焙烧装出炉工培训课-文档

焙烧装出炉工学习主要内容第一章焙烧概述第二章填充料第三章环式焙烧附属设备第四章焙烧装出炉工具及过程第五章

复习题第一章焙烧概述第一节

焙烧机理一、焙烧的概念和机理1焙烧的概念：

焙烧是把压型后的生制品装在焙烧

炉内、保护介质（填充料)中

，

在隔绝空气的条

件下

，

按规定的升温速度进行间接加热

，

使生制

品内的黏结剂焦化

，

并与骨料颗粒固结成一体的

热处理过程。

2焙烧的机理:炭素生产用的黏结剂一般为煤沥青

，

是一种由多种多环和杂环芳香族化合物及少量高分子物质组成的混合物

。生制品中的骨料已经过1300℃左右的高温煅烧

，

所以焙烧的过程主要就是黏结剂煤沥青焦化形成沥青焦的过程。

二

、焙烧目的焙烧的主要目的是使黏结剂成为沥青焦

，

把

骨料颗粒结成一个整体

，

获得最大的残炭量

，

使

制品具有良好的物理化学性能

。具体物理化学性

能主要有以下几个方面:1、排除挥发分2、

降低比电阻

，

提高导电性能3、

固定几何形状4、黏结剂焦化5、提高各项物理化学性能6、焙烧过程中制品理化指标的变化（如下表)三

、焙烧过程的四个不同阶段1、低温预热阶段明火温度350℃时

，

制品温度在200℃左右

，

黏

结剂软化

，

制品成塑性状态

，

这段的升温速度要

快一些。2.挥发分大量排除

，

黏结剂焦化阶段明火温度在350℃—800℃之间

，

制品本身温度在200℃—700℃之间

，

黏结剂开始分解

，

挥发分

大量排除

。450℃—500℃时黏结剂焦化成沥青焦。

此阶段必须均匀缓慢的升温。

3、高温烧结阶段明火温度达到800℃—1200℃,制品本身温度达

到700℃以上

，

黏结焦化过程基本结束

。此阶段

升温速度可以适当加快一些

，

当达到最高温度后

保温15—20小时

，

这是为了缩小焙烧炉内水平和

垂直方向的温差。4.冷却阶段冷却过程温度下降太快

，

会引起产品内外收缩不

均产生裂纹废品

，

也会对焙烧炉炉体带来不利影

响

，

因此

，

冷却降温速度控制在50℃/h为宜

，

到800℃以下可使其自然冷却

，

一般到400℃以下方

可出炉。

咱们公司目前生产所采用的焙烧炉有环式

焙烧炉

、

隧道窑。一

、环式炉环式焙烧炉是由若干个结构相同的焙烧室

串联组成,分为带盖式和敞开式焙烧炉

。其

中敞开式环式焙烧炉多用于生产二烧品,生

产石墨电极则多使用带盖式环式焙烧炉。

1、

带盖环式焙烧炉的结构带盖环式焙烧炉又分为有火井式焙烧

炉和无火井式焙烧炉,均是由焙烧室

、

废气烟道

、炉盖

、燃气管道

、燃烧装置

等组成。焙烧室主要由各种耐火砖砌筑而成,用

于装产品。炉盖一般为耐热铸铁框架

、金属骨架,采用轻质耐火砖砌筑,表面涂耐火保温

材料

。每个炉盖上有多个孔,分别为燃

烧观察孔或喷火孔以及热电偶孔。

概况组成环式焙烧炉炉子的各炉室之间既可连通,也可切断

。生产时,把几个炉室串连起来组成一个火焰系统

。(见彩图

插页第l5页)其运行情况见图1。燃料从l3号炉室给入并燃烧,这里成为温度最高的炉室,完成对生制品焙烧后,高温废

烟气并不立即排人烟道,而是在负压抽

力的作用下依次流经带盖炉在加热期间(包括加热和焙烧)以

及冷却阶段初期要用炉盖把炉室盖严,使

炉室密闭

。无盖炉则没有盖,炉室在运行

期间都是敞开的

。

带盖炉炉盖和炉室之间

的空间是走烟气的通道,有时燃料也在这

里燃烧

。所以不盖上炉盖,炉子就无法运

行,而无盖炉燃料燃烧和烟气流动都在密

闭的火道内进行,所以炉子在运行时不加

盖,是敞开的。

■

带盖炉还可分有火井式和无火井式两种

。

火井是燃料的燃烧室和烟气的通道

。无火

井炉没有火井,燃料是在炉盖下面的空间

燃烧,而以中间隔墙内的上升火道来替代

火井的通道作用。■

带盖炉装备在炭素厂,既可焙烧电极,又

可焙烧碳砖,适用多品种

、

多规格产品的

生产

。无盖炉则主要生产儿烧品。

带盖炉

中国的带盖炉由l～2个火焰系统组

成

。一个火焰系统的炉子有l6～20个炉室,两个火焰系统的则有30～36个炉室

。有

火井和无火井的带盖炉其结构示于图2.图3。加热时炉室都盖上炉盖

。对有火井

炉燃料在火井内燃烧

，

对燃烧后的高温烟

气流至炉盖下的空间。

已充分利用了热量并且温度降至l50℃左右的烟气经中间隔墙内的斜坡烟道进入

侧部烟道,炉子排出的烟气在净化系统中

除去粉尘和焦油后,最后经排烟机从烟囱

排人大气

。有的炉子还设置旁通烟道,以

便在排烟机和净化系统出现故障以及焚烧

烟道时,烟气直接经旁通烟道进入烟囱

。

下面对炉子的主要构造及组成分别做介绍。

炉底及大墙

位于炉室的底部及四周,直接砌筑于炉子混凝土基础上,按炉体所

处的位置有地下式和地上式两种结构

。一

般为方便操作和减少散热,采用地下式结

构,把整个炉子砌在深达5m多的地下

。但

当地下水位较高时,为防水则采用地上式

结构

。要求炉子基础下面的土壤必须坚实

而质地均匀

。炉底和大墙中设保温层,以

减少散热损失并保护基础

。

炉盖下的空间燃烧,之后烟气通过格子

砖孔垂直向下到达炉底,经砖墩再流至下

一个串联的炉室,在这里炉气经火井或上

升火道又到达炉盖下面,然后再经格子砖,炉底流至第三个炉室,依次烟气流经串

联在一起的每一个炉室,完成对生制品的

焙烧作业。

料箱及火道

用格子砖墙把炉室分隔成4～8个等面积的长方形或长条形料箱,料

箱内装制品及填充料,格子砖墙上的孔即

为火道

。料箱和火道的底部是坑面砖

。坑

面砖靠砖墩支撑,砖墩之间的间隙可以走

烟气

。热烟气就是在这一流动过程中完成

对料箱中的制品的热交换。

火井及中间隔墙火井位于炉室的前端

。

只有火井式炉才

有火井

。送入炉内的燃料,先在火井中与预

热空气混合进行燃烧,生成的热烟气再进入

炉室,达到温度均匀的目的

。无火井式炉,燃料直接在炉盖下面的空间燃烧

。

中间隔墙

位于相邻两个炉室之间,内中有连通两个炉

室的烟道,从前一个炉室炉底流来的烟气,对有火井式炉要经过火井才能到达炉室上部;对无火井式炉,是通过中间隔墙中的上升

火道直接到达炉室上部

。

当烟气不需引入下

一个炉室时,还可通过中间隔墙中的斜坡烟

道与侧部烟道接通。

燃烧系统焙烧厂环式炉均以天然气为燃料,燃气管

铺设在炉两侧,对应每个炉室设支管,并以

煤气连通罩与炉室接通,送入炉内的煤气经

埋砌在砖里的小煤气管从烧嘴砖送入并燃烧,有火井式炉烧嘴砖砌在火井出口处,煤气

在火井上部燃烧,无火井式炉烧嘴砖砌在大

墙里,煤气在炉盖下面的空间燃烧

。少数炉

子以固定在燃烧架上的煤气烧嘴或重油喷嘴

直接从炉盖插入进行燃烧

。对于有火井式炉,这种燃烧方式可以使燃烧和空气混合充分

燃烧完全

。煤气和重油管道应设吹洗清扫装

置,重油管道还应有加热保温设施。

连通火道在炉子的两个端头,使两排炉室彼此串

连起来,烟气能够相通

。

因为连通火道较

长,为防止烟气温度降低太多,有的炉子

在连通火道上还设有补充热量的辅助燃烧

装置。

侧部烟道位于炉子两侧

。有砖烟道和钢烟道两种

结构,钢烟道的气密性较好

。在侧烟道上

对应每个炉室设有竖烟道,需要排烟时采

用烟气连通罩使炉室和竖烟道接通,这样,炉室的烟气经斜坡烟道、烟气连通罩、竖烟道而进入侧部烟道

。从炉室排出的烟

气温度在150℃左右

。烟气中含有的焦油会

沉积下来,为便于汇集,烟道宜带有坡度

。烟道应定期清扫和焚烧,以免断面减小

导致炉子产生负压

。

回收的焦油可用做燃

料供人炉内。

炉盖炉室上炉盖后,其上部的敞开部分即为密闭的空间

。进入火焰系统的炉室都要加盖,完成焙烧进入冷却的炉室也暂不取盖,这一方面可以减缓冷却,另外还可以提高进入高温炉室作为助燃的预热空气的温度

。一个火焰系统需ll～13个炉盖

。炉盖由骨架和耐火材

料构成,重约l0～15t,使用天车吊运

。炉盖

所用的耐火材料有耐火砖与浇注料两种

。炉盖砖为特异型,制作困难,砌筑要求高,但

是使用寿命可长达8～10年

。浇注料炉盖施工

简便,造价低,有一定的推广价值

。炉盖的

骨架是铸铁或铸钢结构,可以保证结构强度

的要求

。此外,炉盖还应加强保温、

防止漏

气,以减少散热损失和控制烟气量。

强制冷却装置中国大部分带盖炉都采取自然冷却方式,只有在炎热地区或炉子的炉室数较少时

才对焙烧后的制品进行强制冷却

。这里在

炉子四周设强制冷却风管,并配置风机。工作时将外部空气鼓人炉内冷却制品,被

加热了的空气经风管和风机排至车间,风

管和炉室的连接也是采用连通罩。

无盖炉中国的无盖炉由34～90个炉室组成,分为2～5个火焰系统

。每个系统中有5～6个炉室加热,9~10个炉室冷却,其余4个炉室用于装出炉和检修。无盖炉的结构见图4。无盖炉没有炉盖,燃料直接在

密闭的火道内或横墙的上部通道燃烧

。火道内设有

折流墙,使燃烧生成的高温烟气在火道里迂回流动,并经横墙的上部通道流人串连的下一个炉室的火

道,在这里再经过一次或两次折流,翻过横墙又进

入第三个炉室的火道

。依次,烟气流经串连在一起

的火焰系统中每一个炉室的火道,完成对料箱内的

生制品的加热和焙烧后,温度已降至350℃以下,最后经安装在横墙上的烟道排至环形烟道

。无盖炉

炉后也设有烟气净化系统,也采用机械排烟

。经过

净化的烟气由烟囱排人大气。

炉底、侧墙和挡墙无盖炉也有地上和地下两种配置方式

。砌在炉基础上的炉底由轻质浇注料,保温砖和耐火砖组成

。侧墙为保温砖,挡墙为

耐火砖,这两部分相当于有盖炉的大墙

。炉底和

侧墙的保温砖可防止炉内热量的散失,并使}昆凝

土基础表面不超过允许的温度。横墙位于炉室之间,相当于有盖炉的中间隔墙

。横

墙上部有与前后火道相对应的通道,其顶部有方

孔安全铸铁座和盖

。从这里既可供入燃料燃烧,又可以通过烟道抽出废烟气,还可以向冷却炉室

送风或抽风,以进行制品的冷却。

火道及料箱横墙之间的部分是炉室,由几条平行的纵向道

把炉室分为(n～1)个大小相同的料箱

。一般,每

个炉室有5～7个料箱,6～8条火道

。火道内设有

折流墙,使烟气在火道内按v形或w形做上下曲折

的流动

。这种流动方式有利于火道内的温度均匀

。火道壁的部分砖缝砌筑时做得能够透气,以使

料箱内的制品逸出的挥发分能够透过这些砖缝进

入火道内燃烧

。火道顶部开有2～4个孔,便于供

人燃料,测温测压及观察等操作

。有把火道做成

整体装配式的,便于检修火道时用天车进行整体

吊装

。这样既不会影响炉子运转,又便于检修的

作业环境得到改善,从而可获得更好的修炉质量

。火焰系统内串连炉室的前后火道是彼此相通的,但横向的各条火道则是彼此独立的

。只有在进

人烟道后,各条火道的烟气才混合。

■

连通火道位于炉子端部把两排炉室的火道连接起

来的通道

。连通火道的结构应尽量使烟气

重新分配至各条火道时能够均匀。■

环形烟道安装在炉子周围炉子排烟的通道

。环形

烟道一般为钢烟道,内衬耐火材料,对应

于每个横墙设铸铁的烟气接口,平时加盖,排烟时用烟斗连接横墙上对应每条火道

的方孔和环形烟道上相应的烟气接口,废

烟气就从火道导入环形烟道

。环形烟道的

出口接烟气净化系统。

燃烧装置无盖炉一般以发生炉煤气或重油为燃料

。

无论采用何种燃料,都是以便于移动的燃

烧架实现对炉子的供热

。燃烧架用软管和安

装于炉两侧的燃料管连接,通过横墙口的方

孔或火道上的燃烧口向炉子送人燃料

。燃烧

架的煤气和重油管道应设吹洗清扫装置

。重

油管道还应有加热保温措施

。对燃料量的控

制有手动和自动两种方式,自动的方式可以

达到准确控制火道温度,节约燃料的目的

。

一个炉室用1～2个燃烧架加热

。用2个燃烧

架可以缩小炉室的前后温差

。也可以把2个

燃烧架做成一体,即所谓双火焰燃烧架。

■

烟斗

用于炉室排烟的可以移动的装置

。用烟斗

把要排烟的炉室和环形烟道连接起来,就能将炉

室的废气引导至环形烟道内,烟斗上设有测温测

压装置,根据炉室调温的要求,用手动或自动的

方式调节烟斗总管或支管上的蝶阀,就能控制火

道的负压。■

冷却装置

无盖炉对焙烧后的制品采用强制的冷

却方式,有鼓风和抽风两种冷却装置,鼓进的冷

空气在冷却制品的过程中被加热,其中一部分进

入高温炉室助燃,另一部分随抽风冷却装置抽进

炉内的空气一起被排入车间,由于是鼓风和抽风

两台冷却装置同时动作,所以有一个风压平衡问

题

。一方面要选择好两台装置的作业位置,另一

方面装置的风量风压也可以在一定范围内调整。

第三章

填充料填充料是碳素焙烧生产中一种主要的辅助材料,对焙烧质量有着重要影响

。填充料是焙烧过程中

覆盖于生坯制品周围

，

通过隔绝空气

、填充间隙以

达到防止生坯制品氧化

、变形目的的散粒状材料。一

、填充料的主要作用1、

防止制品氧化:通过使用填充料

，

将生坯制品与外界空气隔绝起来

，

使加热火焰不能与生坯制品直接接触

，

从而防止制品氧化。2、

固定生坯几何形状:在焙烧炉内,装炉后的制品周围有相当大的空间

，

若

没有填充料的填充

，

则生坯制品加热到塑

性软化阶段在自重或外力作用下会产生弯

曲

、变形

。在生坯周围用填充料填塞可以

防止或减轻生坯弯曲

、变形。3、传导热量:焙烧是一个间接加热的过程

，

燃料燃烧产生的高温热量是通过填充料传导给生坯制品的。4、

阻碍挥发分的顺利排出

，

同时导出挥发分:生坯在焙烧时产生的挥发分

通过填充料颗粒之间的空隙排出

，

同时填

充料对挥发分的顺利排出也有一定的阻碍

作用

，

提高了粘结剂的残炭率

，

这在焙烧

过程中有很重要的作用。二

、填充料加工过程:如图示。

筛分合格料除供正常生产用料外

，

也可以设计贮备合格料的贮仓。三

、填充料加工主要设备颚式破碎机：

颚式破碎机具有结构简单

、牢固

、工作可靠

、维护和检修容易等特点

，

在填充料加工中常用于粗

碎。（1).颚式破碎机组成：

主要由破碎部件

、传动机构、锁紧装置

、调整装置和保险装置等组成。破碎部件是动鄂板和固定鄂板

，

物料在二者之间破碎。

固定鄂板固定在基座上

，

动鄂板悬挂在偏心轴上

。

由于

动鄂板和固定鄂板承受巨大的破碎力和摩擦作用

，

容易破

坏

，

因此在其表面安装耐磨的衬板。

传动机构用来传递动力

、减速以及把电机的转动转化为动鄂的周期性摆动

。

当电机转动时

，

通过三角

皮带和带轮使偏心轴转动。锁紧装置由拉杆和弹簧组成

，

主要是保证动鄂摆动过程中使动鄂和推力板紧密结合。调整装置用来调节排料口大小

，

控制破碎产品粒度

。调节方法有楔(xie)块调节

、垫片调节。保险装置是当破碎腔内进入非破碎物（如铁块等)时

，

为了有效防止机器零件不致损坏而采取的

一种安全措施

。

当机器超载时

，

通过推力板的断裂

达到保险作用。

（2)颚式破碎机的工作原理颚式破碎机工作时

，

活动鄂板对固定鄂板作

周期性的往复运动

，

时而靠近

，

时而离开

。

当靠

近时

，

物料在两鄂间受到挤压

、劈裂

、冲击而被

破碎；

当离开时

，

已被破碎的物料靠重力作用而

从排料口排出。2.对辊式破碎机对辊式破碎机具有结构简单

、维修容易

、产

品过粉碎少

、产量高等特点

，

常用于中碎作业。（1).对辊式破碎机的结构对辊式破碎机主要由破碎辊

、传动系统

、调

整装置

、保险装置和机架组成。

破碎辊由辊体和辊皮组成

，

辊皮在工作时直接与物料接触易磨损

，

通常由耐磨高锰钢制作。传动系统主要是电动机通过三角皮带和一对长齿轮来带动两个破碎辊作相向旋转运动。调整装置主要是调整排料口的大小

，

通过调整螺丝来实现。保险装置主要是保证破碎机正常运转和过载保护作用

，

通过弹簧的松紧程度来实现。机架通常采用铸铁铸造

，

也可采用型钢焊接或铆（mao)接而成

，

要求结构必须牢固。

（2).对辊式破碎机工作原理利用物料辊子之间的摩擦力而把物料带入两个辊子之间,两个辊子相向转动

，

对物料施加外力作用

，

使物料破碎至

小于两个辊子之间间隙的粒度而排出。3.斗式提升机斗式提升机用于提升运送经破碎后的各种物料。（1)斗式提升机的结构斗式提升机主要由驱动装置

、上部传动滚筒

、挠(nao)性

牵引件

、料斗

、下部拉紧滚筒等组成。（2)斗式提升机的工作原理物料由下部进料口加入料斗中

，

随着料斗上升至一定高

度

，

当料斗在提升机顶部改变运动方向时

，

物料就从料斗中

卸下。

4.皮带运输机：

皮带运输机是一种连续式

运输机械

，

具有输送距离长

、输送量大

、功率

消耗较少

、结构简单等特点。(1).皮带输送机的结构皮带输送机主要由输送带

、驱动装置

、传

动装置

、改向滚筒

、托辊

、拉紧装置和机架等

部分组成。（2)皮带运输机的工作原理物料从输送机加料口加入

，

随着输送带前

进

，

到卸料端将物料卸下。5.筛分设备填充料加工常用的筛分设备主要有振动筛

和回转筛。

（1)振动筛振动筛具有筛箱振幅低

、筛分效率高

、生产能力大

、

结构简单的特点

，

应用较为广泛。a：

振动筛的结构：

振动筛主要由筛箱

、振动器

、弹簧减振装置和支承架等组成。b：

振动筛的工作原理由电机通过三角皮带驱动具有偏心质量的振动器使筛箱产生振动

，

在筛网高速振动下

，

网面上的

物料随着振动

，

小于网孔的粒度漏到网下面

，

从而

与

大于网孔的粒度分开。

（2)圆筒筛圆筒筛的特点是可连续旋转运动

，

转速低

，

工

作平稳

，

可安装在建筑物的上层

，

但体积大

，

生产

效率低。a：

圆筒筛的结构：

圆筒筛主要由传动系统(电动机

、减速机

、齿轮)、主轴

、筛框架

、密封外

壳

、机架组成。b:圆筒筛的工作原理：

电机经减速机带动主轴

转动

，

使筛面作等速旋转运动

。物料在筒内由于摩

擦力作用被提升到一定高度

，

然后在重力作用下滚

落下来

，

这样边筛分

，

物料一边沿着倾斜的筛面逐

渐从加料端移向排料端

，

细料进过筛网进入筛下

，

组料在筛筒的末端被类分排出。

6.冷却设备焙烧炉填充料出炉后温度较高

，

如不经冷却而

直接加工回收势必损坏设备

，

同时加工后的填充料

温度高于60℃也不能使用

，

因而必须进行冷却

。碳

素厂一般常采用冷却窑进行冷却。a:冷却窑的结构:冷却窑主要由窑体

、水冷却

系统

、支承托辊和传动系统组成。b:冷却窑的工作原理:冷却窑为一

圆筒结构

，

体在传动装置的带动下

，

筒体进料与排料端倾斜35度

，

在筒体内壁设有翻料板

，

当筒体旋转时，翻料板将料托起

，

达到筒体最高度时

，

托起的物料自由下落,在下落过程中,由于引风机的抽力作用,通过风冷却了悬空下落的

料,而贴近筒壁的料可通过筒体外壁喷水

达到冷却

。

由于进料端与排料端有一定的

倾斜度,料在旋转过程中慢慢向排料端运

动,因而就使出炉后回收的热料得到冷却。

二

、填充料的性能要求1、有良好的热稳定性

，

在焙烧最高温度下既不熔

化烧结

，

也不与生坯制品和炉体耐火材料发生

化学反应。2、在焙烧加热过程中

，

填充料的体积不应发生较大变化。3、具有良好的导热性。4、有良好的吸附性和透气性。5.颗粒度适中

，

颗粒太大或细粉量太多都不好

。6、水分含量尽可能少。7、无公害

，

材料易得

，

成本较低。

可压缩性/（P=4.0Mpa)%热膨胀性/%吸附性/%透气性/cm3热导率/W.m-1K-1水分/%使用前温度/℃生产中一般粒度要求如下：φ300mm以下的小规格制品使用0—2mm，

其中大于2mm的

不超过10%，

小于0.15mm的不超过30%；φ300mm及以上的大规格制品使用0—6mm，

其中大于6mm的不超过10%，

小于0.15mm的不超过20%；8.0－1.01.2－1.518－20（220－300)×10-6不小于0.55不大于2不大于60三

、一般技术要求填充料名称堆积密度（g/cm3）热导率

（W/mk）热容

（KJ/K）优

点缺

点冶金焦0.86具备填充料的各项使用要求

，被广泛的用于生产上。吸附性高

，

出炉产品表

面不易清理

，焙烧过程

有一定的烧损。河砂0.60.

180.92导热性高

，

吸

附性低；

不需要加工

，

成本

较低。流动性大

，

容易通过焙

烧炉体裂缝进入炉底及烟道

，造成局部堵塞，影响生产；

河砂含硅量大

，操作过程中粉尘大

，

对人体危害大。无烟煤1.92.33.77一般将无烟煤

和河砂按1：

1

配比混合使用

。

成本较低。煅烧后不易破碎

，

同时

焙烧后产品表面不易清理。四

、可用于填充料的材料0.6

-1.20.88五

、填充料质量对制品质量的影响1.填充料种类和粒度对制品物理化学性能的影响填充料对制品的焙烧过程中黏结剂残炭率的高低

有明显的作用

，

从而对焙烧品的物理化学性能产

生一定影响

。在黏结剂的分解聚合、挥发分排出

阶段

，

具有良好的可压缩性、透气性、吸附性的

填充料既可使挥发分顺利排出

，

不至于造成产品

产生裂纹

，

又有利于一部分黏结剂分解产物留在

焙烧品体内

，

提高残炭率

，

从而提高制品的各项

物理化学性能

。若填充料粒度过细

，

则透气性差，

挥发分不能及时排出

，

制品易产生裂纹；

若填充

料粒度过粗

，

则透气性过大

，

挥发分排出过多影

响残炭率

。

同时填充料导热系数大易引起制品局

部过热造成裂纹。

不同填充料对焙烧电极性能的影响种

类体积密

度g/cm3残炭率%电阻率

μΩ

.m抗压强

度Mpa河砂煅后无烟

煤冶金焦1.581.551.561.521.53性质533658.75152414055.757.04850484243.950.

1吸附性

mg/g6.06.97.311.011.7粒度mm1.5以

下0.5-60.5-20.5-60.5-22.填充料水分对制品质量的影响用水分大的湿料做填充料

，

在焙烧加热过程中水

分被蒸发掉

，

填充料堆积密度和可压缩性发生变

化

，

填充料下沉使制品间隙中出现各部位实虚不

同

，

在产品塑性软化阶段因四周填充料挤压不均

而变形；

同时由于填充料下沉使制品端部保温料

过薄造成端部氧化。

3.其它不合格填充料对制品质量的影响①填充料温度过高填充料温度过高主要是指出炉后未经充分冷却的

返还料

。生制品表面在高温填充料的作用下突然

受热

，

易导致表面起泡

，

在焙烧加热过程中

，

受

软化阶段四周填充料挤压力不均产生变形。②填充料中含有杂物制品间隙填充料中若含有木块、纸壳等可燃烧物，

则制品加热至一定温度后这些杂质燃烧

，

导致它

们所占据的空间出现空洞或堆积密度较低

，

造成

制品在此部位鼓包变形或受热不均产生裂纹。

第三章

焙烧炉及附属设备第一节

焙烧炉及附属设备炭素生产所采用的焙烧炉主要有：

一、环式

焙烧炉;二、隧道窑;三、倒焰窑;四、车底式

焙烧炉;五、单式炉;六、

电气焙烧炉。国内常见的是环式焙烧炉、隧道窑、倒焰窑、车

底式焙烧炉

。

隧道窑、倒焰窑主要用于二次焙烧，

而一次焙烧多使用环式焙烧炉与车底式焙烧炉。

一

、环式焙烧炉焙烧室主要由各种耐火砖砌筑而成

，

用于装产品。

环式焙烧炉是由若干个结构相同的焙烧室串联组

成的

，

分为带盖环式焙烧炉和敞开式环式焙烧炉。1.带盖环式焙烧炉的结构带盖环式焙烧炉又分为有火井式焙烧炉和无火井

式焙烧炉

，

均是由焙烧室、废气烟道、炉盖、燃

气管道、燃烧装置等组成。有火井式带盖环式焙烧炉（如下图）焙烧炉平面图1-焙烧室

2-装料箱

3-装料箱加热墙

4-废气烟道

5-上升火井

6-天然气管道

7-天然气燃烧口

8-

炉底坑面

9-砖墩10-炉盖焙烧炉A

－A和B

－B剖面图焙烧炉立面图炉盖及燃烧装置①

炉盖一般为耐热铸铁框架、金属骨架,采用轻质

耐火砖砌筑,表面涂耐火保温涂料

。每个炉盖上

有多个孔,分别为燃烧观察孔或喷火孔以及热电

偶孔。②

燃烧装置采用砌筑喷火嘴或使用燃烧架。燃烧架是用来给炉室加热的可移动装置,目前新

建焙烧炉加热大多采用燃烧架。③

燃烧架主要由手动球阀、压力表、压力开关、

电

动调节阀、

电动安全阀、手动调节阀、喷火嘴、

架头控制箱、热电偶构成,具体结构如下图。

1-手动球阀

2-压力表

3-压力开关4-

电动调节阀

5-

电动安全阀

6-手动调节阀7-喷火嘴

8-架头控制箱

9-热点偶燃烧架的燃烧方式和特点使用燃烧架的燃烧方式也叫顶喷式燃烧其特点是

燃料从喷火嘴射出后与火井底部上冲的烟气相撞,得到均匀混合,燃烧空间扩大,燃烧充分,产生

的热量在炉室内得到均匀扩散,既可减轻对火井

热冲击造成的损坏,又缩小了炉室的水平温差。燃烧架向焙烧炉提供燃料示意图如下图。

燃烧架向焙烧炉提供燃料示意图2、

带盖环式焙烧炉的运行原理焙烧炉室按启、上盖时间表顺序进行装炉、加热、

冷却、

出炉

。加热时,燃烧产生的热烟气在负压

吸引下,通过垂直火道向下运动,经过焙烧室底

部火道流向下一个串联生产的焙烧室,在下一焙

烧室的垂直火井内上升到下一个焙烧室炉盖下,依次到最后一个串联焙烧室,并经斜坡废气烟道

和废气连通器导入两侧烟道,再经汇总烟道、

电

除尘、排烟机及烟囱排入大气中。以30炉室两系统运转焙烧炉为例,每个火焰系统

中有加热炉室7─9个,带盖冷却炉室1.5─2个,敞

盖冷却炉室不少于1个。

30室环式焙烧炉运行示意表（数字为炉号

，

炉号对应下表示炉室运行的状态)

第一火焰系统运行运动方向

8

第二火焰系统运行运动方向冷却加热加热加热加热加热加热加热冷却准备装炉加热出炉装炉出炉冷却冷却加热加热冷却加热冷却加热加热加热加热加热加热准备加热1817166102111121314152579854224232229201927262830313、环式焙烧炉的特点①多个炉室串联连续性生产,低温炉室用高温炉室的

废烟气加热,热利用率高。②不受产品规格、种类的限制,适用于各种炭素制

品的焙烧。③产量大,制品生产质量好。④炉体结构复杂,辅助设施多,维修量大,生产周

期长。

4、

带盖环式焙烧炉附属设备1、废气连通器（见图）2、排烟机（见图）3、焙烧热工仪表4、冷却风机5.炉盖1.废气连通罩（1）

用途用来连接炉室斜坡烟道与两侧烟道

，

调节排

出烟气量的大小

，

同时也能调节两个运转系统负

压的分配大小。（2）

组成主要由连通体、拉杆、废气烟道盖组成

。如

下图所示：（3）

使用方法：拿下斜坡烟道盖

，

用天车将废气连通器的两

个口套在两个烟道盖座上

，

使带拉杆端套在竖直

烟道座上

，

将拉杆底端圈套在烟道钩上

。废气盖

吊起至需要位置后

，

用销钉插住拉杆。

1-销钉

2-拉杆

3-连通体

4-废气烟道盖废气连通器2、排烟机（1)用途将焙烧炉内的废烟气抽走排入大气

，

同

时利用它的抽力作用产生的负压向炉室内

补充燃烧所需的空气。（2)结构焙烧炉用排烟机类型一般采用离心式

引风机

，

特点是烟气由轴间进入通风机

，

然后约转90度变为径向运动排出。

排烟机焙烧热工仪表a、热电偶：

铂铑热电偶（常用型号S型)或镍铬-镍硅热电偶（常用型号K型)。b、温度测试记录仪表：

智能数字记录仪表

，

常用型

号为4082型或4250M型。

二

、车底式焙烧炉焙烧炭素制品的车底式焙烧炉脱胎于铸造行业的

台车或热处理炉

，

按照炭素制品焙烧的特点加以

改造而成。1.车底式焙烧炉的结构车底式焙烧炉主要由炉膛、炉车、高温风机、废

气通道、焚烧炉等组成

。根据产量需要若干台结

构相同的炉子组成一个炉组

，

外设一套运输设备

和装卸产品的装卸站

。示意图如下。

2.车底式焙烧炉的运行原理产品在装卸站装入相应规格的钢筒中

，

四周加入

填充料

，

钢筒垂直放置在炉车上

，

送入车底式焙

烧炉中

，

关闭炉门

，

通入燃料进行加热

。车底式

焙烧炉的升温曲线可在生产前输入控制系统

，

整

个升温过程完全由系统自动控制

，

炉顶部的数台

高温风机使高温烟气不断循环对流以减少炉内各

部温差

，

焙烧结束并在炉内冷却至一定温度后

，

出炉送至装卸站将产品卸出。

3.车底式焙烧炉的特点①在焙烧过程中炉膛内烟气依靠炉顶的高温风机带

动一直处于循环对流状态

，

所以炉内各部温度分

布始终保持比较均匀；

同时生坯装入钢筒内间接

受热

，

因此焙烧成品率高

，

制品质量均匀。②采用先进的燃烧和自动温控措施

，

保证按照温度

曲线的规定升温和降温

，

降温时采用喷水方法强

制降温

，

既缩短焙烧周期

，

也有利于缓解焙烧品

的内部应力

，

减少由于冷却不当而增加的废品数

量。③可根据装入制品的不同要求

，

每台车底式焙烧炉

使用不同的焙烧曲线

，

生产灵活性大

。二次焙烧

可用同一炉体

，

二次焙烧时制品装入钢筒内无需

填充料的保护

，

且焙烧所需时间也可大大缩短。

④装卸制品在专设的装卸站进行

，

提高了装卸制品的

机械化程度

，

装卸工人较少

，

劳动条件也比较好。⑤由于炉体密封性好及自动调节燃烧所需空气量，炉内气氛含氧量不大于1.5%，

因而在焙烧过程中

生坯排出的挥发分不会产生不正常燃烧

，

大部分

挥发分引出到焚烧炉中焚烧

，

焚烧产生的热量可

设置废热锅炉加以利用

，

炉外生产环境比较干净。⑥建设投资较高

，

温度控制技术也比较复杂；

同时

，

由于生坯排出的挥发分不能直接用做燃料

，

因此

单位能耗较高

，

特别是二次焙烧的能耗要比隧道

窑高。

2.安全知识环式焙烧炉使用煤气加热时

，

在车间工作要注意下列事项：①所有使用工具、制品要放在指定场所

，

严禁放在通道及煤气管道上。②不准在正在修理的天车下或运行的天车下行走

。

③经常检查煤气压力、炉室负压、煤气水封及废气盖是否符合要求④清理炉盖底耐火土时应将身子躲开

，

上盖前检查吊架是否完好

，

上盖时注意手应扶炉盖的侧边

。

⑤点燃煤气时应侧着身子点火防止烧伤

，

若熄火应按规定要求操作。

⑥煤气支管压力低于安全值时应及时报告,总管或中

央管连通罩被撞倒时,应立即与煤气站取得联系

并切断炉室连通罩或关闭考克阀,指挥人员及天车将中央管连通罩复位。⑦行走时防止掉入电极箱内,不要在烟道盖上行走

。

⑧掌握煤气中毒的急救办法,进入车间应带好劳动保护用品。⑨冷煤气管道泻水时应两人进行,一人操作,另一

人监护,防止煤气中毒。

3、装炉前准备工作①主要包括点火器具、测温仪表、燃料、各种记录材料

。

②在每系统第一个点火炉室上砌筑一

圈高500—600mm带喷火口的小炉灶。4、相关设备的检查工作①炉体本身的检查主要包括炉口、炉箱、炉盖应符合设计技术要求；

火井、

斜坡烟道、燃料导管、二次空气导管、喷火嘴内应保持

畅通完好状态；

砌筑炉体的耐火材料无裂缝、破损。②附属设备的检查主要包括燃料管道系统应无堵塞、泄露；

烟囱、烟道无杂

物；

电气控制系统几各种测量、计量仪器、仪表完好正

常

，

排烟机和自然通风连通器及各阀门、插板安全可靠

好用；

燃料管道上的各种阀门

，（或连通器、考克)灵

活好用

，

废气连通器及炉盖吊架安全可靠好用。

第四节

焙烧易产生废品的几种特殊情况的预防焙烧后产生的废品按工序责任化分为两种：

一种

是由于焙烧本工序操作不当产生的废品

，

称为本

工废

，

主要指纵裂、变形、弯曲、氧化、碰损及

部分理化指标废（主要是电阻率不合格)。另一

种是由于上工序（主要是成型工序)操作不当产

生的废品

，

称为上工废

，

主要指横裂、分层、杂

质、空头、油变、理化指标不合格（主要是体积

密度不合格)、原短或截面不够。

焙烧工序在出现以下几种情况时,如果控制不当,往往会产生多种类型的批量废品,而且是上工序

废品、本工序废品均有。一、停煤气、停排烟机、清理烟道、清理煤气管道、

突发设备故障等原因造成的停产时间较长,温度

波动较大二、负压参数控制不合理三、带盖环式焙烧炉运转时间太长,炉室状

况不好四、升温过程中,点火操作不当,不注意均衡使用

煤气,造成温度场不均衡,产品局部实际受热过

快,出现裂纹废品第四章

焙烧装出炉工具本章主要介绍了焙烧装、

出炉所使用的工具及其

使用方法;带盖环式焙烧炉装炉技术要求及有关

计算

，

装炉图制定的原则

，

装、

出炉的工作内容、

安全常识及装、

出炉操作不当对产品质量有哪些

影响

，

产品的清理、检查方法

，

炉室中、小修的

要求等有关知识。

一、装炉工具1.撬棍用途：

撬棍主要用

来挂吊电极、炭

块等制品时

，

放

入吊绳使用

，

也

可以在焙烧半成

品清理后上垛时

使用。

第一节

装出炉工具及附属设备2.吊绳吊绳是用钢丝编制的

有柔韧性的金属绳

。

单扣绳套用途：

单扣套绳主要

用来吊圆柱形和方形

生制品

，

如电极、炭

块等。

3.料斗为装生产用的填充料

而用铁板和角钢制成

的容器。用途：

用来装填充料

或出炉返回料

，

装炉

时下填充料。

1-料斗环

3-格子5-料斗腿2-料斗梁

4-料斗壁

6-料斗门4.保护罩覆盖在炉箱上用钢板

制成的保护装置。用途:用来装炉和出炉时，保护炉箱的格子砖不

受破坏和不向格子砖

眼及火井里淌填充料。1-吊环2-保护罩5.电极夹子钢板制成的

夹子用途:运输电极过程中，

从电极垛上向下倒运

电极时使用。

2-阻夹绳4-长臂6-销钉1-挂绳3-短臂

5-转轴7-挂阻夹绳槽二

、

出炉工具1、铁锹用途:出炉时

，

抠吊绳

槽用。图中：1-锹头2-锹把2.杠子（

一般为钢管制成）用途:出炉时

，

用杠子

将兜绳压入铁锹抠好

的槽内

，

起吊时压绳

扣之用。

3、双扣套绳（兜绳)用途：

双扣套绳主要用来出炉时吊制品用。

第二节

装出炉操作及有关计算一、带盖环式焙烧炉装炉技术要求1、炉箱检查符合要求

，

炉箱内温度不高于60℃。2.各层填充料的要求。①炉箱底铺10~20mm厚木屑或一层纸板

，

并在其上铺放不少于50mm厚的填充料。②各层制品间铺放填充料的厚度不少于30mm。③制品上部保温料厚度不少于300mm。

3、装炉间距。①产品与炉墙间距。500以上制品不小于120mm；。450、。500制

品不小于100mm；。350、。400制品不小于60mm；。300及以下制品不小于40mm。②产品间距。450以上制品不小于30mm；。231-。400mm制

品不小于15mm；。200mm及以下制品不小于10mm。4.生制品装炉必须保证垂直装入

，

并且从制品装入

炉室起1小时内放入填充料。

二、焙烧装炉图1.装炉图的作用装炉图是根据制品装炉的技术要求结合炉箱的尺

寸、制品的品种、规格而制订的

，

它是保证合理

正确装炉的前提

，

也是检查制品装炉是否合格的

重要依据

。

由于制品的品种比较多

，

所以装炉图

变化也较大

，

制订合理的装炉图能够保证炉室得

到最大的利用率

，

提高产量。

2.制订装炉图一般原则①直立且垂直装制品；②下层装大规格

，

上层装小规格产品；③同层四边装小规格中间装大规格；④制品与墙之间的距离要求符合技术要求；⑤要计算所装各层制品程度与各层填充料厚度之和，要至少低于炉箱深度300mm；⑥炉箱容积得到最大程度的利用。

3

、带盖环式焙烧炉装炉1380×960×4431mm的炉

室常用装炉图举例φ500加φ300电极装炉图1-φ500电极2-φ300电极φ500加φ350电极装炉图1-φ500电极2-φ350电极φ500加φ250电极装炉图1-φ500电极2-φ250电极φ500加φ200电极装炉图1-φ500电极2-φ200电极φ50电极装炉图

图50×250阳极板装炉三

、

常见焙烧制品的规格及装炉部位如表

石墨化块4002

上层或下层415×418规格（mm)40×180×（810—1100)φ400—200φ500—

700（50—100)×1060φ450—

700φ450—

350400×118×（690—1360)φ300—20050×180×（690—1060)415×418φ200以下50×250×（690—1200)4002×（590—1560)下层上层或下层上层或夹心上层上层、中层上层、中层上层、中层上层、中层上层、中层上层、中层下层上层或下层上层或下层装炉部位上层或夹心阳极高炉块电极电极浸后电极电极阳极浸后电极电极阳极浸后高炉块品种阳极炭块阳极四

、装出炉操作安全常识1、装炉前应带好劳动保护用品

，

检查所有的吊具、

夹具、料斗是否安全灵活好用

，

且要正确使用。2、装炉工与天车工要互相配合好

，

向天车工发出的

信号必须准确明朗。3、装炉时

，

不能人先下入炉内

，

后下入制品。4、装炉操作时

，

应按操作安全规程和操作程序进行。5.装出炉时

，

绳套套入制品深度要符合要求。

第三节

装出炉对制品质量的影响一、装出炉操作不当产生的废品种类1、纵裂：

指制品延长度方向小于45°角的裂纹。2、变形：

指在制品纵长方向或圆周方向出现的局部

隆起或凹陷超过了允许尺寸偏差。3、弯曲：

指制品在纵长方向的弯曲度超过了允许尺

寸偏差。4、氧化：

制品的表面由于接触空气

，

在高温下发生

氧化烧损

，

局部尺寸已超出技术条件规定的允许

偏差范围。5.粘结：

制品表面粘料块或制品之间相粘结。6、碰损：

制品在装炉或出炉时受到外力碰撞

，

外表

面产生掉块

，

掉块部分尺寸超出了技术要求的允

许尺寸偏差。

二、装出炉操作不当产生废品原因1.纵裂①产品装炉时距炉墙距离太近

，

产品靠炉墙一侧局

部升温太快

，

造成过早烧结

，

使整个制品收缩不均

，

产生纵向裂纹；②炉墙局部漏料

，

制品受热过快；③上、下层制品搭配不合理

。如上层装大规格制品，

大规格制品使用的填充料粒度太细

，

挥发分难排

除

，

产生的膨胀力大于制品表层强度极限；④制品冷却速度过快

，

内外收缩不一致产生应力

，

导致纵裂废品。

2.变形①装炉时炉温太高

，

装炉时间长

，

没有及时下料；

②填充料水份太大

，

超出规定要求；③填充料温度过高

，

下料时没有及时将生制品完全

覆盖；④填充料粒度不合格

，

有大颗粒

，

下料过程中制品与制品间产生膨料、填充不实的情况；⑤装炉时

，

产品不垂直、产品墙距、

间距小；

⑥炉室破损、漏料是主要原因之一；⑦新填充料用量过多

，

引起小直径产品变形；⑧黏结剂用量过大也是变形废品产生的主要原因，但此原因引起的变形废品通常数量较多

，

产品体

积密度较低；3、弯曲①产品装炉时不垂直；②下料不均

，

小规格没有二次下料

，

将制品冲歪；

③装炉时搭配不合理

，

装炉上层装小产品

，

下层大规格产品长、短不齐

，

中层料过薄

，

顶弯产品；

④工序漏检；4.氧化①产品上层保温料太薄；②炉室漏料

，

电极箱透风；③填充料水份太大

，

下料不实

，

焙烧时收缩下沉制

品露出氧化；④产品出炉时温度过高

，

产品在清理场地没有及时散开；⑤提前抓敞盖冷却炉室的上层保温料；5.粘结①装炉时产品间距太小

，

下料时将制品冲倒；

②制品装入炉室内不垂直；6、碰损①抓斗抓料时抓坏；②天车吊运、放吊时碰坏；③出炉时制品挂吊套入浅

，

吊运过程中产生掉吊现

象

，

碰损制品；④出炉过程中

，

用杠子砸绳套时碰坏制品；⑤堆垛时跑垛；⑥清理时碰损；第四节

焙烧品的清理

、检查及炉室维修一、焙烧品的清理1、焙烧品的清理概念清理是将焙烧出炉后的制品表面粘附的填充料

，

用人工或机械清理方法清理干净的过程。2.清理的目的和作用①回收填充料

，

降低填充料的消耗；②便于检查制品的质量

，

便于堆放、运输；③有利于浸渍、石墨化和加工工序制品质量的提高；二

、焙烧品清理的设备及工具焙烧品清理分人工清理和机器清理（喷丸式清

理机

、切削式清理机)，

这里主要介绍人工清理的

方式。1、工具：

铲子

、兜绳

、撬棍

、扳子扳子操作示意图扳子结构示意图三、焙烧品检查1、

出炉后清理好的焙烧品在清理场地由检查员进行

外形和内部结构检查

，

内部结构一般用敲锤听声

音的方法检查

。外形检查主要要求：

尺寸符合规定

，

表面无缺陷和裂纹。2.焙烧品的取样方法①电极、炭阳极、高炉炭块、

电炉炭块同一批号、规格、

品级产品

，

每月每批取样一次

（超过20吨以上的数量就应取样）

，

每批取样数

量不少于3根（块）

，

用空心钻头在每个制品两

端端面中心处或距离两端50—60mm处分别垂直钻取长度不少于120mm圆柱体各一个。

②4002mm阴极炭块每批取样数量不少于3块,用空心钻头沿纵向中

心线,从距一端250mm以上,距另一端50mm以上或从两端端面分别垂直钻取长度不少于140mm的圆柱体各两个。③400mm×115mm阴极炭块每批取样数量4—6块,用空心钻头在大表面上,距离端部60mm以上垂直钻取长度相等的圆柱体。④炭电阻棒每一焙烧炉室为一批,每批10根,用锯或机床在

焙烧品上、下端各截取100mm的圆柱体。

3.测试项目电极：

灰份、真密度、气孔率、体积密度、抗压

强度、

电阻率。炭块：

灰份、真密度、体积密度、破损系数、抗

压强度、

电阻率。阳极：

灰份、体积密度、抗压强度、

电阻率。炭电阻棒：

灰份、气孔率、体积密度、抗压强度、

电阻率。

四、焙烧炉的维修1.耐火材料的有关知识①耐火材料的使用性质耐火度：

是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用

而不熔化的性能。荷重软化点：

是指耐火材料在持续升温的条件下，

承受恒定载荷产生变形的温度

。它体现了耐火材

料同时抵抗高温和载荷两方面的作用能力。重烧线变化（残余线变化）：

是指耐火材料加热

至高温

，

并保温一定时间后

，

其长度发生的不可

逆变化

，

这种变化对热工炉窑的砌体有极大的破

坏作用

，

它是评价耐火材料