串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法及其石墨坩堝的製作方法
2023-07-21 18:08:06
專利名稱：串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法及其石墨坩堝的製作方法
技術領域：
本發明屬於熱處理技術領域，特別是涉及一種串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法及其石墨坩堝。
背景技術：
目前，現有的石墨粉熱處理方法，如艾奇遜石墨化爐熱處理石墨粉過程。將直徑不超過350mm的單孔石墨坩堝裝好石墨粉，平行直立地埋在艾奇遜爐的導電粉中，通電使坩堝四周的導電粉發熱致使坩堝間接受熱並最終致使坩堝內的石墨粉間接受熱。其工藝方法因其保溫性能差(導電粉既充當發熱材料又充當保溫材料)、熱效率低(25％～27％)、熱傳導效率低(需要兩次間接受熱過程)，導致坩堝內部最高溫度低於2650度、堝內溫度分布不均(芯部溫度和邊緣溫度的溫差大於10％)、產品質量不穩定。另外該工藝被迫使用水淋強迫式降溫方法，導致產品微觀結構也受到影響。該工藝存在的上述缺陷致使熱處理工藝存在能源利用率低、產品質量不穩定和生產效率低下等技術缺陷，嚴重影響著石墨粉熱處理的高效工業化生產。
發明內容
本發明為解決公知技術存在的上述缺陷，而提供一種串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法及其石墨坩堝。
本發明目的之一是提供一種節省能源、石墨化質量好、產量高、工藝簡單、控制容易的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法。
本發明目的之二是提供一種節省能源、石墨化質量好、產量高的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝。
本發明採用直接加熱方法。串接石墨化利用坩堝自身導電自身發熱的原理，大幅提高熱效率。由於集中了發熱源，因此可採用大電流密度和短時間對串接石墨化爐中石墨坩堝進行衝擊式電加熱，從而進一步減少熱量的損失，提高熱效率(熱效率可達到50％)。
本發明改善了加熱源。由於採用了自身發熱理論，通過合理設計的蜂窩狀坩堝結構，既增加了坩鍋本身的物理強度，孔與孔之間的石墨壁也成為了發熱源，熱量能十分順利的滲透到坩堝的芯部，使得坩堝內的溫度分布十分均勻(溫差波動小於3％)。
本發明均勻的溫度分布為提升坩堝的整體尺寸奠定了基礎，新的坩堝外徑可以輕鬆達到Φ500mm以上，極大地提高了生產能力。
本發明串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法採取以下技術方案來實現串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法，對石墨粉進行加熱處理，其中，串接石墨化爐熱處理石墨粉過程為(1)裝粉將石墨粉裝入石墨坩堝內至填滿；(2)封蓋用蓋子將石墨坩堝埠密封；(3)裝爐將裝好石墨粉的石墨坩堝頭尾相接依次放入串接石墨化爐中；(4)加熱接通電源，利用高密度電流使坩堝溫度達到2500-3500度，保持4-10小時；(5)冷卻將石墨坩堝冷卻至室溫。
本發明串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法還可採取以下技術措施進一步實現前述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法，其中，(1)裝粉將直徑不超過100微米石墨粉裝入石墨坩堝內至填滿，並搗實；(2)封蓋用帶螺紋的蓋子將坩堝埠密封；(3)裝爐石墨坩堝頭尾頂緊後，在坩堝上方覆蓋絕緣保溫料；(4)加熱將直流電以30～45安培/cm2的密度通入坩堝，使坩堝溫度達到2600-3000度，保持6-8小時；(4)冷卻分次逐層取走保溫料，石墨坩堝自然冷卻至室溫。
本發明串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝採取以下技術方案來實現串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，為人造石墨材質坩堝，其中，石墨坩堝截面為多孔蜂窩結構，內孔一端封閉另一端配有可打開的密封蓋。
本發明串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝還可採取以下技術措施進一步實現前述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，其中，石墨坩堝為圓柱形，直徑為Φ500-700mm，長度為800-1200mm，內有4-10個孔，孔徑100-200mm，孔深600-1000mm，孔孔間壁厚25-60mm。
前述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，其中，石墨坩堝有一個中心內孔，其餘內孔直徑彼此相同並均勻分布在距離中心內孔定長的圓周上。
前述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，其中，石墨坩堝內孔有內螺紋，與帶螺紋的蓋子相匹配密封安裝。
本發明具有的優點和積極效果由以上技術方案可知，本發明在優異的結構配置下，至少有如下的優點本發明串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法，具有節省能源、石墨化質量好、產量高、工藝簡單、控制容易、溫度分布均勻、熱效率高等積極效果。
本發明串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，具有加熱直接、加熱速度快、熱效率高、節省能源、溫度分布均勻、石墨化質量好、產量大、生產能力高等積極效果。
圖1是本發明串接石墨化爐熱處理石墨粉示意圖；圖2本發明石墨坩堝4內孔整體結構示意圖；圖3是圖2的A-A剖面結構示意圖；圖4是本發明石墨坩堝相同7內孔整體結構示意圖；圖5是圖4的B-B剖面結構示意圖；圖6是本發明石墨坩堝中心大9內孔整體結構示意圖；圖7是圖6的C-C剖面結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提供的具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。
參照附圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7。
實施例1參照附圖1。串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法，加熱石墨粉進行石墨化處理，其中，石墨化爐熱處理石墨粉過程為(1)裝粉將100微米以下的天然石墨粉、人造石墨粉或複合石墨粉裝入7內孔石墨坩堝內至填滿，並搗實；(2)封蓋用帶螺紋的蓋子將坩堝埠密封；(3)裝爐將裝好粉的6個石墨坩堝5頭尾相接依次放入串接石墨化爐8中，石墨化爐8設有導電電極加壓裝置3，石墨坩堝5頭尾頂緊後，在石墨坩堝5上方覆蓋保溫料6；石墨化爐內設有隔層7。
(4)加熱接通電源，直流電通過導電母線1和9，經導電板2、導電電極4，將直流電以30～45安培/cm2的密度通入坩堝，使坩堝溫度達到2800度，保持7小時；(5)冷卻分次逐層取走保溫料，石墨坩堝自然冷卻至室溫，得到電池負極材料石墨粉。
實施例2參照附圖2和圖3。串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，為人造石墨材質，其中，石墨坩堝11為蜂窩狀，內孔11配有密封蓋，石墨坩堝10內孔有內螺紋12，與帶螺紋的蓋子相匹配密封安裝。石墨坩堝10為圓柱形，直徑為550mm，長度為1000mm，內有均勻分布的4個內孔11，孔徑200mm，孔深800mm。
實施例3參照附圖4和圖5。串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，為人造石墨材質，石墨坩堝為蜂窩狀，石墨坩堝13內孔14和內孔15有內螺紋，與帶螺紋的蓋子相匹配密封安裝。石墨坩堝13為圓柱形，直徑為530mm，長度為1100mm，內有均勻分布的7個孔，分別為內孔14和內孔15，孔徑均為140mm，孔深800mm。
實施例4參照附圖6和圖7。串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，為人造石墨材質，石墨坩堝為蜂窩狀，石墨坩堝16內孔17和內孔18有內螺紋，與帶螺紋的蓋子相匹配密封安裝。石墨坩堝16為圓柱形，直徑為620mm，長度為1200mm，內有9個孔。一個大直徑中心內孔18和其周圍均勻分布的8個小直徑內孔17，中心孔徑230mm，8個均勻分布的內孔徑140mm，孔深900mm。
權利要求
1.一種串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法，對石墨粉進行加熱處理，其特徵是串接石墨化爐熱處理石墨粉過程為，(1)裝粉將石墨粉裝入石墨坩堝內至填滿；(2)封蓋用蓋子將石墨坩堝埠密封；(3)裝爐將裝好石墨粉的石墨坩堝頭尾相接依次放入串接石墨化爐中；(4)加熱接通電源，利用電流使坩堝溫度達到2500-3500度，保持4-10小時；(5)冷卻將石墨坩堝冷卻至室溫。
2.根據權利要求1所述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法，其特徵是(1)裝粉將直徑不超過100微米石墨粉裝入石墨坩堝內至填滿，並搗實；(2)封蓋用帶有螺紋的與坩堝相同材質的蓋子將坩堝埠密封；(3)裝爐石墨坩堝頭尾頂緊後，在坩堝上方覆蓋絕緣保溫料；(4)加熱將直流電以30-45安培/cm2的密度通入坩堝，使坩堝溫度達到2600-3000度，保持6-8小時；(5)冷卻分次逐層取走保溫料，石墨坩堝自然冷卻至室溫。
3.根據權利要求1所述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，為人造石墨材質坩堝，其特徵是石墨坩堝截面為多孔蜂窩結構，內孔一端封閉另一端配有可打開的密封蓋。
4.根據權利要求3所述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，其特徵是石墨坩堝為圓柱形，直徑為Φ500-600mm，長度為800-1200mm，內有4-10個孔，孔徑100-200mm，孔深600-1000mm，孔孔間壁厚25-60mm。
5.根據權利要求3所述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，其特徵是石墨坩堝有一個中心內孔，其餘內孔直徑彼此相同並均勻分布在距離中心內孔定長的圓周上。
6.根據權利要求3所述的串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法的石墨坩堝，其特徵是石墨坩堝內孔有內螺紋，與帶螺紋的蓋子相匹配密封安裝。
全文摘要
本發明涉及一種串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法及其石墨坩堝，屬於熱處理技術領域。串接石墨化爐熱處理石墨粉的方法，對石墨粉進行加熱處理，其中，串接石墨化爐熱處理石墨粉過程為(1)裝粉。將石墨粉裝入石墨坩堝內至填滿。(2)封蓋。用蓋子將石墨坩堝埠密封。(3)裝爐。將裝好石墨粉的石墨坩堝頭尾相接依次放入串接石墨化爐中。(4)加熱。接通電源，使坩堝溫度達到2500－3500度，保持4－10小時。(5)冷卻。將石墨坩堝冷卻至室溫。石墨坩堝，為人造石墨材質，其石墨坩堝截面為多孔蜂窩結構，內孔配有密封蓋。本發明具有加熱速度快、節省能源、石墨化質量好、溫度分布均勻、熱效率高、生產能力高等優點。
文檔編號C01B31/04GK101066760SQ20071005747
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月29日 優先權日2007年5月29日
發明者蔡洵, 蔡蘇衛 申請人:蔡洵