一种用于生产碳素材料的天然气焙烧炉的制作方法

本实用新型属于焙烧炉，具体涉及一种用于生产碳素材料的天然气焙烧炉。

背景技术：

焙烧炉是将高压预成形后的各种碳素材料制品，在800℃~1300℃的高温下隔绝空气进行加热焙烧，从而改善制品的导电、导热性能，提高制品机械强度的热工设备。而天然气焙烧炉是通过天然气与空气充分接触并燃烧，达到加热焙烧的目的。

现有的天然气焙烧炉结构如图1所示，所述天然气焙烧炉包括封闭的炉体1，在炉体上设有天然气进口2、空气进口及排烟口，所述空气进口和排烟口设于炉体底部；并在炉体内设有顶端敞口的容置腔用于放置待加工的碳素材料制品6，所述容置腔由侧壁3及设置在侧壁底部的底板构成，底板采用高铝耐火砖4铺设而成并将侧壁的底部封闭，并且所述容置腔通过支撑机构支撑设置在炉体内。因碳素材料制品在高温焙烧过程中，预制成型的碳素材料制品中的沥青粘结剂会发生熔融、挥发、结焦、碳化等一系列物理化学变化，同时因碳素材料制品强度低、材质均匀性差、受热不均匀及热膨胀不均匀等原因会造成碳素材料制品变形坍塌、破损甚至开裂，降低焙烧的成品率，所以将碳素材料制品均匀放置在容置腔内后，常在碳素材料制品周围均匀填充一定颗粒度的冶金焦或石英砂的填充物5作为支撑，防止碳素材料制品坍塌损坏。同时，在碳素材料制品形成的料堆顶部的容置腔内也填充冶金焦或石英砂，用于隔绝容置腔顶部的空气，这里的隔绝空气是相对隔绝空气，而不是绝对隔绝空气。但是现有的容置腔底板和侧部均采用导热性差的高铝耐火砖整体铺砌而成，主要由容置腔上方的高温烟气对填充物进行热传递，从而实现对料堆加热，这样容置腔不仅受热不均匀而且加热效率不高。

所以，提供一种能在生产碳素材料过程中，能对料堆进行均匀加热，并提高加热效率的焙烧炉是亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的就在于提供一种降低底板热阻，使加热更加均匀，同时也提高加热效率的用于生产碳素材料的天然气焙烧炉。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于生产碳素材料的天然气焙烧炉，包括封闭的炉体，在炉体上设有天然气进口、空气进口及排烟口，所述空气进口和排烟口设于炉体底部；并在炉体内设有顶端敞口的容置腔用于放置待加工的碳素材料制品，所述容置腔由侧壁及设置在侧壁底部的底板构成，所述底板由若干耐火砖铺设而成，并且所述容置腔通过支撑机构支撑设置在炉体内，所述底板上均匀设有若干贯穿底板上下两表面的通孔，在底板上方铺设一层冶金焦，所述冶金焦的粒径大于通孔的尺寸，从而在底板上方形成导热层；同时在导热层上方设有阻隔层，用于阻隔空气进入容置腔内。

进一步地，所述阻隔层采用冶金焦或石英砂铺设而成，所述阻隔层采用的冶金焦或石英砂的粒径小于导热层采用的冶金焦的粒径。

进一步地，导热层采用的冶金焦的粒径为30mm~50mm，导热层的厚度为80mm~150mm；所述阻隔层采用的冶金焦或石英砂的粒径为1mm~5mm，阻隔层的厚度为10mm~50mm。

进一步地，通孔的尺寸大小为5mm~30mm，底板厚度为100mm~300mm。

进一步地，所述容置腔为活动设置，所述炉体的侧壁上设有与容置腔对应的密封门，从而使得容置腔通过密封门进出炉体。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型容置腔底板上设有通孔，并在底板上方设置导热层和阻隔层，炉体内天然气和空气接触燃烧后的高温烟气可以在通孔内对导热层的冶金焦进行热传递加热，从而通过热传递实现对阻隔层内的冶金焦加热，进而对碳素材料制品加热，相对于现有直接通过底板耐火砖进行热传递，冶金焦的导热性能比耐火砖的好，这样降低了底板的热阻，使底板的温度场更加均匀，提高了加热速度，缩短了加热至预定焙烧温度的时间，从而提高了加热效率，同时，容置腔上下两方向的高温烟气均可对碳素材料制品进行高效传热，使得受热更加均匀，提高了产品的合格率。

2、通孔的尺寸，以及导热层采用的冶金焦、阻隔层采用的冶金焦和石英砂的粒径和厚度的设计，使得在满足高温烟气能更多对导热层进行加热的同时，也能保证导热层采用的冶金焦能对阻隔层采用的冶金焦和石英砂进行很好的支撑，也使得阻隔层能有效的阻隔空气进入料堆。

附图说明

图1-现有天然气焙烧炉结构。

图2-本实用新型结构示意图。

其中：1-炉体；2-天然气进口；3-侧壁；4-底板；5-填充物；6-碳素材料制品；7-导热层；8-阻隔层；9-通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

参见图2，一种用于生产碳素材料的天然气焙烧炉，包括封闭的炉体1，在炉体1上设有天然气进口2、空气进口及排烟口，所述空气进口和排烟口设于炉体1底部；并在炉体1内设有顶端敞口的容置腔用于放置待加工的碳素材料制品6，所述容置腔由侧壁3及设置在侧壁底部的底板4构成，所述底板4由若干耐火砖铺设而成，并且所述容置腔通过支撑机构支撑设置在炉体1内，所述底板4上均匀设有若干贯穿底板4上下两表面的通孔9，在底板4上方铺设一层冶金焦，所述冶金焦的粒径大于通孔的尺寸，从而在底板上方形成导热层7；同时在导热层7上方设有阻隔层8，用于阻隔空气进入容置腔内。

在生产碳素材料时，碳素材料制品堆砌在阻隔层上方，并在碳素材料制品周围以及碳素材料形成的料堆上方填充填充物5，所述填充物5为一定粒径的冶金焦和石英砂，位于料堆上方的填充物一可以隔绝容置腔上方的空气进入料堆，二可以实现高效的热传导。

这样设置后，天然气和空气分别从天然气进口和空气进口进入炉体内，天然气与空气接触燃烧后产生高温烟气，高温烟气可以从通孔处进入导热层对导热层进行加热，从而对导热层上方的阻隔层进行导热，进而对碳素材料制品进行加热，实现从容置腔底部对碳素材料制品进行加热，同时，容置腔上方的高温烟气通过导热实现对碳素材料制品加热，这样使得从上下两个方向实现对容置腔内的碳素材料制品进行加热，使得受热更加均匀。并且阻隔层设置后可以隔绝空气进入料堆，保证碳素材料制品在高温、隔绝空气的条件下进行焙烧。

此外，设置通孔后，高温烟气通过通孔对导热层和阻隔层进行加热，进而对碳素材料制品进行加热，相对于现有底板直接采用耐火砖之间平铺的方式对碳素材料制品导热，冶金焦的导热性能比耐火砖的好，这样降低了底板的热阻，使底板的温度场更加均匀，提高了加热速度，缩短了加热至预定焙烧温度的时间，从而提高了加热效率。

具体实施时，所述通孔可以是圆孔，也可以是矩形孔，对于具体的形状不做限定。

具体实施时，所述阻隔层8采用冶金焦或石英砂铺设而成，所述阻隔层8采用的冶金焦或石英砂的粒径小于导热层7采用的冶金焦的粒径。

具体实施时，导热层7采用的冶金焦的粒径为30mm~50mm，导热层7的厚度为80mm~150mm；所述阻隔层8采用的冶金焦或石英砂的粒径为1mm~5mm，阻隔层8的厚度为10mm~50mm。

具体实施时，通孔的尺寸大小为5mm~30mm，底板厚度为100mm~300mm。

具体实施时，所述容置腔为活动设置，所述炉体1的侧壁上设有与容置腔对应的密封门，从而使得容置腔可以通过密封门进出炉体。

本实施例中，容置腔底部设有滚轮，炉体底部设有与滚轮配合的导轨，在炉体外将碳素材料制品堆砌在容置腔内后，将容置腔推入炉体内，关闭密封门，点火，对容置腔内的碳素材料制品进行加热就可以了。堆砌碳素材料制品时，在阻隔层上方开始堆砌，堆砌一层碳素材料制品后，铺设一层填充物5，然后再堆砌下一层碳素材料制品，然后再铺设一层填充物5，如此重复，完成容置腔内的碳素材料的堆砌，最后再在料堆上方的容置腔内填充一层比较厚的填充物5即可。

最后需要说明的是，本实用新型的上述实施例仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。