碳素热工设备及原理——第一篇 碳素窑炉
碳素热工及窑炉资料
g.
h. i.
镁铝砖：其耐火度很高达2130度，荷重软化点和热稳定性都
刚玉砖：以电熔刚玉砂或工业氧化铝为原料 , 加入1％下的 碳化硅耐火制品：用粘土作结合剂的碳化硅制品，其组成变
比镁砖好。
氧化钛，在1600-1800 ℃烧结而成，使用温度在1800℃以下。
化甚大。根据使用要求，粘土结合剂用量在 5-20％，可以外加高铝矾 土，工业氧化铝等。 3. 砌窑用的耐火混凝土 4. 砌窑用的隔热材料
第七章
隧道窑
本章学习目的在于通过间歇窑倒焰窑和 连续窑环式多室焙烧炉、隧道窑比较，进一 步了解和掌握碳素工业窑炉的共性与个性特 点。 根据实际工况运用热工原理知识，培养
发现和解决高温工程问题的基本技能。
1
7.1 合理的烧成制度
无论设计或操作隧道窑，都要符合工艺要求，保证优质， 高产，低热耗和满足工厂技术经济指标等。 一、分类 隧道窑有各种不同的分类方法，大致归纳为： 1．按照烧成温度的高低可分为： （1）低温隧道窑(1000~1350℃)； （2）中温隧道窑(1350~1550℃)； （3）高温隧道窑(1550~1750℃)； （4）超高温隧道窑(1750~1950℃)。
2
2．按照烧成品种可分为： （1）耐火材料隧道窑；
（2）陶瓷隧道窑； （3）红砖隧道窑。 3．按热源可分为： （1）火焰隧道窑； （2）电热隧道窑。 4．按火焰是否进入隧道可分为： （1）明焰隧道窑； （2）隔焰隧道窑； （3）半隔焰隧道窑。
3
5．按窑内运输设备可分为： （1）车式隧道窑；
（2）推板隧道窑；
中的物理化学过程的进行。
4．全窑应有一个合理的压力制度，以确保温度制度和气 氛制度的实现。 同一种制品可在较高的温度下和较短的时间内烧成，也可 以在较低的温度下和较长的时间内烧成。
碳纤维石墨化炉生产技术的制造结构原理
碳纤维石墨化炉生产技术的制造结构原理碳纤维石墨化炉作为一种新型高温特殊材料的生产装置，其制造结构原理十分重要。
本文将介绍碳纤维石墨化炉的制造结构原理，全面了解其制造过程，为此我们将从以下几个方面进行阐述。
石墨化炉基本结构碳纤维石墨化炉主要由外壳、内衬、加热元件及控制系统等组成，同时还有必要的附属设施，如进料、排气、气密和热交换等。
其中，炉体的外壳采用耐高温合金制造，并采取水冷方式进行冷却。
内衬部分采用优质石墨材料制成，以确保石墨化炉能持续承受高温、真空的作用，并排除可能对加工零件造成的干扰。
加热元件采用特殊的电热石墨杆，在保证工作温度的前提下，对加工零件的影响尽量降低。
石墨化原理碳纤维石墨化炉的石墨化原理是利用高温石墨来使碳纤维改变其基本结构，从而使其具有更优异的物理和化学性能，包括在高温下具有高强度、高刚度、低膨胀系数及优异的抗氧化能力等优异性质。
在石墨化过程中，晶格可能发生变化，使得其得到不同的性质，因此，对碳纤维进行石墨化处理，可以在最终的材料特性上有很大的变化。
制造过程碳纤维石墨化炉的制造过程主要包括下列几个步骤：1. 炉体部件制造炉体部件是石墨化炉最为重要的部件之一，必须选用特殊高温石墨材料制成。
其制造流程主要包括原材料采补，研磨、混合、压缩、加工、整形、烘烤、石墨槽电加热元件入槽和炉耐高温合金外壳制造等。
2. 加热部件制造碳纤维石墨化炉的加热部件主要是加热石墨杆，其制造流程主要包括原材料采购、制粉、混合、制条、烘烤、加工和粘接等。
以碳化硅-碳热场石墨化炉为例，其加热石墨杆是由碳化硅和碳混合制成的，碳化硅粉末和石墨粉末磨碎以后混合，加入粘结剂，制成圆形条坯，经烘烤、加工等工艺制成成形的加热石墨杆。
3. 石墨槽装配碳纤维石墨化炉的石墨槽是碳纤维进行石墨化最关键的部件之一。
为了确保其达到高效、稳定的工作状态，石墨槽需要在装配之前进行一次检查，检查其是否有缺陷、裂纹、破损等问题。
如果石墨槽有问题，必须在进行石墨化前进行修补。
碳素焙烧工从不懂到精通
碳素焙烧工从不懂到精通1-1 调温工应知部分1.我们的焙烧炉有多少个炉室？每个炉室有几个料箱？答：54室×2台，7个料箱。
2.焙烧炉的料箱尺寸是多少？答：5300×800×5500mm3.焙烧阳极终温是多少度？答：1050～1100℃4.焙烧炉炉面负压为多少？答：总负压-1500±100Pa5.焙烧火焰系统是由哪些设备组成的？答：1个ER排气架、1个TPR测温架、3个HR加热架、1个PR 零点压力架、1个鼓风架、2个CR冷却架。
6.焙烧火焰移动周期为多少？答：28～32H7.焙烧出炉温度应该小于多少？答：≤200℃8.焙烧火焰系统的能耗是多少？答：能耗≤2.8GJ/T、焙烧炉台用气量1700Nm3/h、焙烧炉台电耗145KW/h、燃烧器寿命≥3年、热电偶≥6个月。
9.焙烧火焰系统二级站的控制目的是什么？答：就是通过计算机完成对焙烧炉温度和压力的有效控制，使其按焙烧升温曲线对阳极进行预热、焙烧、冷却；并对焙烧过程进行记录、存储、管理、优化控制。
10.焙烧中央控制室设置有几台计算机？完成什么功能？答：有工控计算机(2台)；完成对各炉室的监控(火焰配置图、历史趋势、远控调节)及车间级网络管理、报表打印、故障报警等功能。
11.焙烧中央控制室辅助模拟屏和操作台的作用是什么？答:仿真工艺流程、紧急停车、重要工艺参数的显示功能。
12.焙烧火焰系统的辅助PLC站的主要功能是什么？答：监控天然气的温度和压力；监控天然气的即时流量和累计流量；监控环行烟道的温度和压力。
13.焙烧火焰系统的温度制度规定了什么？答：天然气温度5～25℃、热值40MJ/Nm3、总管压力≥200kPa、集合管压力≥75kPa；自动点火温度700～750℃。
14.焙烧火焰系统的负压制度规定了什么？答：排烟机入口负压＞2500Pa；排烟架负压500～2000Pa；火道负压：12～160Pa；喷火口负压:点火时0～5Pa；喷火口负压:正常5～15Pa；负压架负压：30～150Pa；2级站报警负压：10Pa；燃烧器减压阀压力700～1200Pa；压缩空气0.4～0.6MPa；蒸汽0.3～0.5MPa。
第三章煅烧工艺及设备《炭素材料》教学课件
烟道、排烟机和烟囱。
3-9顺流式罐式煅烧炉炉体结构
1—煤气管道；2—煤气喷口；3—火道；4—观察口；5—冷却水套；6—煅烧罐；7—蓄热室；8—预热空气道
共五十页
共五十页
工作过程：煤气和挥发分在首层火道燃烧，炽热火焰(huǒyàn)及燃烧后 的高温气流由烟囱及排烟机的抽力引导，从首层火道末端向下 迂回进入第二层火道，又有第二层火道向下迂回到第三层火道 最后，从末层火道进入储热室，在储热室通过格子砖的热交换 时冷空气加热到400~500℃。预热后的空气上升到第一层火道 与挥发分或煤气混合燃烧。通过储热室的烟气，经总烟道和排
共五十页
3.1 原料(yuánliào)预碎
❖ 碳质原料块度过大，不仅在煅烧工序保证不了煅后料质量的均 一性，而且受到煅烧设备的限制，使加料和排料造成困难，还 会影响中碎设备的效率。因此碳质原料在煅烧前要预先破碎到
50～70mm左右的中等块度，以确保大小块料均能得到均匀的深度煅 烧。
❖ 注意(zhù yì)：料破碎也不能过细，否则会造成粉料过多和增加煅烧 烧损量。
共五十页
6层火道的罐式煅烧炉主要(zhǔyào)工艺操作条件：
首层火道温度，℃
1250~1350
二层火道温度，℃
1250~1350
六层火道温度，℃，不大于
1250
排烟机前废气温度， ℃
400~500
首层火道负压,pa
9.8~14.7
六层火道负压,pa
78.4~98
原料在罐内停留时间,h
共五十页
3.3 煅烧(duànshāo)设备分类
❖ 炭素原料煅烧是在不同的煅烧炉内进行的，根据不同的炉型，其煅烧工艺也有各自不同的特点。
碳素焙烧炉的发展及应用
碳素焙烧炉的发展及应用环视焙烧炉是生产碳素制品最关键的大型热工炉窑设备，对一个预焙阳极生产厂而言，环式焙烧炉的基建投资占整个碳素厂总投资的50%～60%，而且焙烧炉设计及技术的先进性对产品的质量单位投资的产能、能耗及能源综合利用、炉子寿命、产品生产成本都有很大的影响，焙烧炉火道墙结构的设计，材质的选择和施工工艺是设计焙烧炉最关键的技术。
碳素生产企业环式焙烧炉火道墙采用砖砌结构，由轻质耐火砖、粘土耐火砖、异型耐火砖砌筑而成。
根据焙烧炉火道墙尺寸的不同，每条火道墙重约7～9吨，砖层多打40层。
在生产过程中，依照工艺要求反复地升降温（1250℃～1300℃），降温（20℃～30℃），每次装、出炉时，天车夹具、碳素产品都不可避免地会碰撞到火道墙上，这样火道墙就会发生变形，变形达到一定程度，就必须拆除重砌。
火道墙主要损坏形式：传统工艺采用耐火砖加耐火泥浆砌筑，采用了卧缝打灰、立缝不打灰的砌筑工艺，这样会出现砖缝泥浆脱落，影响了火道墙的整体结构强度。
由于砌砖更多的注重了火道墙的牢固性，但忽视了火焰的流向，不可避免地出现温度死角，对产品的均匀性造成影响。
在生产过程中由于产生不均匀热膨胀以及频繁升降温和装出焙烧品的撞击，造成火道墙变形，继而火焰不走正道→温度死角→温差变大→炉箱变形等恶性循环，能耗增大，降低炉体寿命，出现频繁中小修。
目前国内碳素焙烧炉的设计是50年代从国外引进的技术，火道墙采用砖砌筑结构，经历了半个世纪，并为大多数碳素厂所采用。
随着生产实践的进一步深入，该技术的一些技术问题也逐渐暴露出来。
（1）边火道墙向外突出或整体倾斜，使料箱变窄，装出炉困难；（2）中间火道向内外凹陷，使火道变窄，影响热流气体的流动和燃烧效果；（3）火道墙裂缝严重，导致漏风漏料，影响产品质量，增大热能损耗，破损比较严重的火道墙必须进行中修、大修，由于火道墙是由小块耐火砖砌筑而成，拆除一条火道墙大约需要7～8小时，重新砌筑需24小时左右，拆除并重砌一条火道墙就必须搬运近17吨的材料，这不仅给修炉工作带来困难，而且给车间的正常生产增加难度。
碳素厂焙烧炉筑炉施工方案
碳素厂焙烧炉筑炉施工方案一、项目背景碳素厂是一种重要的工业生产设施，主要用于制造高品质的碳素制品。
而焙烧炉则是碳素制品生产过程中的关键设备，负责将原材料进行高温烘烤，使其转变为具备所需性能的碳素制品。
因此，焙烧炉筑炉施工方案的设计与实施，对于确保焙烧炉的稳定运行和高质量的碳素制品产出具有至关重要的作用。
二、施工方案1.前期准备根据焙烧炉的规划设计图纸确定施工地点，并开展相应的场地清理和平整工作。
评估地质条件和承重能力等因素，并进行必要的地基处理。
在施工现场设立施工区域，确保安全与便利性。
并准备好所需要的施工设备、工具和材料。
2.浇筑基础根据焙烧炉的尺寸和重量确定基础的规格。
首先清理好施工区域，然后进行基坑的挖掘，并按设计要求进行土方的回填和夯实。
在基坑内铺设钢筋，按设计要求进行焊接、绑扎和固定。
然后进行混凝土浇筑，并进行养护。
3.砌筑外壳和隔热层根据焙烧炉的结构设计，开始砌筑外壳。
根据设计要求选择适当的耐火砖、砂浆和砌筑工艺。
保证砌筑质量的同时，确保外壳的密封性和耐火性。
同时，根据焙烧炉的使用要求，在外壳上进行隔热层的施工，以防止能量损失和温度波动。
4.安装燃烧设备和控制系统根据焙烧炉的设计要求和使用需求，进行燃烧设备的安装。
包括燃烧器、燃烧室和燃烧风机等。
确保设备的安装正确、稳固和可靠。
同时，根据焙烧炉的智能化要求，进行控制系统的安装。
包括温度、压力和流量传感器、自动调节阀和监控仪表等。
5.连接输送设备和排放系统焙烧炉作为碳素制品生产线的重要环节，需要与其他设备和系统进行连接。
根据焙烧炉的设计要求和生产线的布局，将输送设备和排放系统与焙烧炉进行连接。
确保物料的输入和产物的输出流畅和顺利。
6.完善安全与环保设施焙烧炉筑炉施工过程中要充分考虑到安全和环保因素。
在施工现场设置必要的安全警示标志和安全防护设施。
同时，根据环保要求安装烟气净化设备和废气处理装置，确保排放物的含量和浓度符合国家标准。
三、总结焙烧炉筑炉施工方案是碳素厂建设过程中至关重要的环节。
碳素热工及窑炉课件.ppt
a. 能耐高温 b. 具有一定的强度 c. 能保温，使向外界散失的热量小。
‹#›
c.窑墙砌筑时注意事项： a. 为了砌筑的方便和外形的整齐，窑墙厚度变化不要太多。 b. 各层材科的厚度应为砖长或砖宽的整倍数，而窑墙的高
‹#›
2. 砌窑用的耐火材料 a. 粘土质耐火砖：粘土砖属于弱酸性耐火材料，热稳定性较好，
使用温度在1300℃以下。 b. 半硅砖：属半酸性耐火材料，其荷重软化开始温度比粘土砖
高，急冷急热性比硅砖好，但比粘土砖稍差。 c. 高铝砖：耐火度及荷重软化点比粘土砖高，开始软化温度在
1420-1500度以上，抗化学腐蚀性较好，但热稳定性较低，使用温度 在1400－1600℃。
响质量，而且推车快，不平稳，容易造成倒塌事故。 连续推车：产品温度均匀上升，推车慢，平稳．不易出事‹#故› 。
3. 燃烧设备 燃烧设备主要有燃烧室和烧嘴两部分，还有其他附属设备。
(1) 燃烧室的布置 燃烧室的布置和窑内的温度均匀性有关，隧道窑燃烧室的
分布有集中或分散，相对或相错，一排或二排等不同类型。 a. 集中或分散 分布有燃烧室的一带叫烧成带。可以用1－2对燃烧室，
‹#›
2. 窑车、砂封及推车机 窑车应具有足够的机械强度，耐热性好，反复加热和冷却
而不变形。 砂封槽多用钢板或角钢作成，但都必须留有膨胀余地，以
免高温变形，影响窑车行进。 推车机应使窑车推动平稳均匀，以免料垛倒塌。窑车运动可
以是间歇的或连续的： 间歇推车：每车温度急剧改变，产品温度不是均匀上升，影
4．排烟系统 排烟系统包括烟气由窑内向窑外排出所经过的排烟口，
7碳素热工及窑炉
温度较比内壁低。 b.窑墙应具备条件：
a.
b. c.
能耐高温
具有一定的强度 能保温，使向外界散失的热量小。
‹#›
c.窑墙砌筑时注意事项： a. 为了砌筑的方便和外形的整齐，窑墙厚度变化不要太多。
b. 各层材科的厚度应为砖长或砖宽的整倍数，而窑墙的高
度应为砖厚的整倍数，使砌筑时尽量不砍砖。 c. 各种砖的规格一般是：耐火砖及轻质砖：长230毫米， 宽113毫米，高65毫米，红砖：长240毫米，宽120毫米，高53 毫米。砌筑时还要考虑砖缝厚度。
这就叫集中布置燃烧室。也可以用近10对或更多的燃烧室，这
就叫分散布置燃烧室。集中布置易于操作和自动调节，但燃烧 室的大小或烧嘴能力都有一定限制，过大的燃烧室不易操作。
‹#›
b.
相对或相错 燃烧室一般两侧相对布置，这样砌筑简单，易于安置钢架结构。
两侧燃烧室不全相对而略有错开，这样窑内气体产生循环，可使温度进一
d. 灰缝(砖缝)越小，窑墙使用寿命越长。
‹#›
（2）窑顶
窑顶的作用与窑墙相似，但窑顶支撑在窑墙上，且在较为 恶劣的条件下操作，因此，除了必须耐高温，积散热小及具有 一定的机械强度外，还必须具备： 1) 2) 3) 结构好，不漏气，坚固耐用， 重量小，减轻窑墙负荷， 横推力小，少用钢材，
4)
尽量减少窑内气体分层。
第七章
隧道窑
本章学习目的在于通过间歇窑倒焰窑和 连续窑环式多室焙烧炉、隧道窑比较，进一 步了解和掌握碳素工业窑炉的共性与个性特 点。 根据实际工况运用热工原理知识，培养
发现和解决高温工程问题的基本技能。
‹#›
7.1 合理的烧成制度
无论设计或操作隧道窑，都要符合工艺要求，保证优质， 高产，低热耗和满足工厂技术经济指标等。 一、分类 隧道窑有各种不同的分类方法，大致归纳为： 1．按照烧成温度的高低可分为： （1）低温隧道窑(1000~1350℃)； （2）中温隧道窑(1350~1550℃)； （3）高温隧道窑(1550~1750℃)； （4）超高温隧道窑(1750~1950℃)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
碳素热工设备及原理——第一篇碳素窑炉
碳素窑炉是一种常见的碳素热工设备，广泛应用于化工、冶金、电力等行业。
它是利用碳素材料的优异性能和热传导特性，在高温下进行物质的热处理、热解或烧结等工艺过程。
碳素窑炉主要由炉体、加热系统、控制系统和排烟系统等组成。
炉体一般采用碳素材料制成，具有良好的耐高温性能和热传导性能，能够承受高温下的热膨胀和热应力。
加热系统通常采用电加热方式，通过电阻加热元件将电能转化为热能，提供高温环境。
控制系统用于监测和调节炉内温度、压力等参数，确保炉内工艺过程的稳定和可控。
排烟系统用于排出炉内产生的废气和烟尘，保证工作环境的清洁和安全。
碳素窑炉具有许多优点。
首先，碳素材料具有优异的耐高温性能，能够在高温下长时间稳定工作，耐腐蚀性也较好，能够处理各种腐蚀性物质。
其次，碳素材料的热传导性能良好，能够提供均匀稳定的加热效果，使得工艺过程得到控制。
此外，碳素窑炉还具有体积小、重量轻、占地面积小等特点，方便安装和移动。
碳素窑炉可以应用于多种工艺过程。
在化工行业，它可以用于高温固相反应、热解反应、煅烧反应等。
在冶金行业，它可以用于金属矿石的热还原、焙烧和烧结等过程。
在电力行业，它可以用于电极材料的烧结和石墨化等工艺。
此外，碳素窑炉还可以用于陶瓷、玻
璃、纤维等材料的热处理和烧结。
为了保证碳素窑炉的正常运行和使用寿命，需要注意以下几点。
首先，应严格控制炉内温度，避免超温和过热，以免对炉体和工件造成损害。
其次，应定期清理炉内的积碳和烟尘，保持炉内环境的清洁和通风。
另外，应定期检查和维护加热系统、控制系统和排烟系统等设备，确保其正常运行和安全性。
碳素窑炉作为一种重要的碳素热工设备，在化工、冶金、电力等行业中发挥着重要的作用。
它具有耐高温、耐腐蚀、热传导性能好等优点，可以用于多种工艺过程。
合理使用和维护碳素窑炉，能够提高生产效率，保证产品质量，促进工业发展。