CN86100307A - 碳精块箱式烤炉的侧壁绝热件 - Google Patents

Abstract

烘烤碳精块的箱式烤炉的最外面的火道和外壁之间的区域，至少有一个耐火砖的砌层。作为最外面的火道的壁体，在烤炉外壁处至少有一个绝热耐火泡沫砖的砌层，和一个硅酸钙砌层。碳精块具体供熔盐电解制铝作阳极使用。绝热耐火泡沫砖砌层固定在外壁上，互相间没有可作游动的空间。外壁的突出部分上的密封元件，和最外面的火道上的密封元件互相锁定，突出部分伸在绝热砌层的上方，但和绝热砌层之间有一个距离。

Description

本发明有关碳精块特别是熔盐电解制铝所用的阳极的箱式烤炉最外面的加热火道（firing    shaft）和外壁之间的区域的侧壁绝热件。

烤碳精块的箱式烤炉，属于公知已经有许多年，这种碳精特别适用于作电解制铝的阳极。这类烤炉有若干箱室排列成行，可以筑在地面下面，或者直接在地面上。在盛放碳精块的箱室之间有加热火道。箱室大多数是直立的，根据它们的不同构造方式，可以在顶部开敞，或者用可以移动的盖子盖闭。

在制造碳精块时，把面团形的混合物，用压床或振动机做成块状。然后将生坯强度的碳精块转移到烤炉里去，在烤炉箱里堆放，埋在一个焦煤末或无烟煤末的垫层里面。然后把这烤箱封闭，使它几乎气密。把碳精块用碳末盖严可以防止碳精块在烘烤过程中氧化。加热时用煤气，油料或电。

烘烤过程持续数天，在这过程中碳精块的温度在一定的时间内保持在1100℃以上。因此有必要采取特殊的措施，限制能源的损耗，并且防止紧靠烤炉和围绕烤炉的区域受到强烈加热。为了这个缘故，烤炉的构造一般有相当厚的壁，地面采用耐火的陶瓷绝热材料。

从奥地利专利第261，723号已知的是一种箱形烤炉，有用高热容量的耐火砖筑造的厚侧壁绝热。当烤炉加热到工作温度时，厚耐火砖绝热层对加热火道产生压力，结果甚至可以使加热竖炉倾斜。

图1所示的是通过另一种已知箱形烤炉的局部垂直剖视图。一个外壳有一个混凝土的底部10，和一个外壁12，里面有耐火砖14砌的多层构造和侧壁绝热层，举例如用泡沫砖16或其他的加热砖砌成为了方便起见在下文中都简称为泡沫砖）。随在耐火砖14砌的厚侧壁层后面，有最外面的加热火道18，火道18的特点是在向着烤炉内部有一面较薄的耐火砖14砌的壁体。在第一阳极窑20里堆放生坯碳精块，在这第一阳极窑的后面一般有一个火道22的两侧有一道薄耐火砖14的壁。烤炉的最高部分区域用盖板24作保护。

图1所示的型式的箱式烤炉中，共有两种型式的火道，例如一般的小火道22和与外壁12相邻的最外面大火道18。

本发明的目的是设计一种侧壁绝热层，供箱式碳精块烘烤炉的最外火道和烤炉外壁之间的区域使用，具体的碳精块是供制造熔盐电解炼铝的阳极所使用，因而上述绝热层可以显现高度的效率和较长的使用寿命，而使用的是通常的设计，而人力和材料的消耗则相似。

这个目的可通过本发明达到，其特点如下：

安排至少一层耐火砖作最外面的火道的壁体，至少一层绝热耐火泡沫砖，和一层硅藻土砖或一层硅酸钙砖放在烤炉的外壁上。

外壁有一个突出部分，伸在绝热层的上面，与绝热层有一段距离，其间的空间用可压缩的耐火绝热材料填充，有互相接触的组件，把突出部分和最外面的火道之间的空隙封闭，

有一个绝热耐火泡沫砖层，和外壁固定，互相间不留可作游动的空间。

因此，根据本发明的第一特点，对于密度约为2.1克/cm³的耐火砖的厚砌层，大部份可以用密度为0.5克/cm³的、热容量较低的绝热材料，和/或类似的较轻的硅藻土砖（密度为0.63克/cm³）去代替。绝热材料有较低的单位体积价格，并且由于泡沫砖材料有较低的热容量，所以可以获得较好的绝热温度曲线。绝热材料的散热，比高热容量的耐火砖散热快。结果烤炉外壳在很大程度上受到了保护，于是相当大地延长了它的使用寿命。而大多数的烤炉外壳却一般用的是混凝土，抵抗100℃以上温度的性能相当差。

本发明的另一个特点，是把烤炉外壁和最外面的火道之间的区域完全封闭。这区域有一个或若干个耐火泡沫绝热砖砌层，和一个或若干个硅藻土砖砌层。

本发明上面所说的最后一个特点，例如把绝热耐火泡沫砖，在外壁上固定，在两者间不留空间，这是一个相当重要的特点。假如不作固定，那么从经验中看到：随着时间的转移，材料（例如焦煤和无烟煤末）便会渗透到绝热层和混凝土外壳之间，结果绝热层便被向里压而不能恢复原状。根据本发明提出的“固定”，除了有起固定作用的基本优点外，在对火道进行保养工作时，侧壁的绝热层不会被损坏或被带下来。作固定用的金属装置确实会把一部分热传导到外面去，但是从烤炉的总的能量平衡方面来看，这是没有多大意义的。

作绝热耐火砖砌结构所用的材料，包括泡沫砖和重级耐火砖（德文中称为“Ausbrandsteine），和硅藻土砖。

关于最外面的火道的侧壁，最好使用厚度为90-150mm的耐火砖层，尤其是厚度为110-120mm。紧靠这侧壁的是一个或若干个绝热耐火泡沫砖层，最好总厚度为230-400mm，尤其为300-350mm。紧靠外壁的是一个或若干个硅藻土砖或硅酸钙砖的砌层，其总厚度最好是200-300mm厚。实践中每一个砌层的厚度的准确数值，主要以所用的砖的标准尺寸为基础;只是厚度的近似值通过计算决定。

突出部分伸在耐火泡沫砖和硅藻土砖或硅酸钙砖的绝热砌层的上方，和绝热砌层有一个距离，最好是一个鼻突形状的混凝土块体。在现今的箱式烤炉中，把这突出部分放在已有的混凝土壁体的上面，并把它固定在上面是有好处的。而在另一方面，当建造新型的箱式烤炉时，混凝土的鼻突部分，和外壁作为一个整体砌在一起。

在突出部分和上述绝热层部分之间的空间，用炉渣或矿棉充填是有好处的。

突出部分的密封元件，和最外面的火道的密封元件互相接触，并且在设计中这种突出部分的特点是有一个有U形截面的钢质件，这是有好处的。在最外面的火道的最高部分区域里，或者在它的盖板处，有一个L形的钢质件，它的安装方式是：在把该件的自由突缘插入U形件以后，它的方向是垂直向下的。在它们之间插进一个密封材料，便可以进一步提高两个钢质件互锁的密封作用。

把绝热耐火泡沫砖在外壁上固定时，最好使用钢质的锚定装置进行，锚定装置从一个或若干个硅藻土砖或硅酸钙砖的砌层中穿过。钢质锚定装置在泡沫砖砌层中的固定，举例而言，可以通过把混凝土的砌块埋在那个砌层的适当位置里作固定。

根据本发明提出的烤炉侧壁的优点，可以归结如下：

由于有低热容量，具体的能源消耗可以降低。

在最外面的烤箱里煅烧的碳精块，和在普通烤炉的烤箱里煅烧碳精块的质量没有分别。

耐火材料的投资费用较低。由于固定在烤炉外壁上的耐火砖和泡沫砖的砌层比较薄，所以最外面的火道更新的费用降低一半以上。

作为举例，兹利用附图中的垂直剖面示意，在下文中将对本发明详细的解说，附图内容如下：

图2表示一个箱式烤炉的端部，

图3表示突出部分和最外面的火道的密封元件。

在图2中的一个箱式烤炉剖视部分，表示构成外壳一个部分的混凝土底座10和外壁12，外壁12也用混凝土制造;这些都和这类烤炉的已知款式相似。但是，外壁12的特点在于在它的最高部分上有一个鼻突26，形成一个向外伸出的环状件，外壁12是一个整体，也同样用混凝土制造，直接伸在最外面的火道18的上方。

最外火道18的侧壁，用支承砖28保持标准的间隔距离。有一个带有一般绝热层31的盖板30，把最外面的火道18封闭。这个最外面的火道18的设计，和所有的其他一般火道完全相似。

在底座10上有耐火砖的若干砌层14，火道的壁体也用这种耐火砖建造。

在最外面的火道18和外壁12之间，首先有一个绝热耐火泡沫砖16的砌层，然后有两个硅藻土砖32的砌层。

固定安放在外壁12里的一个垂直部件36上面的，有若干钢质锚定件34，从硅藻土砖32的砌层中穿透，伸进泡沫砖16砌层的内部，在泡沫砖16砌层中的混凝土块38中固定。

在混凝土鼻突26，和泡沫砖16及硅藻土砖32的绝热砌层之间的空间中，充填炉渣或矿棉40。

图2区域A中的混凝土鼻突26的密封元件，和外火道18的密封元件，在图3中用放大比例图表示。有加强件42混凝土鼻突26，通过突缘44固定在一个钢质的U形件46上。有一个L形钢质件50，焊接在属于外火道18的盖板30的角形件48上，其方式为把它的自由股52，垂直指向下方，和混凝土鼻突26的U形件46接触。在两个互相接触的钢质件46、50之间，有一个用柔性材料制造的密封块54，柔性材料有如无石棉耐火网。

Claims (10)

1、烘烤碳精块的箱式烤炉的最外面的火道(18)和外壁(12)之间的区域的侧壁绝热件，这种碳精块具体用作熔盐电解制铝的阳极，

特征为：

至少安排一层耐火砖(14)，作最外面的火道(18)的壁体，一层绝热耐火泡沫砖(16)，和一层硅藻土砖或一层硅酸钙砖(32)放在烤炉的外壁(12)上。

外壁(12)有一个突出部分(26)，伸在绝热层(16、32的上面，与绝热层(16、32)有一段距离，其间的空隙可用压缩的耐火绝热材料(40)填充，有互相接触的组件(46、52)，把突出部分(26)和最外面的火道(18)之间的空隙封闭，

有一个绝热耐火泡沫砖层(16)，和外壁(12)固定，互相间不留可作游动的空间。

2、如权利要求第1项中之绝热件，特征为耐火砖（14）砌层的厚度为90-150mm，泡沫砖（16）的砌层的厚度为230-400mm，而硅藻土砖或硅酸钙砖（32）的厚度为200-300mm

3、如权利要求第2项中之绝热件，特征为耐火砖（14）砌层的厚度是110-120mm，泡沫砖的厚度为300-350mm，而硅藻土或硅酸钙砖（32）的厚度是240-260mm。

4、如权利要求第1-3项任何一项中之绝热件，特征为在绝热层（16、32）的上方伸出，并和绝热层（16、32）有一个距离的突出部分（26），是一个混凝土制的鼻突。

5、如权利要求第4项中之绝热件，特征为突出部分（26）是一个和外壁（12）一体形成的混凝土鼻突。

6、如权利要求第1-5项任何一项中之绝热件，特征为在突出部分（26）和绝热层（16、32）之间的空间中，充填炉渣或矿棉（40）。

7、如权利要求第1-6项任何一项中之绝热件，特征为突出部分（26）和最外面的火道（18）的互相接触的密封元件，是互相锁定的U形和L形钢质件。

8、如权利要求第7项中之绝热件，特征为在钢质件（46、50）的互锁臂之间，设放有一种密封材料（54）。

9、如权利要求第1-8项任何一项中之绝热件，特征为绝热耐火泡沫砖砌层（16），用钢质锚定件（34）固定在外壁（12）上，钢质锚定件（34）在硅藻土砖或硅酸钙砖（32）的砌层中穿过。

10、如权利要求第9项中之绝热件，特征为钢质锚定装置（34）通过混凝土块（38），固定在泡沫砖（16）内。

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