[发明专利]一种适于阳极焙烧炉的顶部保温装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种保温装置，特别涉及一种焙烧炉(含环式焙烧炉、烧箱式焙烧炉、单室炉)的顶部(含焙烧区、预热区、其它区)外保温装置。

背景技术

金属铝具有优良的物理化学性能，在当今社会中扮演着越来越重要的角色。铝及铝合金的使用已渗透到国民经济建设的各个重要领域，据统计，目前我国共有100余家电解铝生产企业，产能位居世界第一位,是世界电解铝工业生产大国，电解铝工业为我国国民经济的快速发展做出了巨大贡献。阳极(亦称炭阳极、阳极炭块，简称阳极)的质量直接影响着铝电解槽的运作状况及其技术经济指标，在铝电解过程中起着重要作用。预焙阳极生产是获得阳极的重要工序之一，是铝电解槽正常工作的基础，也是铝电解工艺条件稳定的核心。焙烧炉是对成型的炭素制品进行焙烧热处理的热工设备，而焙烧是预焙阳极生产中最重要的工序，占到阳极生产总能耗的60％左右；此过程是在焙烧炉隔绝空气的条件下，按一定的升温速度，以间接加热的方式进行的；炭制品在焙烧炉中通过900～1100℃的焙烧，经过一系列复杂的物理化学变化，形成的焦炭网格将所有不同尺寸的焦炭颗粒牢固地连接在一起，从而使焙烧后的制品具有一定的机械强度、耐热、耐腐蚀及良好的导热、导电性能，以满足使用及进一步热加工(石墨化)的需要，此过程中焙烧炉的温度控制对阳极产品质量、焙烧炉使用寿命、产品能耗以及环境均有很大影响。因此，对阳极焙烧炉温度的控制显得至关重要。

由于阳极焙烧炉内焙烧过程的物理化学过程十分复杂，既有气体流动、燃料燃烧，也有热量传递和物料运动等过程。所以，在阳极焙烧炉设备的建造与实际生产运行中都面临许多的问题。目前，主要存在以下问题：①阳极焙烧炉占地面积大，一般需带顶棚的独立厂房；②焙烧炉经过4年以上运行后，炉室密封不好，漏风系数高，导致燃料利用率降低15％以上，且影响产品质量；③部分煤沥青烟在火道内得不到充分燃烧，随焙烧烟气排出，从而导致能耗升高且污染加重；④焙烧炉内部结构不够合理导致的单位产品能耗较高、资源耗费量大；⑤阳极焙烧炉顶部温度过高，生产、维修环境艰苦，散热损失大，能耗高。

上述问题中，第①是固定资产一次性投资问题，第②～④能通过对焙烧炉的结构进行优化改进来解决，如能通过优化料箱、炉膛内部结构、火道结构尺寸，增大火道内烟气流通截面，减小火道内阻力等方法实现，第⑤是属于运行过程长期存在的问题，是最有潜力，也亟待解决的首要问题。

针对焙烧炉顶部散热损失大，能耗高。目前常用的保温方法有5种：第一种是2005年以前的环式焙烧炉炉盖，基本都是采用耐火轻质黏土砖砌筑而成，国内大多数炭素企业至今仍在使用，其优点是造价低，施工简便，但缺点是耐火砖导热系数较高，且随炉室温度的升高而增大，在长期高温使用过程中，耐火砖收缩变形，相互之间出现缝隙，导致炉室负压损失较大，热量损耗较多，造成能源过度浪费。第二种是2005年以后，随着新材料、新技术的开发及应用，新建炭素企业的环式焙烧炉炉盖，多数采用陶瓷纤维模块锚固安装制作而成，具有导热系数小，容重低，热能损耗小等优点，但一次性造价高。第三种是用硅藻土砖在炉盖表面轻质砖上进行覆盖，优点是重量较轻，密度仅为0.5g/cm3,但整体性较差，密封性不好，现早已淘汰。第四种为采用轻质浇注料在耐火砖表面上均匀涂抹，优点是整体性较好，使用初期炉盖保温密封性也较佳，但随着生产温度高低的反复变化，浇注料抗热震性较差，出现开裂、脱落等现象，达不到密封、保温效果。第五种是现在环式焙烧炉炉盖较常见的保温方式，即采用硅酸盐复合保温涂料在耐火砖表面进行涂抹覆盖，它是由耐火纤维粉料、添加剂、黏结剂等组成，保温效果较好，但缺点是强度较低，炭素生产行业粉尘较大，需要经常清扫，硅酸盐复合保温料在清扫、使用过程中逐层脱落，需要进行经常性修补，使用寿命较短。

基于上述原因，这五种加强保温的方法各有明显不足，在实际生产中均难以得到广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作使用方便、能实时检测保温面温度波动、保温效果好、不影响正常操作、使用寿命长、运行维护工作量小、运行成本低的适于阳极焙烧炉的顶部保温装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的适于阳极焙烧炉的顶部保温装置，半包围式防辐射外壳的半开放式空腔均匀且紧实填充有内部填充保温材料，且在所述的内部填充保温材料的开放面端构造出一个半开放的保温空腔，所述的半包围式防辐射外壳上设有热电偶且所述的热电偶的测量头处于所述的保温空腔内，在所述的半包围式防辐射外壳的内表面安装有多根起固定作用的支脚。

所述的半包围式防辐射外壳为方形半包围式防辐射外壳。