113支撑，而且在内炉体115的侧壁上与外炉体114的侧壁上均设置有用于空气流通的空气孔116，这样在两炉体之间也形成了空腔的结构，可以形成空气隔层进行更好的保温。尤其在图6中可以清楚的看到空气的流通走向，为了使得空气流通到尽可能多的地方，外炉体侧壁上的空气孔116尽可能开到远离内炉体侧壁上的空气孔116，增加空气孔之间的距离。

本实用新型在以上结构的基础上继续进行改进，发明了一种适用于该新型炉底悬空石墨化炉的通气装置，如附图1的带有本实用新型第一种实施例中的通气装置的炉底悬空石墨化炉的结构图，其通气装置包括：通气管101、气体储存部件109、设置于外炉体侧壁上的第一通气孔102、内炉体侧壁上的第二通气孔103以及内炉体对应侧壁上的第三通气孔104，所述第一通气孔102、所述第二通气孔103、第三通气孔104以及所述气体储存部件109之间通过所述通气管101连接；

所述通气管101由位于气体储存部件109以及第一通气孔102之间的石墨管106、位于第一通气孔102以及第二通气孔103之间的刚玉管107以及第二通气孔103与第三通气孔104之间的开设有出气孔105的石墨管106组成，所述石墨管106与所述刚玉管107相互插接，所述通气管101位于第三通气孔104内的一端封闭。位于内炉体115内的一段石墨管106需要向外溢出气体与坩埚中的粉体发生化学反应以促进其进一步纯化，而为了使得气体溢出的更加均匀，在其管上均匀的设置有若干出气孔105，这些出气孔105呈网状，通气管101的尽头到第三通气孔104内即可停止，不用穿过内炉体115的侧壁，因为其内部发生化学反应后产生的废气是通过内炉体115的上部排出。具体第一、第二、第三通气孔的位置、以及石墨管与刚玉管的位置可从附图3-5中清晰的看出。为了方便各段管之间的互相插接，管道与炉体的连接处并未采取固定连接的形式，而是在外炉体与内炉体上均设置了孔道，方便通气管的进出拆卸。

由于在空腔内空气流通的原因，石墨管106日益受到侵蚀氧化，管壁会逐渐变薄，因此最好将位于空腔的这一段通气管101换成刚玉管107，从而延长其通气管101的使用寿命，进而不会影响正常生产以及生产所带来的经济效益。

由于石墨管106本身质地比较软，也便于散热通气、拆卸方便，因此最好采取多段管道互相插接的方式，其中石墨管106为管道互相插接而成，刚玉管107也优选为多段管道互相插接而成，然后石墨管106与刚玉管107也互相插接，为了加固插接点，还要在插接点处设置加固装置，加固装置可以选取卡箍以及法兰中的其中一种。这种连接方式不仅方便，施工方便，而且安装后稳定性高，加固装置优选为卡箍，直接将插接点卡住，进一步提高其安全性。

第二通气孔103与第三通气孔104对称设置于内炉体115侧壁上的底端，这样通气管101可以呈一条直线直接穿设过去，不仅方便管道的安装而且安装管道后节省空间，也有利于气体与粉体的相互反应以纯化。并且设置于外炉体114侧壁上的第一通气孔102最好与第二通气孔103、第三通气孔104也呈水平直线相对设置，这样管道从第一通气孔102开始就是一根笔直的管道，直接通到第三通气孔104，覆盖于内炉体115的底部，上方也方便放置坩埚。

值得注意的是，第一通气孔102、所述第二通气孔103以及所述第三通气孔104均为多个，分别呈水平直线排列，所述通气管101也为多根且并行排列，这样通气管101和与之配套的通气孔均为多个，且呈水平直线排列。其中附图1为石墨炉在正常使用时的放置状态图，通气管并行排列的方式也可从附图1中清晰的看出，石墨炉的总长度可达到25m左右，宽度为4m左右，通气管101沿外炉壁的侧壁的长度方向从左至右依次呈直线排列下去，特殊气体均匀的从每一根通气管101进入炉窑中进行纯化，每一根通气管的直径在25cm左右，管径不易过大，否则不易控制气体的流速。另外，最好第一通气孔102、所述第二通气孔103以及所述第三通气孔104等距均匀排列，通气管101也为等距均匀排列的方式，等距的排列方式方便操作与维修。

本实用新型还提供了带有本实用新型第二种实施例中的通气装置的炉底悬空石墨化炉的结构图，从附图2可以清晰的看出，通气装置还包括汇集总管108，所述汇集总管108设置于气体储存部件109与第一通气孔102之间，所述汇集总管108的一端与气体储存部件109连接，另一端与连接所述第一通气孔102的各个通气管101的一端连接，这里气体储存部件109一般为空气压缩机，多根通气管101汇集于一根汇集总管108上，然后再将多根汇集总管108与气体储存部件109连接，这样方便特殊气体的输送。

在内炉体的顶部还设置有封盖110，封盖上设置有导气孔111，导气孔与空气净化装置112连通，从通气管101上的出气孔105出来的特殊气体化学反应后产生的废气通过导气孔111进入空气净化装置112中进行净化和过滤，避免废气随意排放到空气内，污染环境甚至是损害工作人员的身体健康。一般空气净化装置112包括除尘塔、除硫塔和排浆池，从空气孔116和导气孔111收集的废气先进入到降温塔经过降温处理，然后通入到除尘塔内去除废气中的颗粒粉尘，然后经过除硫塔去除废气中的硫化气，最后通过排浆池对一些有毒有害的废气进行中和，同时将收集到的废渣集中，方便后续处理。利用空气净化装置对空气孔116和导气孔111收集到的废气进行集中处理，先净化再排放，既能够满足保护环境的需求，又能够避免石墨化过程中产生的废气危害工作人员的身体健康。

内炉体115与外炉体114均采用耐火保温砖制成。由于炉底悬空新型石墨化炉在石墨化过程中，需要利用内炉体115的坯料构成的高温炉芯发生转化，生成人造石墨，炉底悬空新型石墨化炉内炉体内的温度能够达到2500℃以上，如果采用普通的砖石作为炉底悬空新型石墨化炉的内炉体115或外炉体114的话很容易因不能承受高温而开裂损坏，造成炉底悬空新型石墨化炉的结构损坏，使炉底悬空新型石墨化炉不能正常使用，影响正常的生产。而且普通的砖石保温、隔热效果较差，热量直接传送到空气中，造成了热能的浪费，加热效率低，进而造成炉底悬空新型石墨化炉生产石墨的效率低，生产出的石墨纯度低。而采用耐火保温砖制成既能够承受石墨化过程中的高温，又具有良好的保温效果，提高炉底悬空新型石墨化炉内的温度，进而提高石墨化的生产效率同时提高生产出的石墨的品质。

最后，如附图6中所示，为了扩大生产放大经济效益，内炉体一般横向设置成3个，相邻的内炉体115依次并排在外壳的箱体结构内，相邻的内炉体115依次相连，通气管101分别从两边侧的炉体进入，但是通气管101不会通入位于中间的炉体中，一是因为管道不好进行布设，费时费力，另外由于三个炉体之间连通，特殊气体可以在三个炉子之间进行流通，两侧的炉子中的通气管101的出气孔105上出来的气体可以满足正常生产需要。

另外，虽然本实用新型附图中并未体现电力系统，但是本实用新型的石墨炉是含有电极以及电源结构的，以作为石墨炉工作的动力来源。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，包括：通气管、气体储存部件、设置于外炉体侧壁上的第一通气孔、内炉体侧壁上的第二通气孔以及内炉体对应侧壁上的第三通气孔，所述第一通气孔、所述第二通气孔、第三通气孔以及所述气体储存部件之间通过所述通气管连接；

所述通气管由位于气体储存部件以及第一通气孔之间的石墨管、位于第一通气孔以及第二通气孔之间的刚玉管以及第二通气孔与第三通气孔之间的开设有出气孔的石墨管组成，所述石墨管与所述刚玉管相互插接，所述通气管位于第三通气孔内的一端封闭。

2.根据权利要求1所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，所述第二通气孔、第三通气孔对称设置于所述内炉体侧壁上的底端。

3.根据权利要求2所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，所述第一通气孔与所述第二通气孔、第三通气孔呈水平直线方向相对设置。

4.根据权利要求3所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，所述第一通气孔、所述第二通气孔以及所述第三通气孔均为多个，分别呈水平直线排列，所述通气管也为多根且并行排列。

5.根据权利要求4所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，所述第一通气孔、所述第二通气孔以及所述第三通气孔等距均匀排列。

6.根据权利要求4-5任一项所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，在所述气体储存部件与所述第一通气孔之间还包括汇集总管，所述汇集总管的一端与所述气体储存部件连接，所述汇集总管的另一端与连接所述第一通气孔的各个通气管的一端连接。

7.根据权利要求1所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，所述石墨管为多段管道互相插接而成。

8.根据权利要求1所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，所述刚玉管为多段管道互相插接而成。

9.根据权利要求1、7-8任一项所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，互相插接形成的插接点处设置有加固装置。

10.根据权利要求9所述的一种炉底悬空石墨化炉内的通气装置，其特征在于，所述加固装置为卡箍以及法兰中的其中一种。