專利名稱：含碳物質(zhì)的電煅燒方法及煅燒爐的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種在電煅燒爐中煅燒含碳物質(zhì)的方法，以及一種煅燒含碳物質(zhì)的電煅燒爐。
背景技術(shù)：
含碳物質(zhì)如無煙煤、瀝青焦炭、冶金焦炭和石油焦的電煅燒都是通過使電流穿過待煅燒的含碳物質(zhì)床而進行的。通過設置在煅燒爐頂部和底部的碳電極，給煅燒爐通入電流。煅燒爐是豎式爐身，待煅燒物質(zhì)從爐子的頂部輸送到煅燒爐中。通過控制煅燒后物質(zhì)從爐子底部的排放速率，可控制含碳物質(zhì)穿過煅燒爐的流動。
在煅燒過程中，加熱含碳物質(zhì)，在加熱時，所含水份將從含碳物質(zhì)中溢出。當進一步加熱時，揮發(fā)性物質(zhì)會從含碳物質(zhì)中釋放出來。根據(jù)被加熱的含碳物質(zhì)的最后溫度，可使一部分含碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化成石墨。
含碳物質(zhì)電煅燒的特征在于，爐中心電極之間的溫度非常高，超過2500℃，而爐周圍的溫度則較低，在800～1200℃之間。由于這一原因，在煅燒過程中，從爐子下部排出的最終煅燒產(chǎn)物未被均勻加熱。爐中心的高溫將導致含碳物質(zhì)中的灰分揮發(fā)，并徑向向外輸送，冷凝在較冷的物質(zhì)上，或者冷凝在爐壁的內(nèi)襯里上。為了使煅燒過程連續(xù)而穩(wěn)定地進行，就要維持爐中的物料衡算。這意味著必須從爐子的頂部供給的含碳物質(zhì)中的灰分必須隨爐子的底部的煅燒后的物質(zhì)一起排出。
在傳統(tǒng)的電煅燒爐中，在爐子底部的整個斷面上排出煅燒后的物質(zhì)，由此得到的是經(jīng)過在800℃～高于2500℃溫度范圍內(nèi)加熱后的混合物質(zhì)。使得煅燒后的物質(zhì)在灰分含量、石墨含量和電導率方面都很不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種含碳物質(zhì)如無煙煤和石油焦的電煅燒方法，由此根據(jù)煅燒溫度，能生產(chǎn)出具有多種性質(zhì)的煅燒物質(zhì)。本發(fā)明進一步還開發(fā)了一種實施上述方法的電煅燒爐。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案，本發(fā)明涉及一種電煅燒含碳物質(zhì)的方法，用于生產(chǎn)石墨或含石墨物質(zhì)，其中將含碳物質(zhì)連續(xù)或基本連續(xù)地供入大體豎式設置的且具有圓柱形斷面的爐子的頂部，上述爐子裝有一個頂部電極和一個底部電極，以及給電極提供電流以加熱含碳物質(zhì)的部件，從爐子的底部連續(xù)或基本連續(xù)地排出煅燒后的含碳物質(zhì)，上述方法的特征在于在爐子的底部，分別排出在爐中心煅燒后的物質(zhì)和靠近爐周邊煅燒后的物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，以兩分開的物流向煅燒爐的頂部供給含碳物質(zhì)，其中一含碳物質(zhì)物流輸送到頂部電極周圍，而另一含碳物質(zhì)物流則輸送到爐子的周邊。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，至少一部分供給爐子周邊的含碳物質(zhì)是從爐子底部周邊排出的回流的煅燒后物質(zhì)。
優(yōu)選地將無煙煤、石油焦、瀝青焦炭和冶金焦炭作為供給煅燒爐的含碳物質(zhì)。
本發(fā)明進一步還涉及一種電煅燒爐，包括一個基本上豎式設置的爐子，并有頂部電極、底部電極、給電極提供運行電流的部件、設置在爐子頂部以供給含碳物質(zhì)的進口、以及位于爐子的底部用于排出煅燒后物質(zhì)的部件，上述煅燒爐的特征在于在爐子的底部，同心設置了上端敞口的圓柱環(huán)，該環(huán)的直徑大于底部電極的直徑，該環(huán)的外徑小于爐子的內(nèi)徑，還設置有兩個分開的排出部件，分別用于排出穿過圓柱環(huán)流動的煅燒后物質(zhì)，以及在爐子周邊和圓柱環(huán)外側(cè)之間流動的煅燒后物質(zhì)。
根據(jù)一個實施方式，圓柱環(huán)的上端低于底部電極的頂部。
根據(jù)另一優(yōu)選實施方式，在爐子的上端設置有用于提供待煅燒物質(zhì)的環(huán)形豎筒，環(huán)形豎筒的徑向開口基本上等于內(nèi)爐壁與設置在爐子下端的圓柱環(huán)之間的距離。
采用本發(fā)明的方法和煅燒爐，可從煅燒爐中排出兩種分開的煅燒后的含碳物質(zhì)物流。一種是從圓柱環(huán)的底部排出的煅燒后物質(zhì)的中心物流，另一種是從爐子周邊與圓柱環(huán)外側(cè)之間的環(huán)形通道中排出的煅燒后物質(zhì)的周邊物流。
穿過圓柱環(huán)排出的煅燒后物質(zhì)的中心物流，在其穿過爐子的流動過程中，被加熱到很高的溫度，其中灰分已經(jīng)揮發(fā)并被引導到爐子周邊的較冷區(qū)域。由此使穿過圓柱環(huán)排出的煅燒后物質(zhì)的周邊物流非常清潔，且石墨化程度高，這取決于在爐子中的停留時間。因而，穿過圓柱環(huán)排出的煅燒后材質(zhì)的品質(zhì)很高，且可用作碳化材料、生產(chǎn)碳陰極、炭精電極、自焙電極的電極糊、機械部件，以及油料、潤滑油等的石墨添加劑的材料。
從爐子周邊與圓柱環(huán)外側(cè)之間的環(huán)形通道中排出的煅燒后物質(zhì)的周邊物流，在其穿過爐子的流動過程中，被加熱到700℃～2300℃溫度范圍的較低溫度。這種物質(zhì)的石墨化程度低，且灰分含量高，因為從爐子中心的物料中揮發(fā)出來的灰分將冷凝在爐子的周邊。因此，從爐子周邊排出的煅燒后物質(zhì)的品質(zhì)通常較低，可用作自焙電極、預焙電極、碳陽極電極糊中的碳物質(zhì)。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過采用本發(fā)明的方法和煅燒爐，可使含碳物質(zhì)在爐子中心部分和爐子周邊大體呈柱塞式流動。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明電煅燒爐第一實施方式的俯視圖。
圖2是本發(fā)明電煅燒爐第二實施方式的俯視圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明圖1顯示的電煅燒爐包括帶有耐火材料內(nèi)襯里2的圓柱形爐壁1。爐子裝配有一個頂部電極3和一個底部電極4。該煅燒爐進一步還裝有一個用于給電極3，4提供運行電流的常規(guī)部件(未示出)。在爐子的上部，設置有兩個用于給爐子提供含碳物質(zhì)的豎筒5，6。在爐子的上部，還設置有尾氣管7。根據(jù)本發(fā)明，在爐子的下部設置有內(nèi)徑大于底部電極4的直徑且外徑小于煅燒爐內(nèi)徑的圓柱環(huán)8。該環(huán)8的上端敞口，并與底部電極4同心設置。環(huán)8的上端可延伸至超過底部電極4的頂部，但是，優(yōu)選的環(huán)8的上端低于底部電極4的頂部。
第一排放部件9設置在煅燒爐的底部10，用于連續(xù)或基本連續(xù)地排出來自環(huán)8外側(cè)與煅燒爐內(nèi)側(cè)之間環(huán)狀通道的周邊煅燒后物質(zhì)的物流。優(yōu)選地第一排放部件9通常是可在煅燒爐的底部10水平轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動刮削器。第二排放部件11設置在煅燒爐的底部12，位于底部電極4和環(huán)8之間，用于排出來自底部電極4和環(huán)8之間環(huán)形通道中的中心煅燒后物質(zhì)的物流。分別收集從爐周邊排出的物料和從爐中心排出的物料。
在煅燒爐運行過程中，要基本上保持進料豎筒5，6中未煅燒材料的充滿狀態(tài)，同時借助于排放部件9和11調(diào)整穿過煅燒爐的物料的流動。調(diào)整排放部件9和11的排放速率，使得含碳物質(zhì)穿過爐子的移動方式基本上呈柱塞式流動。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)借助于本發(fā)明的方法和煅燒爐，基本上不會出現(xiàn)在爐子周邊低溫煅燒的物料與在爐子中間高溫煅燒的物料之間的混合。
由此得到的通過排放部件11排放的煅燒后物質(zhì)是灰分含量低、電導率高，且石墨化程度高的高品質(zhì)材料。如果使用直徑小于圖1所示環(huán)直徑的圓環(huán)8，將使爐中心排出的煅燒后物質(zhì)更少，但是品質(zhì)會更高。如果使用直徑大于圖1所示環(huán)直徑的圓環(huán)8，將會增加從爐中心排出的物料的數(shù)量，但是煅燒后物質(zhì)的品質(zhì)將會有些下降。因此，本發(fā)明的方法和煅燒爐可以很靈活地得到預定品質(zhì)的從煅燒爐中心排出的煅燒后物質(zhì)。
圖2顯示的是煅燒爐的第二實施方式。圖2所示的煅燒爐與圖1所示煅燒爐的不同之處在于，除進料豎筒5和6外，又裝配了一個輔助環(huán)形進料豎筒13，用于沿煅燒爐的周邊供給含碳物質(zhì)。
在圖2所示煅燒爐的運行過程中，穿過進料豎筒5，6提供未煅燒的含碳物質(zhì)，同時穿過豎筒13供給未煅燒的含碳物質(zhì)和通過排放部件9從爐周邊排出的回流煅燒物質(zhì)的混合物，如圖中14所示。
權(quán)利要求
1.一種電煅燒含碳物質(zhì)的方法，用于生產(chǎn)石墨或含石墨物質(zhì)，其中將含碳物質(zhì)連續(xù)或基本連續(xù)地輸送到大體豎式設置的且具有圓柱形斷面的爐子的頂部，上述爐子裝有一個頂部電極和一個底部電極，以及給電極提供電流以加熱含碳物質(zhì)的部件，從爐子的底部連續(xù)或基本連續(xù)地排出煅燒后的含碳物質(zhì)，其特征在于在爐子的底部，分別排出在爐中心煅燒后的物質(zhì)和靠近爐周邊煅燒后的物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于以兩分開的物流向煅燒爐的頂部供給含碳物質(zhì)，其中一含碳物質(zhì)物流輸送到頂部電極周圍，而另一含碳物質(zhì)物流則輸送到爐子的周邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于至少一部分供給爐子周邊的含碳物質(zhì)是從爐子底部周邊排出的回流的煅燒后物質(zhì)。
4.一種電煅燒爐，包括基本上豎式設置的爐子，它有頂部電極(3)、底部電極(4)、給電極提供運行電流的部件、設置在爐子頂部以供給含碳物質(zhì)的進口(5，6)，以及位于爐子的底部用于排放煅燒后物質(zhì)的部件(9，11)，其特征在于在爐子的底部，同心設置了一個上端敞口的圓柱環(huán)(8)，該環(huán)的直徑大于底部電極(4)的直徑，該環(huán)的外徑小于爐子的內(nèi)徑，還設置有兩個分開的排放部件(9，11)，分別用于排放穿過圓柱環(huán)(8)流動的煅燒后物質(zhì)，以及在爐子周邊和圓柱環(huán)(8)外側(cè)之間流動的煅燒后物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求4所述的煅燒爐，其特征在于圓柱環(huán)(8)的上端低于底部電極(4)的頂部。
6.如權(quán)利要求4所述的煅燒爐，其特征在于在爐子的上端設置有用于提供待煅燒物質(zhì)的環(huán)形豎筒(13)，環(huán)形豎筒(13)的徑向開口基本上等于內(nèi)爐壁與設置在爐子下端的圓柱環(huán)(8)之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電煅燒含碳物質(zhì)的方法,用于生產(chǎn)石墨或含石墨物質(zhì)。將含碳物質(zhì)輸送到大體豎式設置的且具有圓柱形斷面的爐子的頂部。上述爐子裝有一個頂部電極和一個底部電極,以及給電極提供電流以加熱含碳物質(zhì)的部件。在爐子的底部,分別排走在爐中心煅燒后的物質(zhì)和靠近爐周邊煅燒后的物質(zhì)。
文檔編號F27D99/00GK1252126SQ98804113
公開日2000年5月3日 申請日期1998年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月14日
發(fā)明者J·A·約翰森, A·瓦特拉恩德 申請人:埃爾凱姆公司