專利名稱：一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱方法及其爐室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱方法及其爐室，特別是一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱方法及其爐室。
背景技術(shù)：
目前，石墨化前期的浸漬工序要求將陰極碳?jí)K預(yù)熱到一定溫度，這一般是通過陰極預(yù)熱 爐來實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)有技術(shù)中一般在陰極預(yù)熱爐的長條形換熱爐室內(nèi)，靠爐底兩側(cè)縱向設(shè)置有布 風(fēng)箱，布風(fēng)箱上開有若干均勻的小風(fēng)孔，來自獨(dú)立燃燒室的熱風(fēng)經(jīng)這些風(fēng)孔引入爐內(nèi)加熱陰 極。由于布風(fēng)箱內(nèi)熱氣流是沿縱向貫通的，同時(shí)由于長條形換熱爐室縱向是等流通截面，因 而布風(fēng)箱和爐室內(nèi)的熱氣流存在短路現(xiàn)象，爐室內(nèi)不能沿縱向形成良好的溫度降落。這樣導(dǎo) 致的后果是 一方面熱風(fēng)未經(jīng)過充分換熱，因而排氣溫度很高另一方面，冷的陰極不能吸 收足夠的熱量，預(yù)熱時(shí)間長，甚至不能預(yù)熱到工藝要求的溫度。這不但使產(chǎn)品質(zhì)量受到影響 ，而且浪費(fèi)了大量的能源，同時(shí)還增加了排煙結(jié)構(gòu)的溫度負(fù)擔(dān)。顯然，現(xiàn)有的陰極預(yù)熱爐換 熱爐室不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱方法及其爐室。該方法實(shí)施成本較低 ，熱能利用率高，換熱效果好，陰極碳?jí)K在爐室中預(yù)熱時(shí)間短，升溫快，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，爐 室的結(jié)構(gòu)簡單。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱方法，通過爐室隔板l將爐室分隔成高溫 區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)；通過風(fēng)箱隔板5將布風(fēng)箱分隔成強(qiáng)進(jìn)風(fēng)段、弱進(jìn)風(fēng)段和出風(fēng)段；傳送 帶將陰極碳?jí)K由爐室的低溫區(qū)送入，從高溫區(qū)送出，陰極碳?jí)K在爐室中逐漸升溫。
一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱爐室，包括爐室1和爐室兩側(cè)下方的布風(fēng)箱2，爐室l上方設(shè)有
兩個(gè)或兩個(gè)以上的爐室隔板3，將爐室分隔成高溫區(qū)4， 一個(gè)或一個(gè)以上的中溫區(qū)5和低溫區(qū) 6;爐體兩側(cè)下方的布風(fēng)箱2中分別設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的風(fēng)箱隔板7，將布風(fēng)箱分隔成進(jìn)風(fēng) 段8， 一個(gè)或一個(gè)以上的中間段9和排氣段10，布風(fēng)箱2上設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上的風(fēng)孔11。 上述的強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱爐室中，風(fēng)箱隔板7上設(shè)有兩個(gè)或兩上以上的小孔。 上述的強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱爐室中，爐室隔板3和風(fēng)箱隔板7采用與爐室內(nèi)壁相適應(yīng)的耐 熱鋼材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施成本較低，熱能利用率高，換熱效果好，陰極碳?jí)K在爐室
中預(yù)熱時(shí)間短，升溫快，爐室的結(jié)構(gòu)簡單。不僅具有溫度分布合理、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)， 而且還具有節(jié)約能源、延長使用壽命、改善工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)?？蔀槠髽I(yè)節(jié)省運(yùn)行成本，并使 生產(chǎn)質(zhì)量保持長期穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭為氣流流向示意；
圖2為圖1的A-A剖視圖3為圖1的B-B剖視圖(進(jìn)口處)；
圖4為圖1的C-C剖視圖(出口處)；
圖5為原技術(shù)的主視剖視圖6為原技術(shù)圖5的D-D剖視附圖中的標(biāo)記為1-爐室，2-布風(fēng)箱，3-爐室隔板，4-高溫區(qū)，5-中溫區(qū)，6-低溫區(qū)， 7-風(fēng)箱隔板，8-進(jìn)氣段，9-中間段，10-排氣段，11-風(fēng)孔，12-原有的排風(fēng)孔。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例。 一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱方法，如圖l、 2、 3、 4所示，通過爐室隔板l將爐室 分隔成高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)；通過風(fēng)箱隔板5將布風(fēng)箱分隔成強(qiáng)進(jìn)風(fēng)段、弱進(jìn)風(fēng)段和出 風(fēng)段；傳送帶將陰極碳?jí)K由爐室的低溫區(qū)送入，從高溫區(qū)送出，陰極碳?jí)K在爐室中逐漸升溫
一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱爐室，包括爐室1和爐室兩側(cè)下方的布風(fēng)箱2，爐室l上方設(shè)有 兩個(gè)爐室隔板3，將爐室分隔成高溫區(qū)4，中溫區(qū)5和低溫區(qū)6;爐體兩側(cè)下方的布風(fēng)箱2中分 別設(shè)有兩個(gè)風(fēng)箱隔板7，將布風(fēng)箱分隔成進(jìn)風(fēng)段8，中間段9和排氣段10,布風(fēng)箱2上設(shè)有若干 個(gè)風(fēng)孔ll。風(fēng)箱隔板7上設(shè)有一個(gè)孔。爐室隔板3和風(fēng)箱隔板7采用與爐室內(nèi)壁相適應(yīng)的耐熱 鋼材料。
對(duì)于寬、高、長為2.3邁X2.3mX13.4邁的爐室，在距爐室兩端各4.6m處設(shè)置爐室隔板3和 風(fēng)箱隔板7。爐室隔板3為梯形16Mn鋼板，具體尺寸與爐室上部形狀適應(yīng)，厚度為6咖；爐室 隔板3緊靠上方爐室內(nèi)壁連續(xù)焊接，該板下邊緣離爐室底面距離為1.88m。風(fēng)箱隔板7為五邊 形16Mn鋼板，具體尺寸布風(fēng)箱內(nèi)空形狀適應(yīng)，厚度為6mm;風(fēng)箱隔板7在布風(fēng)箱2內(nèi)焊接，將 布風(fēng)箱2分割為三段；在每塊風(fēng)箱隔板2上開有一個(gè)4)20通孔，以消除流動(dòng)死角。排氣口采用 夾套下排方式，結(jié)構(gòu)形式完全等同于進(jìn)氣口，材料也選用與爐室內(nèi)壁、進(jìn)氣口一致的16Mn鋼
工作原理來自獨(dú)立燃燒室的熱風(fēng)首先進(jìn)入進(jìn)氣段8布風(fēng)箱，由于風(fēng)箱隔板7的阻隔作用
，絕大部分熱風(fēng)通過布風(fēng)箱2上的風(fēng)孔11進(jìn)入該爐室的高溫區(qū)4:密度低的熱氣流直接竄到爐 室高溫區(qū)上部，受到第一塊爐室隔板3的阻擋折流，熱氣流在該隔板下匯集后進(jìn)入爐室中溫 區(qū)5;同樣地，進(jìn)入中溫區(qū)5的熱氣流上竄，經(jīng)第二塊爐室隔板3的阻擋折流，在該隔板下匯 集后又進(jìn)入爐室低溫區(qū)6;最后，爐室低溫區(qū)6內(nèi)氣流通過該段布風(fēng)箱2上的風(fēng)孔11進(jìn)入布風(fēng) 箱的排氣段IO,并排向后續(xù)煙道中。在各段爐室內(nèi)，熱氣流都要和陰極碳?jí)K進(jìn)行熱交換，氣 流溫度逐漸降低，到低溫區(qū)6達(dá)到最低；陰極碳?jí)K從低溫區(qū)6被傳送帶傳送進(jìn)爐室1，溫度逐 漸提高，到高溫區(qū)4陰極碳?jí)K達(dá)到最高溫度，溫度是逐漸升高的。
在原有技術(shù)中，由于沒有風(fēng)箱隔板7，熱氣流一經(jīng)引入就迅速布滿了各段布風(fēng)箱，然后 才從布風(fēng)箱經(jīng)風(fēng)孔ll進(jìn)入爐室，相當(dāng)一部分熱氣流是從布風(fēng)箱直接進(jìn)入排氣段排走的；爐室 內(nèi)由于沒有爐室隔板3，而且原有的排風(fēng)孔12為向上直通式結(jié)構(gòu)，大量氣體竄到爐室上部并 沿爐室上部空隙向后流走，不能與爐室中放置的陰極碳?jí)K進(jìn)行充分的熱交換。本發(fā)明由于風(fēng) 箱隔板7和爐室隔板3的存在，以及排氣口采用下排方式，熱氣流依次進(jìn)入高溫區(qū)4、中溫區(qū) 5和低溫區(qū)6進(jìn)行強(qiáng)制換熱，延長了換熱時(shí)間，形成了良好的溫度降落，這樣在爐室縱向就實(shí) 現(xiàn)了比較合理的溫度分布。這樣的溫度分布可體現(xiàn)出三大優(yōu)點(diǎn)-
1、 節(jié)約能源。原技術(shù)中由于換熱時(shí)間短、換熱效率低，使得陰極碳?jí)K在出爐時(shí)不能達(dá) 到原設(shè)計(jì)溫度，因而運(yùn)行時(shí)要么增大進(jìn)氣量，要么提高進(jìn)氣溫度，這都導(dǎo)致燃料消耗的增加 。本發(fā)明由于換熱時(shí)間長、換熱效率高，設(shè)計(jì)進(jìn)氣量小，進(jìn)氣溫度低，節(jié)約了大量的能源， 粗略估計(jì)可節(jié)約3096以上的能耗。
2、 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。由于傳熱的時(shí)間滯后特性，傳熱過程中陰極碳?jí)K內(nèi)外必然存在溫差
。原技術(shù)中由于氣流溫度高，而且一進(jìn)入即遇到幾乎冷態(tài)的陰極碳?jí)K，因而存在更大的傳熱 溫差，這導(dǎo)致陰極碳?jí)K內(nèi)外溫差大，出現(xiàn)裂紋等質(zhì)量缺陷。本發(fā)明由于熱氣流形成了三個(gè)明 顯的溫度降落段，而陰極碳?jí)K又是反向進(jìn)入爐室并逐次得到加熱在排氣段，剛進(jìn)入爐內(nèi)的 陰極碳?jí)K受到最低溫氣流的預(yù)熱；在中間段，中溫的陰極碳?jí)K受到中溫氣流的加熱；在進(jìn)氣 段，高溫的陰極碳?jí)K受到高溫氣流的加熱。這樣的給熱制度使得陰極碳?jí)K內(nèi)外溫度均勻，質(zhì) 量高。產(chǎn)品質(zhì)量合格率可提高一到兩倍。
3、 延長使用壽命。原技術(shù)中由于進(jìn)氣溫度高和排氣溫度均高，必然造成爐室內(nèi)以及爐 室前后管道的溫度負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致使用壽命縮短、工作環(huán)境惡化等后果。本發(fā)明由于進(jìn)氣溫度和 排氣溫度均低，爐室及各管道的溫度負(fù)擔(dān)輕，使用壽命大大延長，工作環(huán)境明顯改善。本發(fā) 明預(yù)期使用壽命可達(dá)原技術(shù)的1.5倍以上。另外，低溫加熱也為廉價(jià)金屬材料的采用提供了 條件。 總之，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅具有溫度制度合理、產(chǎn) 品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有節(jié)約能源、延長使用壽命、改善工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。使用本發(fā) 明能為企業(yè)節(jié)省運(yùn)行成本，并使生產(chǎn)質(zhì)量保持長期穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱方法，其特征在于通過爐室隔板(1)將爐室分隔成高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)；通過風(fēng)箱隔板(5)將布風(fēng)箱分隔成強(qiáng)進(jìn)風(fēng)段、弱進(jìn)風(fēng)段和出風(fēng)段；傳送帶將陰極碳?jí)K由爐室的低溫區(qū)送入，從高溫區(qū)送出，使陰極碳?jí)K在爐室中逐漸升溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種強(qiáng)制換熱式陰極預(yù)熱方法，通過爐室隔板(1)將爐室分隔成高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)；通過風(fēng)箱隔板(5)將布風(fēng)箱分隔成強(qiáng)進(jìn)風(fēng)段、弱進(jìn)風(fēng)段和出風(fēng)段；傳送帶將陰極炭塊由爐室的低溫區(qū)送入，從高溫區(qū)送出，陰極炭塊在爐室中逐漸升溫。本發(fā)明實(shí)施成本較低，熱能利用率高，換熱效果好，陰極炭塊在爐室中預(yù)熱時(shí)間短，升溫快，爐室的結(jié)構(gòu)簡單。不僅具有溫度分布合理、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有節(jié)約能源、延長使用壽命、改善工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)?？蔀槠髽I(yè)節(jié)省運(yùn)行成本，并使生產(chǎn)質(zhì)量保持長期穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F27B9/30GK101097116SQ20061020064
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者寧 陳 申請(qǐng)人:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院