可控氣氛串接石墨化爐的製作方法

2023-06-03 16:14:41

專利名稱：可控氣氛串接石墨化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電池材料的加工設備，特別是一種石墨化爐。
背景技術：
現有技術的石墨化爐有串接石墨化爐和艾奇遜型石墨化爐，其中串接石墨化爐一般沒有設置通入氣體的裝置，無法對製成品進行提純。艾奇遜型石墨化爐在其發展過程中分兩個階段，即初期的交流石墨化爐和20世紀60年代以後發展起來的直流石墨化爐。兩者雖然採取相同的爐形，但是由於輸入的電流不同，直流石墨化爐比交流石墨化爐在各項技術指標上都要優越，因此直流石墨化爐逐漸代替交流石墨化爐。艾奇遜爐除按電流分類有交流石墨化爐和直流石墨化爐之分外，尚有置於爐車上的可移式石墨化爐，用途特殊的化學淨化爐，爐芯按「II」字形布置的η形爐，等等。20世紀80年代串接石墨化爐出現後， 以其先進的技術而引起世界各國的關注，它的崛起打破了石墨化生產中幾乎都是採用艾奇遜型石墨化爐的局面，雖然艾奇遜型石墨化爐現在仍佔有相當大的比重，但串接石墨化爐的迅速發展，逐步取代艾奇遜型石墨化爐。然而串接石墨化爐只適合單一的大規格產品的生產，而且技術較為複雜，所以艾奇遜型石墨化爐不會完全被取代，而仍將在石墨化生產中使用，特別是在中小型炭素廠佔據了一定的地位。然而僅有串接石墨化爐和艾奇遜型石墨化爐還不能滿足大規模生產石墨的需要。
發明內容本實用新型的目的是提供一種可控氣氛串接石墨化爐，要解決的技術問題是充分利用艾奇遜型石墨化爐和串接石墨化爐的優點，實現石墨化加熱時物料內部受熱均勻、減少對其他電阻料加熱的電能損耗。本實用新型採用以下技術方案一種可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述可控氣氛串接石墨化爐設有爐體，爐體兩端的爐端電級之間連接有串接的石墨坩堝，爐體上設有通氣石墨管，通氣石墨管的一端接入爐體內，另一端經匯流管接保護性氣體罐和提純氣體罐，所述保護性氣體罐和提純氣體罐上設有閥門和流量計。本實用新型的保護性氣體罐是氮氣罐和氬氣罐，提純氣體罐是氯氣罐、氟氣罐和溴氣罐。本實用新型的爐體兩端的爐端電級之間連接有串接30至50個的石墨坩堝。本實用新型的爐體兩端設有頂推裝置，頂推裝置經爐端電級連接石墨質的電流分布板，電流分布板之間連接串接的石墨坩堝。本實用新型的石墨坩堝通過縫隙接頭墊片串接。本實用新型的爐體由爐底和爐底上的爐牆構成。本實用新型的石墨坩堝與爐牆之間填充有冶金焦或石油焦。本實用新型的通氣石墨管設置在爐底。本實用新型的石墨坩堝容量為50至300升。[0013]本實用新型的匯流管為五進一出的連接管件。本實用新型與現有技術相比，石墨化爐採用串接的結構，電流在電極及產品內分布均勻，從而使得電極及產品在升溫時，表裡的溫差很小，雖然高速升溫，卻不會導致製品或容器開裂，大大縮短生產周期，同時可以避免使用電阻料來產生和傳遞熱量，減少電能消耗，通氣石墨管充入惰性氣體保護或提純氣體，具有爐型結構簡單，維護方便，裝爐用墊塊少，通氣石墨管短、不易斷、耐用，石墨產品質量穩定的特點。

圖1是本實用新型的結構簡圖。圖2是圖1的A-A視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。圖1和圖2中的附圖標記為頂推裝置1、爐端電極2、電流分布板3、石墨坩堝4、 縫隙接頭墊片5、爐牆6、通氣石墨管7、爐底8、冶金焦或石油焦9、氯氣罐10、氟氣罐11、氮氣罐12、氬氣罐13、溴氣罐14。如圖1和圖2所示，本實用新型的可控氣氛串接石墨化爐，設有爐體，爐體由爐底 8和爐底8上的爐牆6構成。爐牆6兩端設有頂推裝置1，頂推裝置1經爐端電級2連接石墨質的電流分布板3，電流分布板3之間連接有串接30至50個的石墨坩堝4，石墨坩堝4 容量為50至300升。石墨坩堝4通過縫隙接頭墊片5串接。石墨坩堝4與爐牆6之間填充有冶金焦或石油焦9。爐底8設置有通氣石墨管7，通氣石墨管7的一端接入爐體內，另一端經一匯流管接氯氣罐10、氟氣罐11、氮氣罐12、氬氣罐13和溴氣罐14。氯氣罐10、氟氣罐11、氮氣罐12、氬氣罐13和溴氣罐14上設有閥門和流量計。匯流管為五進一出的連接管件。本實用新型工作時，兩個爐端電級分別與電源正、負極相連構成迴路，兩個爐端電級之間構成一個單元體，在石墨坩堝內裝入石墨粉，通入保護性氣體或提純氣體，所述保護性氣體為氮氣、氬氣或兩種該氣體任意比例的混合氣體，所述提純氣體為氯氣、氟氣、溴氣中的一種或兩種以上按工藝設定比例的混合氣體。每個單元體在2-48小時內溫度可升高到 2000 0C M 3200 0C ο採用本實用新型的串接可控氣氛石墨化爐，原材料堆積密度1.0士0. Ig/cm3、固定碳含量為90%時，每爐可裝8噸物料，石墨化、通氣純化時，當爐溫達到1700士 100°C時， 首先通入氮氣，維持到1900°C左右時開始通入氯氣，爐溫達到2350°C左右時通入氟氣和氯氣，直至爐溫升至3000°C溫度時停止石墨化送電，同時停止通氟氣，但繼續通氯氣到爐溫降低至2000°C以下，改送氮氣將石墨製品中的氯洗出，同時將殘留在爐內的純化氣體驅除乾淨，防止石墨製品氧化和雜質氣體反滲，一直到出爐，爐送電時間在7. 0 8. 0小時。實現產品電耗在7000士 IOOOkWh/噸範圍內；經石墨化處理後材料的固定碳含量達99. 97%以上， 灰份含量小於lOOppm，Fe含量小於lOppm。本實用新型石墨化爐採用簡單的直型串接方式，通入保護性及提純氣體，並採用大電流低電壓的方式對物料進行加熱，解決目前直型串接不能通氣以及耗電量大的難題。
權利要求1.一種可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述可控氣氛串接石墨化爐設有爐體， 爐體兩端的爐端電級(2)之間連接有串接的石墨坩堝G)，爐體上設有通氣石墨管(7)，通氣石墨管(7)的一端接入爐體內，另一端經匯流管接保護性氣體罐和提純氣體罐，所述保護性氣體罐和提純氣體罐上設有閥門和流量計。
2.根據權利要求1所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述保護性氣體罐是氮氣罐(12)和氬氣罐(13)，提純氣體罐是氯氣罐(10)、氟氣罐(11)和溴氣罐(14)。
3.根據權利要求2所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述爐體兩端的爐端電級⑵之間連接有串接30至50個的石墨坩堝⑷。
4.根據權利要求3所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述爐體兩端設有頂推裝置(1)，頂推裝置⑴經爐端電級⑵連接石墨質的電流分布板(3)，電流分布板(3) 之間連接串接的石墨坩堝G)。
5.根據權利要求4所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述石墨坩堝(4)通過縫隙接頭墊片(5)串接。
6.根據權利要求5所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述爐體由爐底(8) 和爐底⑶上的爐牆(6)構成。
7.根據權利要求6所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述石墨坩堝(4)與爐牆(6)之間填充有冶金焦或石油焦(9)。
8.根據權利要求7所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述通氣石墨管(7) 設置在爐底(8)。
9.根據權利要求8所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述石墨坩堝(4)容量為50至300升。
10.根據權利要求9所述的可控氣氛串接石墨化爐，其特徵在於所述匯流管為五進一出的連接管件。
專利摘要本實用新型公開了一種可控氣氛串接石墨化爐，要解決的技術問題是充分利用艾奇遜型石墨化爐和串接石墨化爐的優點，實現石墨化加熱時物料內部受熱均勻、減少對其他電阻料加熱的電能損耗。本實用新型設有爐體，爐體兩端的爐端電級之間連接有串接的石墨坩堝，爐體上設有通氣石墨管，經匯流管接保護性氣體罐和提純氣體罐，所述保護性氣體罐和提純氣體罐上設有閥門和流量計。本實用新型與現有技術相比，石墨化爐採用串接的結構，電流在電極及產品內分布均勻，大大縮短生產周期，同時可以避免使用電阻料產生和傳遞熱量，減少電能消耗，通氣石墨管充入惰性氣體保護或提純氣體，具有爐型結構簡單，維護方便，石墨產品質量穩定的特點。
文檔編號C01B31/04GK202007138SQ201120028039
公開日2011年10月12日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者嶽敏, 易徵兵, 王桂林 申請人:深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司