[go: up one dir, main page]

RU2369815C1 - Furnace of electro-calcination of bulk carbon material - Google Patents

Furnace of electro-calcination of bulk carbon material Download PDF

Info

Publication number
RU2369815C1
RU2369815C1 RU2008129240/02A RU2008129240A RU2369815C1 RU 2369815 C1 RU2369815 C1 RU 2369815C1 RU 2008129240/02 A RU2008129240/02 A RU 2008129240/02A RU 2008129240 A RU2008129240 A RU 2008129240A RU 2369815 C1 RU2369815 C1 RU 2369815C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
lining
choke
carbon material
throttle
Prior art date
Application number
RU2008129240/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Евгеньевич Патон (UA)
Борис Евгеньевич Патон
Виктор Иосифович Лакомский (UA)
Виктор Иосифович Лакомский
Борис Федорович Петров (UA)
Борис Федорович Петров
Сергей Владимирович Кутузов (UA)
Сергей Владимирович Кутузов
Анатолий Васильевич Бондаренко (UA)
Анатолий Васильевич Бондаренко
Сергей Михайлович Хроменков (RU)
Сергей Михайлович Хроменков
Валерий Владимирович Буряк (UA)
Валерий Владимирович Буряк
Леонид Федорович Ревенок (UA)
Леонид Федорович Ревенок
Владимир Владимирович Быковец (UA)
Владимир Владимирович Быковец
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Украинский Графит"
Анатолий Васильевич Бондаренко
Сергей Михайлович Хроменков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Украинский Графит", Анатолий Васильевич Бондаренко, Сергей Михайлович Хроменков filed Critical Открытое Акционерное Общество "Украинский Графит"
Priority to RU2008129240/02A priority Critical patent/RU2369815C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2369815C1 publication Critical patent/RU2369815C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Furnace Details (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to electrometallurgy, particularly to electric furnaces - electric calcinators for tempering bulk carbon materials, for example, anthracite, by means of running electrical current through them. The furnace consists of a cylinder stack, of lining of a case, of a throttle located in an upper part of the furnace stack and forming a through internal opening, of an upper and lower electrodes and of loading and unloading facilities; also the throttle is built-in into lining of the case so, that it divides it into an upper and lower parts; the throttle is made in form of an upper, middle and lower belts conjugated with horizontal surfaces; notably, horizontal surface of the lower belt facing the lower electrode rests on the lower part of case lining, while the horizontal surface of the upper belt facing the upper electrode adjoins the upper part of lining; also part of throttle belts projects beyond vertical internal surface of lining and in vertical cross section has a shape of trapeziums, bases of which facing central axis of the furnace, form through opening of height equal to 0.08-0.1 of furnace stack height.
EFFECT: new design of furnace facilitates uniform distribution of power lines of current along vertical axis of furnace thus increasing furnace life and decreasing specific consumption of electric power, also design ensures uniform heating of tempered carbon material and its upgraded quality.
7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электрометаллургии, а именно к электрическим прокалочным печам - электрокальцинаторам, используемым для прокалки сыпучих углеродных материалов, например антрацита, путем пропускания через них электрического тока.The invention relates to the field of electrometallurgy, in particular to electric calcining furnaces - electrocalciners used for calcining bulk carbon materials, such as anthracite, by passing an electric current through them.

В настоящее время разработано достаточно много конструкций печей электрокальцинации для прокалки сыпучих углеродных материалов. Конструктивные усовершенствования, в основном, направлены на повышение равномерности прокаливания материала, предотвращение локального перегрева футеровки и, следовательно, ее прогара.Currently, a lot of designs have been developed for electric calcination furnaces for calcining bulk carbon materials. Design improvements are mainly aimed at increasing the uniformity of calcination of the material, preventing local overheating of the lining and, consequently, its burnout.

Например, известен «Электрокальцинатор непрерывного действия» по а.с. СССР №1434224 от 15.12.86 г., опуб. 30.10.88 г., согласно которому футеровка выполнена с чередующимися кольцевыми выступами, расстояние между которыми зависит от угла естественного откоса сыпучего углеродного материала. Однако известная конструкция не обеспечивает равномерного прокаливания углеродного материала. В зоне, близкой к оси электрокальцинатора, температура наиболее высокая, однако прокаливаемый углеродный материал, перемещается сверху вниз без перемешивания, частично зависает на кольцевых выступах и не достигает высокотемпературной зоны. Это приводит к неравномерности свойств прокаливаемого материала, а также к локальному перегреву и расплавлению футеровки в местах расположения выступов.For example, it is known "Continuous electrocalciner" by A. with. USSR No. 1434224 of December 15, 86, publ. 10.30.88, according to which the lining is made with alternating annular protrusions, the distance between which depends on the angle of repose of the granular carbon material. However, the known design does not provide uniform calcination of the carbon material. In the zone close to the axis of the electric precipitator, the temperature is the highest, however, the calcined carbon material moves from top to bottom without mixing, partially hangs on the annular protrusions and does not reach the high-temperature zone. This leads to uneven properties of the calcined material, as well as to local overheating and melting of the lining at the locations of the protrusions.

Известно «Устройство для прокаливания углеродистых материалов» по патенту России №2311599 от 19.05.04 г., опуб. 27.11.07 г., согласно которому вертикальный футерованный кожух выполнен в виде гантелеобразной фигуры с переменным сечением по высоте. Футеровка кожуха выполнена двухслойной, состоящей из рабочего огнеупорного и внешнего теплоизоляционного слоев. Огнеупорный слой в узкой части кожуха, расположенной по высоте между электродами, выполнен из электропроводного материала, выдерживающего температуру до 2500°С.It is known "Device for calcining carbon materials" according to the patent of Russia No. 2311599 from 05/19/04, publ. 11.27.07, according to which the vertical lined casing is made in the form of a dumbbell-shaped figure with a variable cross-section in height. The lining of the casing is made of two-layer, consisting of a working refractory and external heat-insulating layers. The refractory layer in the narrow part of the casing located in height between the electrodes is made of an electrically conductive material that can withstand temperatures up to 2500 ° C.

Однако изготовление цельнофутерованного кожуха гантелеобразной формы является очень сложным. Отсутствие информации об огнеупорном материале, использованном для футеровки узкой части кожуха, не дает возможности оценить действительную эффективность его применения в известном техническом решении, но, безусловно, усложняет реальное использование данного устройства в связи с уникальностью заявленных теплофизических свойств огнеупорного футеровочного материала.However, the manufacture of a fully lined dumbbell-shaped casing is very complex. The lack of information about the refractory material used for lining a narrow part of the casing does not make it possible to evaluate the actual effectiveness of its use in the known technical solution, but, of course, complicates the actual use of this device due to the uniqueness of the claimed thermophysical properties of the refractory lining material.

При этом можно предположить, что наличие значительного по высоте слоя футеровки из электропроводного огнеупорного материала в комбинации с верхним электродом, имеющим плоский нижний торец, будет препятствовать равномерному распределению силовых линий электрического тока по прокаливаемому материалу и способствовать увеличению плотности тока в направлении электропроводной футеровки, что, в дальнейшем, может сделать процесс прокаливания практически неуправляемым.In this case, it can be assumed that the presence of a significant height layer of the lining of electrically conductive refractory material in combination with the upper electrode having a flat lower end will prevent the uniform distribution of electric current lines along the calcined material and contribute to an increase in current density in the direction of the electrically conductive lining, which, further, it can make the calcination process almost uncontrollable.

Наиболее близким техническим решением является «Печь электрокальцинации сыпучего углеродного материала» по патенту России №2244890 от 31.07.03 г., опуб. 20.01.2005 г., согласно которому печь электрокальцинации содержит цилиндрическую шахту, футеровку кожуха с кольцевым выступом, укрепленным в верхней части шахты и выполненным в виде дросселя, образующего сквозное внутреннее отверстие. Дроссель имеет каналы для отвода газов сухой перегонки углеродного материала. Поверхность участка дросселя, обращенная к верхнему электроду, состоит из прямоугольной части и части, имеющей угол наклона к горизонтали, поверхность участка дросселя, обращенная к нижнему электроду, выполнена горизонтальной. В верхней части печи расположены устройство загрузки и верхний электрод, имеющий плоский нижний торец, в нижней части печи - устройство выгрузки и нижний электрод.The closest technical solution is the "Electrocalcination furnace of bulk carbon material" according to Russian patent No. 2244890 from 07/31/03, publ. 01/20/2005, according to which the electric calcination furnace contains a cylindrical shaft, a lining of the casing with an annular protrusion, reinforced in the upper part of the shaft and made in the form of a throttle, forming a through inner hole. The throttle has channels for the removal of gases of dry distillation of carbon material. The surface of the choke portion facing the upper electrode consists of a rectangular part and a part having an angle of inclination to the horizontal, the surface of the choke portion facing the lower electrode is made horizontal. In the upper part of the furnace there is a loading device and an upper electrode having a flat lower end, in the lower part of the furnace there is a discharge device and a lower electrode.

В известной конструкции печи предпринята попытка, посредством дросселя, сосредоточить силовые линии электрического тока, перетекающего от верхнего электрода к нижнему, в зоне цилиндрического отверстия дросселя. Однако известная конструкция не может обеспечить равномерного протекания силовых линий тока вдоль вертикальной оси печи. Образование застойных зон неподвижного материала, накапливающегося на горизонтальных поверхностях участков дросселя, обращенных к верхнему электроду, приведет к тому, что с течением времени этот материал будет иметь более низкое удельное электросопротивление, чем материал, движущийся в нижнюю часть печи по внутреннему отверстию. В результате ток изменит направление в сторону материала с более низким удельным электросопротивлением и образует, так называемый, самопроизвольный канал тока, способствующий повышению плотности тока в застойных зонах и приводящий к разрушению футеровки и дросселя и остановке печи для ремонта.In the known design of the furnace, an attempt is made, by means of a choke, to concentrate the lines of force of the electric current flowing from the upper electrode to the lower one in the area of the cylindrical opening of the choke. However, the known design cannot ensure uniform flow of power lines along the vertical axis of the furnace. The formation of stagnant zones of immovable material that accumulates on the horizontal surfaces of the sections of the inductor facing the upper electrode will lead to the fact that over time this material will have a lower electrical resistivity than the material moving into the lower part of the furnace through the inner hole. As a result, the current will change direction towards the material with a lower electrical resistivity and form the so-called spontaneous current channel, which contributes to an increase in current density in stagnant zones and leads to the destruction of the lining and inductor and the furnace stops for repair.

Известная конструкция не может обеспечить равномерного нагрева всего углеродного материала, загружаемого в печь электрокальцинации. Нарушение равномерности протекания электрического тока по прокаливаемому углеродному материалу ухудшает его качество.The known design cannot ensure uniform heating of all carbon material loaded into the electric calcination furnace. Violation of the uniformity of the flow of electric current through the calcined carbon material affects its quality.

В результате закупоривания газоотводящих каналов дросселя пылевидными фракциями углеродного материала, эвакуация газов по ним прекращается и под горизонтальной поверхностью дросселя, обращенной к нижнему электроду, будут скапливаться газы сухой перегонки углеродного материала и остаточный кислород, проникший в печь через механизм выгрузки. Произойдет окисление и разрушение материала нижней поверхности дросселя, что приведет к остановке печи для ремонта.As a result of clogging of the gas outlet channels of the inductor with dusty fractions of the carbon material, gas evacuation along them stops and under the horizontal surface of the inductor facing the lower electrode, dry distillation gases of the carbon material and residual oxygen that have entered the furnace through the discharge mechanism will accumulate. Oxidation and destruction of the material of the lower surface of the inductor will occur, which will stop the furnace for repair.

В основу изобретения поставлена задача разработки такой конструкции печи электрокальцинации, которая позволит создать условия для равномерного распределения силовых линий тока вдоль вертикальной оси печи и тем самым увеличить межремонтный период эксплуатации печи, снизить удельный расход электроэнергии, а также обеспечить равномерный нагрев прокаливаемого углеродного материала и повысить его качество.The basis of the invention is the task of developing such a design of an electrocalcination furnace, which will create conditions for a uniform distribution of power lines along the vertical axis of the furnace and thereby increase the overhaul period of the furnace, reduce specific energy consumption, as well as ensure uniform heating of the calcined carbon material and increase it quality.

Поставленная задача решается тем, что в известной печи электрокальцинации сыпучего углеродного материала, содержащей цилиндрическую шахту, футеровку кожуха, расположенный в верхней части шахты печи дроссель, образующий сквозное внутреннее отверстие, верхний и нижний электроды, устройства загрузки и выгрузки, новым является то, что дроссель встроен в футеровку кожуха таким образом, что делит ее на верхнюю и нижнюю части и выполнен в виде верхнего, среднего и нижнего поясов, сопряженных друг с другом горизонтальными поверхностями. Горизонтальная поверхность нижнего пояса, обращенная к нижнему электроду, опирается на нижнюю часть футеровки кожуха, горизонтальная поверхность верхнего пояса, обращенная к верхнему электроду, примыкает к верхней части футеровки, при этом части поясов дросселя, выступающие за вертикальную внутреннюю поверхность футеровки, в вертикальном сечении, имеют форму трапеций, основания которых, обращенные к центральной оси печи, являются высотой сквозного отверстия, равной 0,08-0,1 высоты шахты печи. Причем средний и нижний пояса дросселя выполнены из жаропрочного электропроводного материала, верхний пояс выполнен из неэлектропроводного огнеупорного материала, нижняя часть верхнего электрода выполнена в форме конуса, при этом угол между вертикальной осью верхнего электрода и образующей конуса не более угла естественного откоса прокаливаемого материала, нижний электрод установлен на водоохлаждаемой токоподводящей опоре и прикреплен к ней посредством ниппельного соединения и самоспекающейся углеродной массы, верхний электрод выполнен графитированным, нижний из обожженного углеродного материала, причем между вертикальными поверхностями нижнего и среднего поясов дросселя и кожухом печи расположена теплоизоляция.The problem is solved in that in the known furnace for the electrocalcification of bulk carbon material containing a cylindrical shaft, a lining of the casing located in the upper part of the shaft of the furnace choke, forming a through inner hole, upper and lower electrodes, loading and unloading devices, the new thing is that the choke it is integrated into the lining of the casing in such a way that it divides it into upper and lower parts and is made in the form of upper, middle and lower belts mated with horizontal surfaces. The horizontal surface of the lower belt facing the lower electrode rests on the lower part of the lining of the casing, the horizontal surface of the upper belt facing the upper electrode is adjacent to the upper part of the lining, while the parts of the choke zones protruding beyond the vertical inner surface of the lining, in a vertical section, they are trapezoidal, the bases of which facing the central axis of the furnace are the height of the through hole equal to 0.08-0.1 the height of the shaft of the furnace. Moreover, the middle and lower choke zones are made of heat-resistant electrically conductive material, the upper belt is made of non-conductive refractory material, the lower part of the upper electrode is made in the shape of a cone, while the angle between the vertical axis of the upper electrode and the cone generatrix is not more than the angle of repose of the calcined material, the lower electrode mounted on a water-cooled current-carrying support and attached to it by means of a nipple connection and self-sintering carbon mass, the upper electrode Full graphitized, the bottom of the calcined carbonaceous material, and between the vertical surfaces of the lower and middle zones of the furnace casing and the throttle is insulation.

Заявляемая совокупность признаков обеспечивает условия для равномерного распределения силовых линий тока вдоль вертикальной оси печи, т.е. способствует увеличению плотности тока в осевом направлении, а именно по прокаливаемому материалу, и снижает вероятность отклонения токовых линий в сторону футеровки. Конструкция дросселя благодаря надежному закреплению в футеровке печи, а также сопряжению поясов дросселя горизонтальными поверхностями, приобретает достаточную устойчивость для того, чтобы длительный период противостоять высоким температурам и механическим нагрузкам, при этом трапециевидная в вертикальном сечении конфигурация частей поясов, выступающих за пределы внутренней поверхности футеровки, способствует исключению образования в пространстве печи застойных зон неподвижного углеродного материала. Верхний пояс обеспечивает беспрепятственное и равномерное движение материала в сквозное отверстие дросселя, в процессе которого происходит перемешивание материала, а нижний исключает скопление газов сухой перегонки углеродного материала. То есть, как оказалось, конструктивное выполнение и расположение дросселя способствуют тому, что снижается вероятность образования самопроизвольного канала электрического тока, отклоняющегося от вертикальной оси в сторону футеровки, в результате чего реже происходит локальное разрушение футеровки, увеличивается межремонтный период работы печи и уменьшается удельный расход электроэнергии. При этом силовые линии тока концентрируются в осевом направлении, что приводит к повышению плотности тока в области сквозного внутреннего отверстия дросселя и созданию в объеме отверстия высоких температур. Все это приводит к прохождению всей массы материала через область высоких температур и обеспечивает равномерный нагрев углеродного материала и существенное повышение однородности его свойств.The claimed combination of features provides conditions for a uniform distribution of streamlines along the vertical axis of the furnace, i.e. helps to increase the current density in the axial direction, namely along the calcined material, and reduces the likelihood of deviation of current lines towards the lining. The throttle design, thanks to the reliable fastening in the furnace lining, as well as the conjugation of the throttle belts by horizontal surfaces, acquires sufficient stability in order to withstand high temperatures and mechanical loads for a long period, while the configuration of the parts of the belts extending beyond the inner surface of the lining, trapezoidal in vertical section, helps to eliminate the formation in the space of the furnace stagnant zones of fixed carbon material. The upper belt provides unhindered and uniform movement of the material into the through hole of the throttle, during which the material is mixed, and the lower one eliminates the accumulation of gases of dry distillation of the carbon material. That is, as it turned out, the design and arrangement of the inductor contribute to the fact that the probability of the formation of a spontaneous channel of an electric current deviating from the vertical axis towards the lining is reduced, as a result of which the lining is destroyed locally, the overhaul period of the furnace is increased and the specific energy consumption is reduced . In this case, the power lines of the current are concentrated in the axial direction, which leads to an increase in the current density in the region of the through throttle internal hole and the creation of high temperatures in the hole volume. All this leads to the passage of the entire mass of material through the high temperature region and ensures uniform heating of the carbon material and a significant increase in the uniformity of its properties.

Причем высота сквозного внутреннего отверстия, составляющая 0,08-0,1 высоты шахты печи, определена опытным путем и зависит от оптимальной продолжительности нахождения материала в высокотемпературной области и является достаточной для достижения поставленной задачи.Moreover, the height of the through inner hole, comprising 0.08-0.1, the height of the shaft of the furnace, is determined empirically and depends on the optimal duration of the material in the high-temperature region and is sufficient to achieve the task.

При высоте отверстия, составляющей менее 0,08 высоты шахты печи, продолжительность пребывания прокаливаемого материала в высокотемпературной области будет недостаточна для приобретения материалом необходимых свойств. Для получения необходимых свойств потребуется повторное прокаливание материала, которое повлечет за собой повышение удельного расхода электроэнергии. При этом скорость движения материала по поверхности верхнего пояса дросселя будет такова, что увеличит износ его поверхности.If the hole height is less than 0.08 of the shaft height of the furnace, the residence time of the calcined material in the high temperature region will be insufficient for the material to acquire the necessary properties. To obtain the necessary properties, re-calcination of the material will be required, which will entail an increase in the specific energy consumption. In this case, the speed of movement of the material on the surface of the upper choke belt will be such that it increases the wear of its surface.

При высоте отверстия более 0,1 высоты шахты печи наклонные поверхности верхнего пояса дросселя будут расположены под углом, способствующим образованию зон с накапливающимся неподвижным материалом, которые, как известно, приводят к разрушению дросселя и футеровки в течение более короткого периода эксплуатации, ухудшению качества прокаливаемого материала и увеличению удельного расхода электроэнергии. При этом угол наклона поверхности нижнего пояса дросселя будет способствовать скоплению отходящих газов, окисляющих и разрушающих поверхность дросселя и футеровки печи.If the opening height is more than 0.1 of the shaft height of the furnace, the inclined surfaces of the upper choke belt will be located at an angle that contributes to the formation of zones with accumulating stationary material, which, as is known, lead to the destruction of the choke and lining during a shorter period of operation, and to deterioration of the quality of the calcined material and an increase in specific energy consumption. In this case, the angle of inclination of the surface of the lower choke zone will contribute to the accumulation of exhaust gases that oxidize and destroy the surface of the choke and furnace lining.

Выполнение верхнего пояса дросселя из неэлектропроводного огнеупорного материала, а среднего и нижнего поясов из жаропрочного электропроводного материала максимально увеличивает плотность тока в области сквозного отверстия дросселя.The implementation of the upper choke belt of non-conductive refractory material, and the middle and lower chords of heat-resistant electrically conductive material maximizes the current density in the region of the through-hole of the choke.

Теплоизоляция, расположенная между вертикальными электропроводными поверхностями нижнего и среднего поясов дросселя и кожухом печи, защищает кожух от перегрева и выхода из строя и способствует увеличению межремонтного периода эксплуатации печи.Thermal insulation located between the vertical electrically conductive surfaces of the lower and middle choke zones and the furnace casing protects the casing from overheating and failure and helps to increase the overhaul period of the furnace.

Выполнение верхнего электрода графитированным способствует уменьшению удельного расхода электроэнергии, а изготовление его нижней части в форме конуса увеличивает поверхность контакта между электродом и прокаливаемым материалом, что исключает возникновение электрических дуг и увеличивает срок службы электрода. Максимальному увеличению поверхности контакта способствует выполнение угла между вертикальной осью верхнего электрода и образующей конуса размером не более угла естественного откоса прокаливаемого материала. Это приводит к увеличению межремонтного периода эксплуатации печи и уменьшению удельного расхода электроэнергии.The implementation of the upper electrode graphitized reduces the specific energy consumption, and the manufacture of its lower part in the form of a cone increases the contact surface between the electrode and the calcined material, which eliminates the occurrence of electric arcs and increases the service life of the electrode. The maximum increase in the contact surface is facilitated by the angle between the vertical axis of the upper electrode and the generatrix of the cone with a size not exceeding the angle of repose of the calcined material. This leads to an increase in the overhaul period of the furnace and a decrease in the specific energy consumption.

Выполнение нижнего электрода заявляемым способом обеспечивает ему высокую механическую прочность и плотное соединение с токоподводящей опорой, что увеличивает межремонтный период эксплуатации печи.The implementation of the lower electrode of the claimed method provides it with high mechanical strength and tight connection with the current-carrying support, which increases the overhaul period of the furnace.

Из вышесказанного следует, что заявляемая совокупность признаков является необходимой и достаточной для достижения поставленной задачи.From the foregoing, it follows that the claimed combination of features is necessary and sufficient to achieve the task.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано вертикальное сечение общего вида печи электрокальцинации.The invention is illustrated in the drawing, which shows a vertical section of a General view of an electrocalciner.

Печь электрокальцинации состоит из металлического кожуха 1 с огнеупорной кирпичной футеровкой в нижней 2 и верхней 3 частях. Шахта 4 печи сверху закрыта пробкой 5, выполненной из жаропрочного бетона. В пробке 5 предусмотрены отверстия для удаления отходящих газов (на чертеже не показано) и отверстие 6 для размещения графитированного верхнего электрода 7 и загрузочной воронки 8. Дроссель 9 встроен между нижней 2 и верхней 3 частями футеровки шахты 4 печи. Дроссель 9 состоит из сопряженных друг с другом горизонтальными поверхностями верхнего 10, среднего 11 и нижнего 12 поясов. Пояс 10 выполнен из неэлектропроводного огнеупорного материала, пояса 11 и 12 выполнены из электропроводного жаропрочного материала. Горизонтальная поверхность 13 нижнего пояса 12 опирается на верхнюю часть футеровки 2 шахты 4, горизонтальная поверхность 14 верхнего пояса 10 примыкает к нижней части футеровки 3 шахты 4. Части поясов 10, 11, 12 дросселя 9, выступающие за пределы верхней 3 и нижней 2 частей футеровки, в вертикальном сечении имеют форму трапеции, боковые поверхности которой образуют углы, соответствующие углу естественного откоса сыпучего углеродного материала, а основания, обращенные к вертикальной оси печи, являются высотой (h) сквозного внутреннего отверстия 15. Высота (h) сквозного внутреннего отверстия 15 составляет 0,08-0,1 общей высоты (Н) шахты 4 печи. В нижней части печи на водоохлаждаемой опоре 16 установлен нижний электрод 17, выполненный из обожженного углеродного материала. Верхний 7 и нижний 17 электроды соединены с источником тока (на чертеже не показан). Нижний электрод 17 закреплен на водоохлаждаемой опоре 16 посредством ниппельного соединения 18 и самоспекающейся углеродной массы 19. В нижней части печи предусмотрено устройство для выгрузки прокаленного материала (на чертеже не показано). Между вертикальными поверхностями нижнего 12 и среднего 11 поясов, обращенных к кожуху 1 печи, расположена теплоизоляция 20.The electric calcination furnace consists of a metal casing 1 with a refractory brick lining in the lower 2 and upper 3 parts. The shaft 4 of the furnace is closed from above by a stopper 5 made of heat-resistant concrete. In the plug 5 there are openings for removing exhaust gases (not shown in the drawing) and an opening 6 for accommodating a graphitized upper electrode 7 and a loading funnel 8. A choke 9 is installed between the lower 2 and upper 3 parts of the lining of the furnace shaft 4. The throttle 9 consists of a pair of horizontal surfaces of the upper 10, middle 11 and lower 12 zones. The belt 10 is made of non-conductive refractory material, the belts 11 and 12 are made of electrically conductive heat-resistant material. The horizontal surface 13 of the lower belt 12 rests on the upper part of the lining 2 of the shaft 4, the horizontal surface 14 of the upper belt 10 is adjacent to the lower part of the lining 3 of the shaft 4. Parts of the belts 10, 11, 12 of the choke 9, protruding beyond the upper 3 and lower 2 parts of the lining , in a vertical section are trapezoidal, the lateral surfaces of which form angles corresponding to the angle of repose of the bulk carbon material, and the bases facing the vertical axis of the furnace are the height (h) of the through inner hole 15. You ota (h) through the inner hole 15 is 0.08-0.1 overall height (H) of the shaft furnace 4. In the lower part of the furnace, on a water-cooled support 16, a lower electrode 17 is made of calcined carbon material. The upper 7 and lower 17 electrodes are connected to a current source (not shown in the drawing). The lower electrode 17 is mounted on a water-cooled support 16 by means of a nipple joint 18 and a self-sintering carbon mass 19. In the lower part of the furnace, a device is provided for unloading the calcined material (not shown in the drawing). Between the vertical surfaces of the lower 12 and middle 11 belts facing the casing 1 of the furnace, thermal insulation 20 is located.

Печь электрокальцинации работает следующим образом.The electrocalcination furnace operates as follows.

Подлежащий прокалке сыпучий углеродный материал самотеком поступает в шахту 4 печи через загрузочную воронку 8, расположенную на пробке 5. Между верхним 7 и нижним 17 электродами от источника тока (на чертеже не показан) пропускают электрический ток для нагрева углеродного материала. Масса загруженного материала равномерно перетекает из верхней части шахты 4 через сквозное внутреннее отверстие 15, в пространстве которого создана наибольшая плотность тока, обеспечивающая область наибольшего нагрева. Таким образом, вся масса загруженного материала проходит через область высоких температур, что приводит к стабилизации его удельного электросопротивления. Высота h сквозного отверстия дросселя 9 и его диаметр достаточны для полного прокаливания материала. В дальнейшем материал движется в нижнюю часть шахты 4 и попадает в зону, нижнего водоохлаждаемого электрода 17, где начинается его охлаждение. Выгрузка прокаленного материала происходит с помощью устройства для выгрузки (на чертеже не показано).The bulk carbon material to be calcined by gravity enters the furnace shaft 4 through a feed funnel 8 located on the plug 5. Between the upper 7 and lower 17 electrodes, an electric current is passed from the current source (not shown) to heat the carbon material. The mass of the loaded material flows evenly from the upper part of the shaft 4 through the through inner hole 15, in the space of which the highest current density is created, providing the region of greatest heating. Thus, the entire mass of the loaded material passes through the region of high temperatures, which leads to the stabilization of its electrical resistivity. The height h of the through hole of the inductor 9 and its diameter are sufficient for the complete calcination of the material. Subsequently, the material moves to the lower part of the shaft 4 and enters the zone of the lower water-cooled electrode 17, where it begins to cool. The calcined material is unloaded using an unloading device (not shown in the drawing).

Заявляемое устройство было опробовано в промышленных условиях на ОАО «Укрграфит» и позволило снизить удельный расход электроэнергии на 25-30%, увеличить в 2-3 раза межремонтный период работы печи и улучшить качество прокаленного материала за счет стабилизации диапазона значений удельного электросопротивления в пределах 100÷200 мкОм·м.The inventive device was tested in an industrial environment at OJSC "Ukrgrafit" and allowed to reduce the specific energy consumption by 25-30%, to increase by 2-3 times the overhaul period of the furnace and improve the quality of the calcined material by stabilizing the range of values of electrical resistivity within 100 ÷ 200 μOhm

Кроме того, использование заявляемого устройства способствует повышению взрывобезопасности конструкции за счет исключения скопления газов в пространстве под поверхностью дросселя, обращенной к нижнему электроду.In addition, the use of the claimed device helps to increase the explosion safety of the structure by eliminating the accumulation of gases in the space below the surface of the inductor facing the lower electrode.

Claims (7)

1. Печь электрокальцинации сыпучего углеродного материала, содержащая цилиндрическую шахту, футеровку кожуха, расположенный в верхней части шахты печи дроссель, образующий сквозное внутреннее отверстие, верхний и нижний электроды, устройства загрузки и выгрузки, отличающаяся тем, что дроссель встроен в футеровку кожуха таким образом, что делит ее на верхнюю и нижнюю части и выполнен в виде верхнего, среднего и нижнего поясов, сопряженных друг с другом горизонтальными поверхностями, причем горизонтальная поверхность нижнего пояса, обращенная к нижнему электроду, опирается на нижнюю часть футеровки кожуха, а горизонтальная поверхность верхнего пояса, обращенная к верхнему электроду, примыкает к верхней части футеровки, при этом части поясов дросселя выступают за вертикальную внутреннюю поверхность футеровки и имеют в вертикальном сечении форму трапеций, основания которых, обращенные к центральной оси печи, образуют сквозное отверстие высотой, равной 0,08-0,1 высоты шахты печи.1. The electrocalcification furnace of bulk carbon material containing a cylindrical shaft, a lining of the casing, a throttle located in the upper part of the shaft of the furnace, forming a through hole, upper and lower electrodes, loading and unloading devices, characterized in that the choke is integrated into the lining of the casing in such a way which divides it into upper and lower parts and is made in the form of upper, middle and lower belts, interconnected by horizontal surfaces, and the horizontal surface of the lower belt, which is connected to the lower electrode, rests on the lower part of the lining of the casing, and the horizontal surface of the upper belt facing the upper electrode adjoins the upper part of the lining, while parts of the choke belts protrude beyond the vertical inner surface of the lining and have a trapezoidal shape in vertical section, the bases of which facing the central axis of the furnace, form a through hole with a height equal to 0.08-0.1 the height of the shaft of the furnace. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что средний и нижний пояса дросселя выполнены из жаропрочного электропроводного материала, верхний пояс выполнен из огнеупорного неэлектропроводного материала.2. The furnace according to claim 1, characterized in that the middle and lower choke zones are made of heat-resistant electrically conductive material, the upper belt is made of refractory non-conductive material. 3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть верхнего электрода выполнена в форме конуса.3. The furnace according to claim 1, characterized in that the lower part of the upper electrode is made in the shape of a cone. 4. Печь по п.3, отличающаяся тем, что угол между вертикальной осью верхнего электрода и образующей конуса его нижней части не более угла естественного откоса сыпучего углеродного материала.4. The furnace according to claim 3, characterized in that the angle between the vertical axis of the upper electrode and the generatrix of the cone of its lower part is not more than the angle of repose of the granular carbon material. 5. Печь по п.1, отличающаяся тем, что нижний электрод установлен на водоохлаждаемой токоподводящей опоре и прикреплен к ней посредством ниппельного соединения и самоспекающейся углеродной массы.5. The furnace according to claim 1, characterized in that the lower electrode is mounted on a water-cooled current-carrying support and is attached to it by means of a nipple connection and a self-sintering carbon mass. 6. Печь по любому из пп.1,3,5, отличающаяся тем, что верхний электрод выполнен графитированным, а нижний - из обожженного углеродного материала.6. A furnace according to any one of claims 1, 3, 5, characterized in that the upper electrode is graphitized, and the lower one is made of calcined carbon material. 7. Печь по п.1, отличающаяся тем, что между вертикальными поверхностями нижнего и среднего поясов дросселя и кожухом печи расположена теплоизоляция. 7. The furnace according to claim 1, characterized in that thermal insulation is located between the vertical surfaces of the lower and middle choke zones and the furnace casing.
RU2008129240/02A 2008-07-16 2008-07-16 Furnace of electro-calcination of bulk carbon material RU2369815C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129240/02A RU2369815C1 (en) 2008-07-16 2008-07-16 Furnace of electro-calcination of bulk carbon material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129240/02A RU2369815C1 (en) 2008-07-16 2008-07-16 Furnace of electro-calcination of bulk carbon material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2369815C1 true RU2369815C1 (en) 2009-10-10

Family

ID=41260995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008129240/02A RU2369815C1 (en) 2008-07-16 2008-07-16 Furnace of electro-calcination of bulk carbon material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2369815C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011149439A1 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Lakomsky Victor Josypovych Method and electrocalcinator for the calcination of loose carbon material
CN104445180A (en) * 2014-12-30 2015-03-25 贵阳铝镁设计研究院有限公司 High-temperature electric roasting furnace for continuous production

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4357210A (en) * 1981-02-08 1982-11-02 Societe Des Electrodes Et Refractaires Savoie/Sers Electric furnace for the calcination of carbonaceous materials
RU2244890C1 (en) * 2003-01-30 2005-01-20 Открытое Акционерное Общество "Украинский Графит" Furnace for electric calcination of loose carbon material

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4357210A (en) * 1981-02-08 1982-11-02 Societe Des Electrodes Et Refractaires Savoie/Sers Electric furnace for the calcination of carbonaceous materials
RU2244890C1 (en) * 2003-01-30 2005-01-20 Открытое Акционерное Общество "Украинский Графит" Furnace for electric calcination of loose carbon material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011149439A1 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Lakomsky Victor Josypovych Method and electrocalcinator for the calcination of loose carbon material
CN104445180A (en) * 2014-12-30 2015-03-25 贵阳铝镁设计研究院有限公司 High-temperature electric roasting furnace for continuous production
CN104445180B (en) * 2014-12-30 2018-04-17 贵阳铝镁设计研究院有限公司 A kind of continuous production high temperature electric forge furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1825369A3 (en) Process for manufacturing form coke and shaft furnace for effecting same
CN102057749B (en) Sealing device
RU2167377C1 (en) Method and kiln for electric roasting of carbon-containing material
JP5563783B2 (en) Method for producing molten metal
KR101411172B1 (en) Molten metal producing device
RU2369815C1 (en) Furnace of electro-calcination of bulk carbon material
CN101349503B (en) Electric furnace for smelting titanium slag
CN104981672A (en) Induction furnace and method for treating metal waste to be stored
Mc Dougall Ferroalloys processing equipment
CN205940105U (en) Electrode structure at bottom of direct current electric arc furnace
KR101707980B1 (en) Plasma cold crucible having replaceable curved surface cooling panel
SE434301B (en) CHAKTUGN for metal powder production
KR102595314B1 (en) Separation type vertical graphitization furnace system
US2599779A (en) Electric furnace
RU2244890C1 (en) Furnace for electric calcination of loose carbon material
US20050041719A1 (en) Electrode arrangement as substitute bottom for an electrothermic slag smelting furnace
JP5473271B2 (en) Electric heating device
FI62232C (en) FOERFARANDE FOER ELEKTROINDUKTIV VAERMNING AV STYCKEFORMIGT MAERIAL I EN REAKTORKAMMARE
US3060250A (en) Sealer-cooler structure for furnace electrodes
WO2011149439A1 (en) Method and electrocalcinator for the calcination of loose carbon material
WO2012164142A1 (en) Burner arrangement and burner assembly
US5058126A (en) Silicon carbide beam as refractory in an open-arc furnace
US6571721B1 (en) Ash melting apparatus
RU2311599C2 (en) Device for calcining carbonic materials
SU177070A1 (en) MINE ELECTRIC OVEN FOR SELECTIVE CHLORINATION OF CHROMINE-CONTAINING RAW MATERIALS

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -PD4A- IN JOURNAL: 21-2011 FOR TAG: (73)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180717