[发明专利]炭素焙烧炉

说明书

技术领域

本发明大体上涉及炭素焙烧炉，更具体地说涉及具有竖直配置的焙烧炉道的炭素焙烧炉。在一种结构中，本发明涉及具有至少一条竖直设置的焙烧炉道但是通常为竖直设置的焙烧炉道阵列的炉子，该焙烧炉道用来焙烧在包覆在牺牲介质中期间向下行进穿过焙烧炉道的炭素体。

背景技术

各种操作都需要生炭在使用之前进行焙烧。这些操作中的一些采用颗粒状生炭，而其它采用了块状生炭。一种这样的焙烧操作是制造阳极，该阳极随后用于生产铝。通过电解方法将氧化铝转变为金属铝导致大量消耗炭素阳极。熔融铝沉积到炭素阴极上，并且同时氧沉积在电解池的炭素阳极上并且消耗该炭素阳极。通常，每生产一吨铝要消耗0.4吨炭素。因此，铝冶炼厂需要大量连续供应炭素阳极。冶炼厂一般现场制造炭素阳极作为铝生产工艺的整体组成部分。

用于铝生产过程的炭素阳极制造包括生产“生的”阳极块并且焙烧这些“生的”阳极块以生产适用于铝生产过程的阳极。“生的”阳极块的生产涉及将压碎的焦炭或无烟煤与粘接剂混合，该粘接剂例如包含有煤焦油沥青。然后将该粘性混合物压制以形成“生的”阳极块。根据冶炼厂的要求，“生的”阳极块其重量通常为几百公斤至一吨以上。焦炭和沥青粘接剂的混合物通常在室温下固化并且在超过大约50摄氏度的温度下软化。挥发性组分在50摄氏度至400摄氏度之间的温度下释放出。在进一步加热一段时间至大约1200摄氏度时，阳极硬化，从而导致更好的物理性能，例如导电性和抗氧化性。

在WO 99/06779中披露了具有基本上竖直的焙烧炉道的炭素阳极焙烧炉。生的阳极在竖直焙烧炉道内包装在牺牲介质中，并且向下运动穿过焙烧区。经焙烧的阳极与包围着这些阳极的牺牲介质的一部分一起从焙烧炉道的底部去除。牺牲介质在焙烧炉道内的运动必须如此进行控制，从而底部阳极的去除不会扰乱牺牲介质围绕着高于焙烧炉道设置的阳极的包覆。牺牲介质的装载和卸载是急需改善的问题。

例如在WO 99/06779中所披露的竖直炉道焙烧炉的另一个问题在于经焙烧阳极在焙烧炉的底部处的去除。这些阳极在处于焙烧炉道中期间设置在自支撑柱中。在不翻倒该柱的同时去除最下面的经焙烧阳极的问题是急需改善的问题。

沥青烟雾或挥发物的去除和处理是急需解决的问题。

发明内容

本发明提供了具有至少一个竖直焙烧炉道的炭素焙烧炉，它采用用于控制用来在焙烧炉道内包围炭素体的牺牲介质的系统和方法。该系统和方法包括设置在装载牺牲介质的焙烧炉顶部处的元件和设置在卸载牺牲介质的焙烧炉底部处的元件。

本发明提供了一种炭素焙烧炉，它具有在支撑着保持在焙烧炉道中的炭素体柱期间将在焙烧炉道阵列底部处的受焙烧炭素体卸载的系统和方法。

本发明提供了一种挥发物抽取系统，它从焙烧炉的上部抽取挥发物烟雾并且在焙烧炉的焙烧部分中将挥发物烟雾导入到燃烧炉中。该系统使得挥发物烟雾能够选择地传输给后燃烧室并且在紧急情况期间自动地输送给后燃烧室。

本发明提供了挥发物抽取通道，它们与焙烧烟雾通道分开并且夹在焙烧烟雾通道的各个部分之间。

本发明提供了挥发物抽取入口，它们从焙烧炉道向上倾斜。

本发明提供了具有用来将介质输送给焙烧炉道的牺牲介质输送系统。

本发明提供了夹钳组件，它们夹持第二最下面制品以使得最下面的制品能够从焙烧炉去除。

本发明提供了与焙烧炉的每个系统关联使用的方法。

现在将参照这些附图对本发明作进一步说明。在这些附图中，炭素制品由用在铝熔炼工业中的阳极所表示。要理解的是，本发明的各个特征同样适用于以块状或颗粒状提供的其它炭素制品的焙烧。

在本发明中所述的多个单独的焙烧炉特征和方法步骤可以相互组合以形成其它独特的组合方案。

附图说明

图1为具有呈阵列布置的多个焙烧炉道的竖直炉道炭素焙烧炉的示例性结构的正视图。

图2为图1的示例性焙烧炉结构的顶视图。

图3为该焙烧炉的顶部的透视图，显示出设置在其最上面位置处的六个阳极，其中两个焙烧炉道空出以便显示出在焙烧炉道的顶部周围的结构。图3还显示出用于将牺牲介质装载到阳极周围的焙烧炉道中的系统。

图4为焙烧炉道的透视图，其中阳极拆除以显示出阳极引导件、刷子和牺牲介质输送机。该视图还显示出在耐火砖中的开口，它们限定了通向挥发物烟雾去除系统的入口。

图5A为在挥发物抽出开口出的焙烧炉壁的剖视图。

图5B为用于挥发物烟雾抽出通道的衬垫结构上的透视图。