Печь для кальцинации углерода является ключевым оборудованием в производстве углеродных материалов, используемым для высокотемпературного обжига сырья, такого как нефтяной кокс и пековый кокс. Различные части корпуса печи (головка печи, зона обжига, зона охлаждения, хвостовая часть печи, дымоход и т.д.) из-за различий в рабочих условиях, таких как температура, ударная нагрузка материала, коррозия дымовыми газами и тепловые удары, требуют использования различных типов огнеупорного кирпича и соответствующих методов кладки, чтобы обеспечить стабильность футеровки, коррозионную стойкость и срок службы.

Головка печи (загрузочный конец)
Условия работы: средняя температура (500-800°C), воздействие ударов и трения сырья (нефтяной кокс и т.д.), а также эрозия высокотемпературными дымовыми газами. Требуются огнеупоры, устойчивые к ударам, истиранию и высоким температурам. Обычно используемые огнеупоры: высокоглиноземистый кирпич первого сорта (Al₂O₃≥75%), износостойкий огнеупорный кирпич, с внешним слоем из легкого шамотного кирпича или теплоизоляционного кирпича (для снижения тепловых потерь).
Метод кладки: используется мокрая кладка с раствором из высокоглиноземистого огнеупорного раствора того же материала (толщина шва 1-2 мм) для обеспечения герметичности швов и уменьшения проникновения материала. Конструкция должна быть с перевязкой швов (швы верхнего и нижнего рядов смещены на 1/2 длины кирпича) для повышения общей ударной стойкости; внутренняя поверхность кирпича (контактирующая с материалом) должна быть обработана в виде дуги или скоса, чтобы уменьшить застой материала и абразивный износ. В месте соединения головки печи с камерой печи оставляется кольцевой компенсационный шов (шириной 5-8 мм), заполненный асбестовым шнуром или керамическим волокном для компенсации теплового расширения; область вокруг загрузочного отверстия укрепляется предварительно изготовленной высокоглиноземистой трамбовочной массой для повышения ударной стойкости.

Зона обжига (центральная высокотемпературная зона)
Условия работы: самая высокая температура (1200-1400°C), постоянное высокотемпературное окисление, тепловые удары (циклический нагрев и охлаждение), это наиболее критичная часть футеровки. Обычно используемые огнеупоры: кремнеземистый кирпич (SiO₂≥95%, термостойкий, устойчивый к ползучести) или высокоглиноземистый кирпич высшего сорта (Al₂O₃≥85%), внутренний слой из плотного огнеупорного кирпича, внешний слой из легкого высокоглиноземистого теплоизоляционного кирпича (для снижения температуры кожуха печи).
Метод кладки: требуется высокая точность, используется сухая кладка или кладка на тонком растворе (шов ≤1 мм), для кремнеземистого кирпича используется кремнеземистый раствор (во избежание реакций между разными материалами). Перевязка швов между верхним и нижним рядами ≥1/3 длины кирпича, в углах используются фасонные кирпичи для выравнивания. Вдоль длины печи каждые 3-5 м устраивается продольный компенсационный шов (шириной 8-12 мм), а по ширине печи каждые 2 м – поперечный шов, заполненный одеялом из керамического волокна (термостойкость ≥1200°C). После кладки швы заполняются огнеупорным раствором.

Зона охлаждения (разгрузочный конец)
Условия работы: более низкая температура (300-600°C), в основном воздействие потока охлаждающего воздуха и трение материала (обожженный кокс), требуются огнеупоры, устойчивые к истиранию и с хорошей герметичностью. Обычно используемые огнеупоры: шамотный кирпич второго сорта (Al₂O₃≥40%) или износостойкий шамотный кирпич, внешний слой может быть из диатомитового кирпича (для усиления теплоизоляции).
Метод кладки: мокрая кладка с шамотным огнеупорным раствором (толщина шва 2-3 мм). Рабочая поверхность, контактирующая с материалом, сочетает обычную и торцевую кладку, швы ориентированы перпендикулярно направлению потока материала. В зоне разгрузки кирпич может иметь запас на износ 5-10 мм. При кладке вокруг охлаждающих элементов обеспечивается равномерный зазор (5-10 мм), который заполняется огнеупорной литьевой массой.

Хвостовая часть печи и дымоход
Условия работы: средняя температура (400-800°C), коррозия дымовыми газами (содержащими SO₂, CO₂ и другие кислые газы), абразивный износ пылью, требуются кислотостойкие, непроницаемые и износостойкие огнеупоры. Обычно используемые огнеупорные кирпичи: кислотостойкий шамотный кирпич, высокоглиноземистый кислотостойкий кирпич или кислотостойкая огнеупорная литьевая масса (заливается на месте), внешний слой из легкого теплоизоляционного кирпича.
Метод кладки: кладка на кислотостойком растворе, кирпич предварительно высушивается. Стены газоходов должны быть ровными. В местах изгибов и соединений используются фасонные кирпичи или литьевая масса для герметизации. При использовании литьевой массы требуется опалубка, уплотнение вибрацией, отверждение в течение 24 часов и естественная сушка в течение более 7 дней.

Область вокруг дверок и смотровых окон
Условия работы: большой перепад температур (от комнатной до 1000°C), тепловые удары из-за частого открывания/закрывания, эрозия due to утечки дымовых газов, требуются огнеупоры с хорошей термостойкостью и герметичностью. Обычно используемые огнеупоры: высокоглиноземистая огнеупорная литьевая масса (предварительно изготовленные блоки) или хромистый корундовый кирпич.
Метод кладки: вокруг дверок устанавливаются предварительно изготовленные блоки с компенсационными швами. Вокруг смотровых окон используется пластичная огнеупорная трамбовочная масса, уплотняемая послойно.

Общие принципы кладки
Все участки должны выполняться с перевязкой швов. Толщина швов в высокотемпературной зоне ≤2 мм, в средне- и низкотемпературных зонах ≤3-4 мм, наполнение швов ≥90%. Компенсационные швы рассчитываются на основе коэффициента линейного расширения материала. После завершения кладки требуется естественное отверждение в течение 3-7 дней, первый нагрев должен быть медленным (≤50°C/ч).