2005年以来，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，但一次性造价较高；而2005年以前的环式焙烧炉炉盖，基本都是采用耐火轻质茹土砖砌筑而成，国内大多数炭素企业仍在使用，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。

因此，炭素行业对环式焙烧炉炉盖的施工技术不断进行摸索创新，采取了一系列措施对其进行保温处理，目的是加强密封，减少能源消耗。最早采用的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；第二种，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。环式焙烧炉炉盖最常用的保温方式是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 。

环式焙烧炉是炭素生产行业的主要热工设备之一，能耗偏高，热量利用率较低，一般都砌筑在地下，只有炉盖裸露于地上，其炉盖是由钢结构骨架和耐火材料组成，在实际生产使用过程中，高温炉室的炉盖表面温度最高达到140℃以上，热损失较大，因此，做好环式焙烧炉炉盖的保温工作与实现环式焙烧炉的整体节能同样重要 。

环式焙烧炉（ring type baking furnace）是指一种由若干个结构相同的炉室呈双排布置，按移动的火焰系统运转，对压型生制品进行焙烧热处理的热工设备 。

当今世界的冶金炭素工业普遍采用环式焙烧炉生产电极和炭块制品或半制品。这类焙烧炉一般可分为两种类型：一种是敞开环式焙烧炉；一种是带盖环式焙烧炉。

环式炉工艺操作技术的改进主要集中在如下几个方面：

（1）适当缩短焙烧周期；

（2）改善炉顶封闭性能减少外部空气渗漏；

（3）改变顺流火焰为逆流火焰焙烧；

（4）改进燃烧器；

（5）采用燃油乳化技术；

（6）采用新型耐火砖，提高烟道使用寿命；

（7）使用计算机控制进行优化操作 。2100433B

由若干个结构相同的固定炉室首尾串联组合成的呈双排布置进行焙烧热处理的环形热工设备，炉室内的炭坯逐渐完成从低温到高温然后冷却的整个过程。环式焙烧炉可分为带盖环式焙烧炉和敞开式环式焙烧炉，带盖环式焙烧炉还可分为有火井和无火井两种结构。

1.炉体结构对电极质量的影响

国内敞开式环式焙烧炉很多，但能将挤压成型的石墨电极生坯焙烧好的不多，主要的一个原因是炉子本身结构造成的。因为敞开式环式焙炉当初是铝用炭素行业焙烧预焙阳极，预焙阳极是振动成型产品，由于它的沥青含量低，焙烧难度相对小，对温度场要求就低。另外敞开式环式焙烧炉本身也存在对挤压成型产生不利的因素，低温时特别是制品在250℃以前，电极焙烧时黏结剂软化，黏结剂发生迁移，这个温度段希望升温速度快点，但是敞开式环式焙烧炉做不到。

由于敞开式环式焙烧炉与带盖炉相比，火道墙要厚很多，敞开式炉砖墙厚为113mm，而带盖炉的格子砖墙厚度仅为30mm，开始升温时敞开式炉耐火砖需要蓄热量大，温升慢；另外带盖炉的热烟气都是通过火井从炉底往上走，而敞开式炉有一半是从上向下。总之敞开式炉不利于阻止电极焙烧时黏结剂的迁移，易造成焙烧出来电极结构不均匀。

敞开式环式焙烧炉火道设计的差异也会给焙烧品质量带来很大影响。例如有一个敞开式环式焙烧炉炉室的火道长4500mm，采用每个炉室内两下两上的烟气传输方式，每个烟气间隔的长度是984mm，热烟气在流动时会走近路，在火道墙面就会出现温度不均，实际测温时发现最低点与最高温度相差158℃，曲线越快差异越大，500℃左右时温差最大。所以这种炉子结构给炉子升温带来难度，曲线必须选用长曲线，同时升温曲线控制上要求很严格，温度波动大时就会使制品产生废品，即使制品在焙烧后没有检查出来缺陷，石墨化后也会出现大量的马蹄型裂纹，更谈不上电极内部结构均匀。所以每个火道烟气间隔的长度最好不要超过600mm，这样有利于间隔内烟气温度的均匀。

敞开式环式焙烧炉电极料箱底下设计热烟气通道，有利于减小料箱上下温差，有利于改善焙烧电极的均匀性，大大降低焙烧废品率；还有利于炉室降温，因为在炉室降温时，冷空气能进入料箱底部。

2.炉箱尺寸对电极质量的影响

料箱尺寸宽度，见到是从696mm到1624mm，当然电极料箱的宽度是根据所装产品的尺寸定的，但是由于我们炭素行业的特点，规格比较多，所以在定炉子宽度时没有更多去考虑产品的质量，而是更多考虑产量。从焙烧炉的机理上有人做过研究，在实验室中，直径为100mm的试样，表面温度为400℃、升温速度为3℃/min时，中心点在一个方向加热时的温度为160℃，在两个方向加热时为272℃，在四周加热时为325℃。而且把一个方向加热与其它方式加热进行比较时，随着试样尺寸和加热速度的增加，产品周边和中心的温度差也增加，产品两侧温差过大时，就会产生裂纹废品。单侧加热减少裂纹废品的唯一途径就降低升温速度，延长升温曲线。还存在另一个问题，大规格产品延长曲线又会带来空头、端部分层等问题。我们曾在812mm宽的炉箱中装由500电极曲线用360小时即可，在1300mm宽的炉箱中装两排由500曲线就需480小时，在1500mm宽的炉箱中梅花装由500电极，曲线用到了688小时，出炉后产品合格率仅为90%，而且产品的结构不理想。

所以，敞开式环式焙烧炉电极箱尺寸可能考虑装单排电极，对挤压成型的电极最好炉箱宽度不要超过1300mm。

长度方向结合火道烟气间隔宽度问题，最好不要超过4500mm，当然长度方向短了更好。炉箱长了以后虽装炉量大了，但是炉室在升温时尾部温度不易达到，升温曲线就要拖长，产量并不会提高，同时还对质量不利。通过各长度炉箱使用过程中产品质量的比较，建议炉箱长度选用3500---4000之间。

炉箱深度方向，炉箱越深上下温差越大。我们曾在一个焙烧炉料箱中同一位置预埋了三支热电偶，1支1米的热电偶、1支2米的热电偶、1支4米的热电偶。

料室的上下温度是随着升温曲线在400---600℃之间的慢升温，才逐渐缩小了上下温差。这种上部温度高于下部温度，最容易使电极中的黏结剂发生迁移，造成电极结构的不均匀。装单层电极的敞开式焙烧环炉与双层炉相比，单层的质量明显好于双层。所以对于2400m以上电极最好选用单层焙烧炉，产品质量就会大大提高。

3.火道砖的砖型对电极质量的影响

火道砖主要是用标砖(230×113×65)和异形火道砖(带子母扣，高度为100mm)两种，人们通常只认识到采用异形砖，炉子火道墙比标砖砌筑的坚固，炉子寿命长。但更重要一点，对产品质量都有很大的影响。标砖砌筑的火道墙的砖缝要比异形砖的多三分之一以上，所以越靠近风筒的炉室，负压损失越大，冷空气进入料箱和火道的量就越大。严重时还会使料室的填充料焦粒氧化，甚至燃烧。并且在挥发炉室，电极所挥发出来的挥发份极易进入火道，这样就加大了电极排出挥发份的量，最终使电极焙烧后的残炭值降低，电极焙烧品的体积密度低 。

《冶金学名词》第二版。 2100433B