CN102795620B - 一种用于生产高纯石墨的加压焙烧炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，包括加热焙烧炉本体、设置在加热焙烧炉本体上方的炉盖，所述的加热焙烧炉本体内壁设置有隔热层，在隔热层内侧设置有产品坩埚容器，在产品坩埚容器外壁设置有加热盘管，所述的加热焙烧炉本体外侧设置有冷却液隔热层，冷却液隔热层外侧设置有压力容器，压力容器的上方和底部均设置有保压块，在产品粘合剂挥发时期，本发明始终在一定压力下加热升温，结焦值达到83％至90％，生产周期可缩短15天，成品率达到98％，而传统的负压焙烧结焦值达到68％至72％，生产周期35至50天，成品率达到85％至90％，两者相比较，本发明明显优于传统负压焙烧。
Description
技术领域
本发明涉及碳素材料行业，具体涉及一种焙烧炉，特别涉及一种用于生产高纯石墨的加压焙烧炉。
背景技术
高纯石墨又名鳞片状高导热碳粉，它具有强度高、抗热震性好、耐高温、抗氧化、电阻系数小、耐腐蚀、易于精密机加工等优点，是理想的无机非金属材料。用于加工制作电加热元件、结构铸造模、冶炼高纯金属用坩埚舟皿、单晶炉用加热器、电火花加工石墨、烧结模具、电子管阳极、金属涂镀、半导体技术用的石墨坩埚、发射电子管、闸流管和汞弧整流器用的石墨阳极、栅极等。
焙烧炉是可显著降低烧结温度，大幅降低能耗，缩短烧结时间，显著提高组织致密度、细化晶粒、改善材料性能的工业用炉体，目前，用于高纯石墨生产中的炉型有待盖环形炉、车底式炉、敞开式环形炉等，这些炉型在使用的过程中均存在不足：传统的生产石墨用焙烧炉生产周期长，能耗高，污染严重。所用的粘合剂经焙烧后残留物少。这些因素严重影响着高纯石墨生产的质量。上面提到的几种炉型属于负压焙烧炉，生产中将产品用填充料填埋，经过500至700小时升温，然后冷却，一个周期需要35至50天，因为是负压焙烧，在温度达到粘结剂的软化温度后，沥青粘结剂就会挥发，从而导致结焦值降低，有时候还会大面积开裂，这一问题一直困扰着高纯石墨的生产。
因此，生产一种结构简单，操作方便，工作效率高，生产周期短，产品质量高的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，具有广阔的市场前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、操作方便、工作效率高、生产周期短、产品质量高的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉。
本发明的技术方案是这样实现：一种用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，包括加热焙烧炉本体、设置在加热焙烧炉本体上方的炉盖，所述的加热焙烧炉本体内壁设置有隔热层，在隔热层内侧设置有产品坩埚容器，在产品坩埚容器外壁设置有加热盘管，所述的加热焙烧炉本体外侧设置有冷却液隔热层，冷却液隔热层外侧设置有压力容器，压力容器的上方和底部均设置有保压块。
所述的热焙烧炉本体底部设置有隔热台，隔热台的底面与设置在压力容器底部的保压块相连接，隔热台顶部与产品坩埚容器相连接。
所述的加热焙烧炉本体为桶状结构，在加热焙烧炉本体上方设置有采用隔热材料制成的炉盖，炉盖上设置有炉盖把手。
所述的设置在压力容器上方和底部的保压块上均设置有防渗漏凸起台，在设置在压力容器上方的保压块上设置有保压块把手。
所述的隔热层的高度小于加热焙烧炉本体的高度，加热焙烧炉本体的高度小于冷却液隔热层的高度，冷却液隔热层的高度小于压力容器的高度。
所述的设置在压力容器上方和底部的保压块之间的长度等于冷却液隔热层的高度。
所述的隔热台为台阶状圆台结构，隔热台由相互连接为一个整体的两个圆柱体组成，上部圆柱体的直径和高度小于下部圆柱体的直径和高度，上部圆柱体的上表面与产品坩埚容器相连接，下部圆柱体的底面与设置在压力容器底部的保压块相连接，在下部圆柱体的上表面和炉盖之间的设置有隔热层。
所述的产品坩埚容器的底面直径不大于上部圆柱体的直径。
本发明具有如下的积极效果：首先本发明结构简单，包括加热焙烧炉本体、设置在加热焙烧炉本体上方的炉盖，所述的加热焙烧炉本体内壁设置有隔热层，在隔热层内侧设置有产品坩埚容器，在产品坩埚容器外壁设置有加热盘管，所述的加热焙烧炉本体外侧设置有冷却液隔热层，冷却液隔热层外侧设置有压力容器，压力容器的上方和底部均设置有保压块，在产品粘合剂挥发时期，本发明始终在一定压力下加热升温，结焦值达到83％至90％，生产周期可缩短15天，成品率达到98％，而传统的负压焙烧结焦值达到68％至72％，生产周期35至50天，成品率达到85％至90％，两者相比较，本发明明显优于传统负压焙烧；其次，本发明为保障加压焙烧工艺的完成，在加热焙烧炉本体上方设置有采用隔热材料制成的炉盖，保证加热焙烧炉本体外部不升温，并且，隔热台由相互连接为一个整体的两个圆柱体组成，上部圆柱体的直径和高度小于下部圆柱体的直径和高度，上部圆柱体的上表面与坩埚容器相连接，下部圆柱体的底面与设置在压力容器底部的保压块相连接，在下部圆柱体的上表面和炉盖之间的设置有隔热层，坩埚容器的底面直径不大于上部圆柱体的直径，在产品坩埚容器和隔热层之间形成气体介质层，保证缸体低温状态，工作效率高，生产周期短，产品质量高。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图。
图2为本发明的外部结构示意图。
图3为本发明的加热焙烧炉内部结构示意图。
图4为本发明的加热焙烧炉外部结构示意图。
图5为本发明底部保压块结构示意图。
图6为本发明产品坩埚容器外壁设置的加热盘管结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，一种用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，包括加热焙烧炉本体3、设置在加热焙烧炉本体3上方的炉盖9，所述的加热焙烧炉本体3内壁设置有隔热层4，在隔热层4内侧设置有产品坩埚容器1，在产品坩埚容器1外壁设置有加热盘管11，所述的加热焙烧炉本体3外侧设置有冷却液隔热层5，冷却液隔热层5外侧设置有压力容器6，压力容器6的上方和底部均设置有保压块7。
所述的热焙烧炉本体3底部设置有隔热台2，隔热台2的底面与设置在压力容器6底部的保压块7相连接，隔热台2顶部与产品坩埚容器1相连接。所述的加热焙烧炉本体3为桶状结构，在加热焙烧炉本体3上方设置有采用隔热材料制成的炉盖9，炉盖9上设置有炉盖把手10。所述的设置在压力容器6上方和底部的保压块7上均设置有防渗漏凸起台8，在设置在压力容器6上方的保压块7上设置有保压块把手12。所述的隔热层4的高度小于加热焙烧炉本体3的高度，加热焙烧炉本体3的高度小于冷却液隔热层5的高度，冷却液隔热层5的高度小于压力容器6的高度。所述的设置在压力容器6上方和底部的保压块7之间的长度等于冷却液隔热层5的高度。
所述的隔热台2为台阶状圆台结构，隔热台2由相互连接为一个整体的两个圆柱体组成，上部圆柱体的直径和高度小于下部圆柱体的直径和高度，上部圆柱体的上表面与产品坩埚容器1相连接，下部圆柱体的底面与设置在压力容器6底部的保压块7相连接，在下部圆柱体的上表面和炉盖9之间的设置有隔热层4。所述的产品坩埚容器1的底面直径不大于上部圆柱体的直径。
本发明在使用时，将产品装入产品坩埚容器1内部，然后放入加热焙烧炉本体3进行焙烧，按照生产工艺利用加热盘管11对产品坩埚容器1进行升温，产品在高温下均匀收缩的同时，热量通过隔热层4、采用隔热材料制成的炉盖9、冷却液隔热层5、压力容器6、设置在压力容器6上方和底部均的保压块7被隔断，使加热焙烧炉本体3外部保持低温状态，加热焙烧炉本体3内部温度可通过热电偶进行检测并实现自动控制。
隔热台2隔断产品坩埚容器1底部的温度，炉盖9采用隔热材料制成的，产品坩埚容器1顶部的温度，在加热焙烧炉本体3外侧采用压力容器6和设置在压力容器6的上方和底部均保压块7来进一步隔断热量，并在压力容器6内壁设置有冷却液隔热层5，保证其处于低温状态。隔热台2为台阶状圆台结构，隔热台2由相互连接为一个整体的两个圆柱体组成，上部圆柱体的直径和高度小于下部圆柱体的直径和高度，上部圆柱体的上表面与产品坩埚容器1相连接，下部圆柱体的底面与设置在压力容器6底部的保压块7相连接，在下部圆柱体的上表面和炉盖9之间的设置有隔热层4。所述的产品坩埚容器1的底面直径不大于上部圆柱体的直径。这样布局可以在产品坩埚容器1和隔热层4之间形成一个气体介质隔热层，更加有利于降低加热焙烧炉本体3的温度。
在加工同一规格的产品时，本发明始终在一定压力下加热升温，结焦值达到83％至90％，生产周期可缩短15天，成品率达到98％，而传统的负压焙烧结焦值达到68％至72％，生产周期35至50天，成品率达到85％至90％，两者相比较，本发明明显优于传统负压焙烧。
Claims (8)
1.一种用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，包括加热焙烧炉本体（3）、设置在加热焙烧炉本体（3）上方的炉盖（9），其特征在于：所述的加热焙烧炉本体（3）内壁设置有隔热层（4），在隔热层（4）内侧设置有产品坩埚容器（1），在产品坩埚容器（1）外壁设置有加热盘管（11），所述的加热焙烧炉本体（3）外侧设置有冷却液隔热层（5），冷却液隔热层（5）外侧设置有压力容器（6），压力容器（6）的上方和底部均设置有保压块（7）。
2.根据权利要求1所述的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，其特征在于：所述的热焙烧炉本体（3）底部设置有隔热台（2），隔热台（2）的底面与设置在压力容器（6）底部的保压块（7）相连接，隔热台（2）顶部与产品坩埚容器（1）相连接。
3.根据权利要求1所述的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，其特征在于：所述的加热焙烧炉本体（3）为桶状结构，在加热焙烧炉本体（3）上方设置有采用隔热材料制成的炉盖（9），炉盖（9）上设置有炉盖把手（10）。
4.根据权利要求1所述的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，其特征在于：所述的设置在压力容器（6）上方和底部的保压块（7）上均设置有防渗漏凸起台（8），在设置在压力容器（6）上方的保压块（7）上设置有保压块把手（12）。
5.根据权利要求1所述的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，其特征在于：所述的隔热层（4）的高度小于加热焙烧炉本体（3）的高度，加热焙烧炉本体（3）的高度小于冷却液隔热层（5）的高度，冷却液隔热层（5）的高度小于压力容器（6）的高度。
6.根据权利要求1所述的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，其特征在于：所述的设置在压力容器（6）上方和底部的保压块（7）之间的长度等于冷却液隔热层（5）的高度。
7.根据权利要求2所述的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，其特征在于：所述的隔热台（2）为台阶状圆台结构，隔热台（2）由相互连接为一个整体的两个圆柱体组成，上部圆柱体的直径和高度小于下部圆柱体的直径和高度，上部圆柱体的上表面与产品坩埚容器（1）相连接，下部圆柱体的底面与设置在压力容器（6）底部的保压块（7）相连接，在下部圆柱体的上表面和炉盖（9）之间的设置有隔热层（4）。
8.根据权利要求7所述的用于生产高纯石墨的加压焙烧炉，其特征在于：所述的产品坩埚容器（1）的底面直径不大于上部圆柱体的直径。
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