[發明專利]敞開式陽極焙燒爐模塊式火道墻

無效

• 申請號: 201010507210.1
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN101936659A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 曾學清;王有來;李貴華;鄧文;楊求思;李勇;車金平;石明均;岳衛東;熊飛
• 申請（專利權）人: 四川省眉山市金石耐火材料有限公司;四川啟明星鋁業有限責任公司;洛陽理工學院
• 主分類號: F27D1/04
• 分類號: F27D1/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 孫恩源

技術領域

本發明涉及高溫窯爐設備中的敞開式陽極焙燒爐，尤其是一種敞開式陽極焙燒爐的火道墻結構。

背景技術

敞開式陽極焙燒爐是目前國內外用于焙燒碳素陽極制品的一種高溫窯爐，這種碳素陽極制品使用在電解鋁行業的鋁電解槽中，作為金屬鋁電解槽的陽極使用。火道墻是敞開式陽極焙燒爐的關鍵爐體，其主要組成結構包括設置在兩側的兩列火道墻及設置在這兩列火道墻之間的料箱，每一列火道墻包括多條依次排列的火道墻，每一條火道墻由耐火材料制成，其包括相互平行的外墻體、內墻體和設置在外墻體、內墻體之上的火口體，以及連接在外墻體與內墻體之間的火焰分區結構和火焰導向體，火口體上設置有至少兩個火口，各個火口與由火焰分區結構分隔成的各火焰分區相對應，各火焰分區是相互連通的。火焰導向體為連接在外墻體與內墻體之間的柱狀結構，一般而言火焰導向體是垂直于墻體的，從火口進入的一條火焰經過該結構時可以被分散為若干條火焰，其功能是將從火口進入的火焰導向上下左右不同的方向，以利于火道墻內熱能的均衡分布。火道墻性能的優劣直接影響焙燒爐的使用壽命。

由于焙燒爐在工作過程中需反復裝、出碳素陽極制品，爐內溫度變化大，容易造成爐體開裂，爐體容易凹凸變形。椐資料顯示和實踐證明，目前我國電解鋁行業敞開式陽極焙燒爐普遍存在以下問題：

1、爐子的料箱沿高度和長度方向溫差大。

2、爐子料箱結構的整體性較差；特別是爐子運行一年左右后容易出現角部開裂、料箱和火道貫通的問題，其結果是增加了填充料的燒損，同時導致陽極產品的氧化，嚴重時可降低產品的合格率甚至產品報廢。

3、火道、料箱嚴重變形。爐子火道變形，將直接影響料箱尺寸的穩定性。變形嚴重的火道和尺寸變化過大的料箱，不僅增加填充料的燒損，促使產品的氧化，而且對產品的裝出爐操作非常有害，特別是對高度機械化操作的爐子，過大的變形將意味著爐子壽命的終結。

4、爐子運行一段時間后出現不同程度的爐體開裂、漏氣。

5、爐子火道頂部溫度過高。

6、爐子的散熱和蓄熱損失大。

以上問題中，料箱結構的整體性差、火道、料箱變形、爐子運行一段時間后出現不同程度的爐體開裂、漏氣等對陽極焙燒爐的使用壽命、陽極焙燒的品質影響較大。

產生上述問題的重要原因在于陽極焙燒爐關鍵部位如焙燒爐火道墻體等的耐火材料整體結構設計和耐火材料質量未能達到現場使用條件的要求，從而導致關鍵部位的耐火材料變形超過了允許的限度。

目前，國內的碳素陽極焙燒爐火道墻大多采用普通高鋁磚塊砌筑。采用這種方式砌筑的火道墻問題很多，突出的問題有：(1)因小磚塊之間磚縫很多，整體性差，高溫下其整體結構強度不高，火道墻使用中容易開裂和變形，使用壽命較低；(2)以一座36室的敞開式陽極焙燒爐為例，其有三百多條火道墻，若用小磚塊砌筑，需用的磚塊數量巨大，施工勞動強度大，效率低，施工周期長，每一條火道墻的大修施工時間一般需耗時72小時左右；(3)爐子的熱能分布不均衡，熱能利用率低，綜合成本高。

已經公開的敞開式陽極焙燒爐相關專利技術文獻中，對其火道墻主要是在材質選擇及局部結構改造方面，作了較多有益的探索，一定程度上能解決火道墻某一部位或某一方面的問題，如解決火道墻的局部穩定性、透氣性、墻體材質的強度熱震性，但對解決料箱結構的整體性差、火道變形、料箱變形、爐子運行一段時間后出現不同程度的爐體開裂、漏氣等長期困擾焙燒爐用戶的常見問題效果有限。

發明內容

為了克服現有敞開式陽極焙燒爐火道墻整體性差、施工不便的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種更便于施工且整體性更好的敞開式陽極焙燒爐模塊式火道墻。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：敞開式陽極焙燒爐模塊式火道墻，火道墻由耐火材料制成，其包括外墻體、內墻體和連接在外墻體、內墻體之上的火口體，以及連接在外墻體與內墻體之間的火焰導向體，火口體上設置有至少兩個火口，各個火口與由火焰分區結構分隔成的各火焰分區相對應，各火焰分區是相互連通的，所述火道墻由模塊組裝形成，火口體由至少一塊預成形的火口模塊組成，火口模塊上的設置有與火口模塊一體成形的火口；所述外墻體、內墻體和連接在外墻體、內墻體之間的火焰導向體由至少一塊預成形的導焰模塊組成，單個導焰模塊由外側板、內側板和連接在外側板與內側板之間的至少一個火焰導向體組成，火焰導向體與所述導焰模塊一體成形，各導焰模塊的外側板組合后構成外墻體，各導焰模塊的內側板組合后構成內墻體。