專利名稱：一種電加熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電加熱結(jié)構(gòu)，特別是一種用于煅燒爐的電加熱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
煅燒是碳素制品生產(chǎn)中的一個(gè)重要工序，其煅燒質(zhì)量對制品的品質(zhì)以及后續(xù)各工藝的技術(shù)指標(biāo)有很大影響，是生產(chǎn)合格碳制品的重要保證。煅燒過程可使焦炭發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，排出揮發(fā)分、水分、提高致密度以及導(dǎo)電性，同時(shí)焦炭結(jié)構(gòu)收縮，微觀結(jié)構(gòu)得到規(guī)整，結(jié)構(gòu)缺陷得到彌補(bǔ)，生成優(yōu)質(zhì)煅后焦。目前成熟的碳素煅燒系統(tǒng)如石油焦煅燒系統(tǒng)均可以達(dá)到煅燒周期較短的要求，由于冷卻，以及對碳素回收工業(yè)中氟化物的抗腐蝕性差等原因，其適應(yīng)性以及產(chǎn)率較低。以廣泛采用的石油焦回轉(zhuǎn)窯煅燒爐為例，耐火材料采用Si3N4或SiC，熱量送入回轉(zhuǎn)窯體對碳粉進(jìn)行煅燒，其冷卻速度受到極大限制。同時(shí)在電解鋁碳廢料中，帶有少量的氟化鹽，在高溫煅燒時(shí)形成氟化鹽蒸氣，和耐火材料反應(yīng)變成SiF4,導(dǎo)致窯頭工作環(huán)境發(fā)生惡化，對最終的碳素產(chǎn)品質(zhì)量很大的影響?；剞D(zhuǎn)窯煅燒焦生產(chǎn)工藝是目前國內(nèi)廣泛采用的煅燒石油焦生產(chǎn)工藝，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已有回轉(zhuǎn)窯煅燒焦廠43家，年產(chǎn)量約450萬t，占國內(nèi)總產(chǎn)量的56%。但在生產(chǎn)過程中，普遍存在能源消耗量大、燒損較大和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。以貴州鋁廠為例，所使用的煅燒系統(tǒng)是一臺規(guī)格為Φ2.2mX45m的煅燒回轉(zhuǎn)窯，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6t/h，主要針對石油焦的煅燒工藝?；剞D(zhuǎn)窯窯頭溫度約為1200°C左右，窯尾沒有快速冷卻，煅燒之后的高溫碳粉容易在空氣中燃燒容易導(dǎo)致燒損，同時(shí)耐火內(nèi)襯采用的是Si化合物耐火材料，不能有效的抗氟腐蝕。國外的較為成熟的碳素煅燒爐技術(shù)，如美卓(METSO)炭素煅燒回轉(zhuǎn)窯爐，由通體部分、支撐裝置、傳動(dòng)裝置、三次風(fēng)裝置、窯頭罩、窯尾罩、窯頭窯尾密封、擋輪等構(gòu)成，耐火材料設(shè)置在筒體以及窯頭窯尾罩內(nèi)壁。通過后燃燒室燃燒，產(chǎn)生的高溫氣體從窯頭送入窯體，但是高溫氣態(tài)流并沒有將空氣隔離，和固態(tài)流直接接觸，在耐火襯板窯體內(nèi)實(shí)現(xiàn)煅燒，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了從窯頭到窯尾的溫度實(shí)現(xiàn)梯度變化，這樣實(shí)現(xiàn)了高溫限制，但是其仍不能做到抗氟腐蝕，同時(shí)也不能實(shí)現(xiàn)快速冷卻，要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量必須設(shè)計(jì)非常巨大的煅燒系統(tǒng)，其產(chǎn)率比較低。同時(shí)，國內(nèi)其他的碳素煅燒爐技術(shù)，在碳素煅燒時(shí)為了隔絕空氣，普遍采用的火道方式，將焦和火道采用耐火材料隔開，氣態(tài)流和固態(tài)流不直接接觸，則極大的限制了其煅燒溫度。隨著工業(yè)的發(fā)展，從廢棄物中對碳素進(jìn)行分離提純，并進(jìn)行煅燒成焦，實(shí)現(xiàn)廢棄物再利用。同時(shí)針對碳素煅燒工藝優(yōu)化，生產(chǎn)周期縮短，降低各項(xiàng)生產(chǎn)消耗指標(biāo)，努力做到充分煅燒揮發(fā)分，同時(shí)減少煙氣排放，降低環(huán)保設(shè)備的工作負(fù)荷和減少焦油的排放量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是非常有必要的。本發(fā)明的申請人及發(fā)明人在2010年分別申請了電解鋁廢料分離提純方法、專利號201010168303.6以及電解鋁廢料磁選方法、專利號201010168403.9，對電解鋁廢料的回收再利用進(jìn)行了初步的試驗(yàn)和探索，并在所得的碳素材料(碳粉)基礎(chǔ)上，于2011年研究并申請了以下專利:電解鋁廢料加工焦炭的方法及專用裝置、申請?zhí)?01110397026.0, 一種煉鋁碳素材料制備方法和裝置及采用的原料、申請?zhí)?01110419835.7等專利，對碳素材料的進(jìn)一步加工進(jìn)行了研究。申請人發(fā)現(xiàn)，所公開的技術(shù)中，所得的碳素材料制備碳素產(chǎn)品，需要先用浙青、焦油捏合、壓型，工藝較為復(fù)雜，所用設(shè)備多，加熱時(shí)間長，能耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種電加熱結(jié)構(gòu)。能夠?qū)崿F(xiàn)高溫煅燒，結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)制造，成本低，不易損壞。本發(fā)明的技術(shù)方案。電加熱結(jié)構(gòu)，包括上發(fā)熱連接環(huán)和下發(fā)熱連接環(huán)，在上發(fā)熱連接環(huán)和下發(fā)熱連接環(huán)之間設(shè)有發(fā)熱體，所述上發(fā)熱連接環(huán)連接上石墨電極，所述下發(fā)熱連接環(huán)連接下石墨電極。上述的電加熱結(jié)構(gòu)，所述上發(fā)熱連接環(huán)、下發(fā)熱連接環(huán)和發(fā)熱體由70-100份碳加
0-30份鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅的單質(zhì)或者氧化物燒結(jié)而成。上述的電加熱結(jié)構(gòu)，所述上發(fā)熱連接環(huán)、下發(fā)熱連接環(huán)和發(fā)熱體由80-90份碳加10-20份鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅的單質(zhì)或者氧化物燒結(jié)而成。上述的電加熱結(jié)構(gòu)，上發(fā)熱連接環(huán)和下發(fā)熱連接環(huán)上設(shè)有槽口，發(fā)熱體安裝在槽口內(nèi)后，在槽口內(nèi)填充石墨和浙青的混合物，然后將上發(fā)熱連接環(huán)、下發(fā)熱連接環(huán)和發(fā)熱體燒結(jié)成一體。上述的電加熱結(jié)構(gòu)，上發(fā)熱連接環(huán)和下發(fā)熱連接環(huán)之間設(shè)有I層以上的發(fā)熱體，在上下2層發(fā)熱體之間通過連接件進(jìn)行連接。上述的電加熱結(jié)構(gòu)，所述下發(fā)熱連接環(huán)下方設(shè)有支撐用的2根下石墨電極。上述的電加熱結(jié)構(gòu)，所述上石墨電極和下石墨電極的兩端為增大面積的導(dǎo)電端。本發(fā)明的電加熱體采用碳加鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅等材料制作，在高溫下形成石墨和各材料的碳化物的的復(fù)合材料，如碳和碳化鈦的混合體，能夠有效的抗氟、硫腐蝕，提高發(fā)熱體的電阻率。同現(xiàn)有的石墨加熱體，電阻更高。本發(fā)明的電加熱體自身能夠達(dá)到2500°C的高溫，能夠作為煅燒爐的發(fā)熱膽使用，煅燒的物料能夠在2000°C左右高溫下進(jìn)行煅燒。整個(gè)電加熱體燒結(jié)而成，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，沒有配件進(jìn)行固定連接，整體電阻一致，沒有因連接位置電阻大容易高溫將連接配件燒壞的問題。同時(shí)，發(fā)熱體的制作經(jīng)過如下幾段工藝，原料混合模壓、初次燒結(jié)，物理成型，在生產(chǎn)現(xiàn)場組裝投入生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中高溫發(fā)熱，發(fā)熱體的材料經(jīng)過二次燒結(jié)，得到耐腐蝕、熔點(diǎn)高、電阻高的碳和各材料碳化物復(fù)合材料，使得電加熱體的原材料逐步完成外形結(jié)構(gòu)、內(nèi)部材料的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變。電加熱體采用多層結(jié)構(gòu)，能夠增大煅燒爐的體積和煅燒產(chǎn)量。本發(fā)明不僅能對電解鋁廢料中的碳粉進(jìn)行加熱煅燒脫硫脫氟，還能對高硫、低品位的劣質(zhì)石墨、煤和石油焦等各種碳素材料進(jìn)行高溫煅燒，進(jìn)行脫硫、脫揮發(fā)分的處理，提高碳素材料的品質(zhì)。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、整體電阻一致，抗氟、硫腐蝕、發(fā)熱溫度高、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例。電加熱結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括上發(fā)熱連接環(huán)I和下發(fā)熱連接環(huán)2，在上發(fā)熱連接環(huán)I和下發(fā)熱連接環(huán)2之間安裝發(fā)熱體3，上發(fā)熱連接環(huán)I連接上石墨電極4，下發(fā)熱連接環(huán)2連接下石墨電極5。上發(fā)熱連接環(huán)1、下發(fā)熱連接環(huán)2和發(fā)熱體3由70-100份碳加0-30份鈦、鎳、鶴、鈷、鉿或硅的單質(zhì)或者氧化物燒結(jié)而成。按重量計(jì)，上發(fā)熱連接環(huán)1、下發(fā)熱連接環(huán)2和發(fā)熱體3由70-100份碳加0-30份鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅的單質(zhì)或者氧化物燒結(jié)而成。加熱體可以是純碳材料，更好的是在碳材料加入鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅，經(jīng)高溫后得到耐腐蝕、熔點(diǎn)高、電阻高的碳和各材料碳化物復(fù)合材料。電加熱體也可由80-90份碳加10-20份鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅的單質(zhì)或者氧化物燒結(jié)而成。按照上述比例，將碳粉與浙青、焦油混合制作成電極糊，再將電極糊加鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅的單質(zhì)或者氧化物混合后，分別壓型得到上發(fā)熱連接環(huán)1、下發(fā)熱連接環(huán)2以及發(fā)熱體3，在上發(fā)熱連接環(huán)I和下發(fā)熱連接環(huán)2上制作出槽口 6，分別通過1000-120(TC燒結(jié)定型，將發(fā)熱體3安裝在槽口 6內(nèi)后，在槽口 6內(nèi)填充石墨和浙青的混合物，然后將上發(fā)熱連接環(huán)1、下發(fā)熱連接環(huán)2和發(fā)熱體3燒結(jié)成一體。上發(fā)熱連接環(huán)I和下發(fā)熱連接環(huán)2之間還能設(shè)置I層以上的發(fā)熱體3，在上下2層發(fā)熱體3之間通過連接件7進(jìn)行連接。發(fā)熱體3采用多層結(jié)構(gòu)，能夠增大加熱區(qū)域的深度，連接件7能夠提高發(fā)熱體3的穩(wěn)定性。連接件7的材質(zhì)與發(fā)熱體3相同。所述下發(fā)熱連接環(huán)2下方設(shè)置支撐用的2根下石墨電極5橫梁，支持整個(gè)加熱結(jié)構(gòu)。所述上石墨電極4和下石墨電極5的兩端為增大面積的導(dǎo)電端，導(dǎo)電端連接電纜，以減小連接電纜位置的電阻。使用時(shí)，在上發(fā)熱連接環(huán)I和下發(fā)熱連接環(huán)2上下分別連接導(dǎo)電的石墨電極5，即可通電加熱，并且應(yīng)在無氧環(huán)境，如真空、保護(hù)氣體、還原氣體的環(huán)境下使用。
權(quán)利要求
1.一種電加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括上發(fā)熱連接環(huán)(I)和下發(fā)熱連接環(huán)(2)，在上發(fā)熱連接環(huán)(I)和下發(fā)熱連接環(huán)(2 )之間設(shè)有發(fā)熱體(3 )，所述上發(fā)熱連接環(huán)(I)連接上石墨電極(4)，所述下發(fā)熱連接環(huán)(2)連接下石墨電極(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上發(fā)熱連接環(huán)(I)、下發(fā)熱連接環(huán)(2)和發(fā)熱體(3)由70-100份碳加0-30份鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅的單質(zhì)或者氧化物燒結(jié)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上發(fā)熱連接環(huán)(I)、下發(fā)熱連接環(huán)(2)和發(fā)熱體(3)由80-90份碳加10-20份鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅的單質(zhì)或者氧化物燒結(jié)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:上發(fā)熱連接環(huán)(I)和下發(fā)熱連接環(huán)(2)上設(shè)有槽口(6)，發(fā)熱體(3)安裝在槽口(6)內(nèi)后，在槽口(6)內(nèi)填充石墨和浙青的混合物，然后將上發(fā)熱連接環(huán)(I)、下發(fā)熱連接環(huán)(2)和發(fā)熱體(3)燒結(jié)成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:上發(fā)熱連接環(huán)(I)和下發(fā)熱連接環(huán)(2)之間設(shè)有I層以上的發(fā)熱體(3)，在上下2層發(fā)熱體(3)之間通過連接件(7)進(jìn)行連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述下發(fā)熱連接環(huán)(2)下方設(shè)有支撐用的2根下石墨電極(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上石墨電極(4)和下石墨電極(5)的兩端為增大面積的導(dǎo)電端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于包括上發(fā)熱連接環(huán)(1)和下發(fā)熱連接環(huán)(2)，在上發(fā)熱連接環(huán)(1)和下發(fā)熱連接環(huán)(2)之間設(shè)有發(fā)熱體(3)，所述上發(fā)熱連接環(huán)(1)連接上石墨電極(4)，所述下發(fā)熱連接環(huán)(2)連接下石墨電極(5)。本發(fā)明的電加熱體采用碳加鈦、鎳、鎢、鈷、鉿或硅等材料制作，在高溫下形成石墨和各材料的碳化物的的復(fù)合材料，如碳和碳化鈦的混合體，能夠有效的抗氟腐蝕，提高發(fā)熱體的電阻率。整個(gè)電加熱體燒結(jié)而成，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，沒有配件進(jìn)行固定連接，整體電阻一致。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、整體電阻一致，抗氟腐蝕、發(fā)熱溫度高、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H05B3/03GK103108421SQ201210516179
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者鄒建明 申請人:貴州鋁城鋁業(yè)原材料研究發(fā)展有限公司