CN108545735B - 一种转盘连续式石墨筒石墨化炉和对石墨筒进行石墨化的方法 - Google Patents
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Abstract
一种转盘连续式石墨筒石墨化炉和对石墨筒进行石墨化的方法，包括炉体总成、驱动机构、导电部分和冷却部分；炉体总成：包括支撑环板、内圈墙板和外圈墙板；导电部分包括第一导电组件、第二导电组件和多组导电极，第一导电组件包括设置在轴套与内圈墙板之间的导电套，在导电套下方设有套管和支撑块，在套管内设有导电杆，在导电杆和支撑块之间设有弹簧，弹簧推动导电杆抵靠在导电套下端面上；本发明用于解决现有石墨化炉消耗电量大、冷却时间长和无法连续生产的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种转盘连续式石墨筒石墨化炉和对石墨筒进行石墨化的方法。
背景技术
传统的高温通气石墨化窑炉一般采用的单体窑炉，这种单体石墨化炉一方面消耗电量大，热量损失也较大，能源利用率低；另一方面，冷却时间较长，生产无法连续，粉尘较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种转盘连续式石墨筒石墨化炉和对石墨筒进行石墨化的方法，用于解决现有石墨化炉消耗电量大、冷却时间长和无法连续生产的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种转盘连续式石墨筒石墨化炉，包括炉体总成、驱动机构、导电部分和冷却部分；
炉体总成：包括支撑环板、同轴设置在支撑环板上的内圈墙板和外圈墙板，内圈墙板和外圈墙板通过多块分隔墙板连接，各块分隔墙板是绕着内圈墙板轴线均匀分布，由各块分隔墙板将内圈墙板和外圈墙板之间的环形槽分隔成多个石墨腔，在各石墨腔内壁上均设有耐火层；
在支撑环板上设有多条沿支撑环板半径方向延伸的分隔线，由各条分隔线将支撑环板分隔成加热段和冷却段，在加热段上铺垫有耐火层，在冷却段上铺垫有导热层；
驱动机构包括固定设置在支撑环板中心的支撑轴，在支撑轴外轴连接有轴套，轴套通过多根连杆与内圈墙板固定连接，在轴套下方设有驱动电机，驱动电机通过齿轮传动机构与轴套传动连接；
导电部分包括第一导电组件、第二导电组件和多组导电极，第一导电组件包括设置在轴套与内圈墙板之间的导电套，在导电套下方设有套管和支撑块，在套管内设有导电杆，在导电杆和支撑块之间设有弹簧，弹簧推动导电杆抵靠在导电套下端面上；第二导电组件包括固定设置在加热段一侧的扇形陶瓷板和一块设置在陶瓷板上的弧形导电板，弧形导电板上端铰接在陶瓷板上端，下端通过一个气缸与陶瓷板下端铰接；各组导电极分别安装在各石墨腔内，所述导电极包括安装石墨腔外圈墙板内的第一石墨电极和安装在石墨腔内圈墙板内的第二石墨电极，第一石墨电极一端位于石墨腔内，第一石墨电极另外一端随着外圈墙板旋转抵靠在导电板滑动，第二石墨电极均与导电套固定连接；
冷却部分包括多根依次连通在导热层内第一蛇形水管。
在冷却段内设有多段排料段，排料段和第一蛇形水管交替布置；
所述排料段包括开设在支撑环板上的多个通孔，在各通孔内均设有筛网，各筛网下端均连通有导料斗，各导料斗均通过一根排料管与设置在各导料斗下方的一个储料箱连通，在储料箱下端卸料口依次与一个输送机和一个斗提机连通；在排料管上安装有卸料机，在导料斗内设有热交换器。
在支撑环板上设有多条沿支撑环板半径方向延伸的分隔线，由各条分隔线将支撑环板分隔成加热段、冷却段、卸料段和预热段，加热段、冷却段、卸料段和预热段是沿着轴套转动方向依次排列，在预热段内的支撑环板上铺垫有导热层，在预热段导热层内设有第二蛇形水管，第二蛇形水管与第一蛇形水管相连通。
在内圈墙板和外圈墙板之间的空腔上设有一个环形防尘罩，防尘罩通过多根支杆与支撑轴固定连接，在防尘罩一侧设有一个与卸料段相对应的排料口，待石墨化石墨筒由卸料口进出石墨腔。
一种转盘连续式石墨筒石墨化炉对石墨筒进行石墨化的方法，包括如下步骤：
第一步、将电阻料、保温料和各待石墨化石墨筒放入到各石墨腔中，并将导电板和导电套接通电源；
第二步、驱动电机通过轴套驱动炉体总成中各石墨腔旋转，当石墨腔旋转到第一石墨电极抵靠在导电板上后，石墨腔随着旋转被持续加热；
第三步、当第一石墨电极随着旋转离开导电板后，石墨筒加热完毕，石墨腔中的电阻料被切断供电，并进入到冷却段，利用冷却段中的第一蛇形水管对电阻料和石墨筒进行热交换，降低电阻料和石墨筒的温度；与此同时，各段排料段逐级削减电阻料；
第四步、电阻料被倒入到排料段中后，留下石墨筒和保温料在石墨腔中，完成对石墨筒的冷却，随后将石墨筒取出石墨腔；
第五步、向被取出石墨筒的石墨腔中放入新的石墨筒、电阻料和保温料，重复上述第一到四步，以对新的石墨筒进行石墨化处理。
本发明的有益效果是：
1、单个石墨腔相当于现有单个石墨化炉，本发明中将多个石墨腔并列组合成一个转盘结构，利用驱动机构驱动各石墨腔缓慢旋转，以对石墨腔中物料和石墨筒逐个进行加热，在各石墨腔中物料被加热或者被切断电能的同时，能够将热量通过分隔墙板传递给其他未加热石墨腔中的物料，确保热量不会被过多流失，减少电量消耗。
2、在驱动机构不停机的状态下，能够实现对石墨筒的上料、下料、加热和冷却，实现对石墨筒的流水化生产，提高生产效率，降低企业成本。
3、在对石墨腔中物料进行冷却时，能够逐级削减石墨腔中的物料，确保上层温度较高物料能够随着旋转与导热层接触，提高对石墨筒和物料降温效率，同时确保物料中的热量能够被合理利用，保证了对物料降温的有效性。
附图说明
下面结合附图组本发明做进一步的说明：
图1为本发明的俯视结构示意图，
图2为本发明的剖面结构示意图，
图3为本发明的的剖面结构示意图，
图4为本发明的局部剖面结构示意图，图中主要显示的是冷却段的剖面结构，
图5为本发明的局部剖面结构示意图，图中主要显示的是排料段的剖面结构，
图6为本发明关于支撑环板的主视结构示意图。
图中：导电部分2、炉体总成3、驱动机构4、石墨腔31、冷却段32、排料段33、卸料段34、预热段35、加热段36、防尘罩101、卸料口102、支杆103、扇形陶瓷板201、导电板202、气缸203、第一石墨电极204、第二石墨电极205、导电套206、分隔墙板301、内圈墙板302、耐火层303、支撑环板304、外圈墙板305、套管306、弹簧307、支撑块308、导电杆309、导热层321、第一蛇形水管322、支撑轴401、轴套402、齿轮传动机构403、驱动电机404、连杆405、筛网332、热交换器334、导料斗335、卸料机336、输送机337、斗提机338、储料箱339、第二蛇形水管351。
具体实施方式
如图1到6所示，一种转盘连续式石墨筒石墨化炉，包括炉体总成3、驱动机构4、导电部分2和冷却部分；
炉体总成3：包括陶瓷制成的支撑环板304、同轴设置在支撑环板304上的石墨内圈墙板302和石墨外圈墙板305，内圈墙板302和外圈墙板305通过多块石墨分隔墙板301固定连接，各块分隔墙板301是绕着内圈墙板302轴线均匀分布，由各块分隔墙板301将内圈墙板302和外圈墙板305之间的环形槽分隔成多个石墨腔31，在各石墨腔31内壁上均设有耐火砖制成的耐火层303；
在支撑环板304上设有多条沿支撑环板304半径方向延伸的分隔线，由各条分隔线将支撑环板304分隔成加热段36和冷却段32，在加热段36上铺垫有耐火砖构成的耐火层303，在冷却段32上铺垫有导热层321；
驱动机构4包括固定设置在支撑环板304中心的支撑轴401，在支撑轴401外轴连接有石墨轴套402，轴套402通过多根连杆405与内圈墙板302固定连接，在轴套402下方设有驱动电机404，驱动电机404通过齿轮传动机构403和减速机（减速机图中未显示）与轴套402传动连接；驱动电机404启动后，驱动电机404通过齿轮传动结构和减速机构驱动轴套402旋转，旋转的轴套402带着内圈墙板302、外圈墙板305和分隔墙板301旋转，以使石墨腔31旋转；
导电部分2包括第一导电组件、第二导电组件和多组导电极，第一导电组件包括设置在轴套402与内圈墙板302之间的导电套206，在导电套206下方设有套管306和支撑块308，在套管306内设有导电杆309，在导电杆309和支撑块308之间设有弹簧307，弹簧307推动导电杆309抵靠在导电套206下端面上，电源一端接通导电杆309，弹簧307推动导电杆309抵靠在导电套206下端面上，以使导电套206能够随着旋转实时得电；第二导电组件包括固定设置在加热段36一侧的扇形陶瓷板201和一块设置在陶瓷板201上的弧形导电板202，弧形导电板202上端铰接在陶瓷板201上端，下端通过一个气缸203与陶瓷板201下端铰接；各组导电极分别安装在各石墨腔31内，所述导电极包括安装石墨腔31外圈墙板305内的第一石墨电极204和安装在石墨腔31内圈墙板302内的第二石墨电极205，第一石墨电极204一端位于石墨腔31内，第一石墨电极204另外一端随着外圈墙板305旋转抵靠在导电板202滑动，第二石墨电极205均与导电套206固定连接；
冷却部分包括多根依次连通在导热层321内第一蛇形水管322。
在冷却段32内设有多段排料段33，排料段33和第一蛇形水管322交替布置；
所述排料段33包括开设在支撑环板304上的多个通孔，在各通孔内均设有筛网332，各筛网332下端均连通有导料斗335，各导料斗335均通过一根排料管与设置在各导料斗335下方的一个储料箱339连通，在储料箱339下端依次与一个输送机337和一个斗提机338连通；在排料管上安装有卸料机336，在导料斗335内设有热交换器334。当导料斗335中的电阻料塞满后，可以启动卸料机336，由卸料机336将电阻料排入到储料箱339中，而后通过输送机337和斗提机338将电阻料输送到指定地点堆放。
在支撑环板304上设有多条沿支撑环板304半径方向延伸的分隔线，由各条分隔线将支撑环板304分隔成加热段36、冷却段32、卸料段34和预热段35，加热段36、冷却段32、卸料段和预热段35是沿着轴套402转动方向依次排列，在预热段35内的支撑环板304上铺垫有导热层321，在预热段35导热层321内设有第二蛇形水管351，第二蛇形水管351与第一蛇形水管322相连通。预热段35用于放入新的电阻料和未被石墨化的石墨筒，第一蛇形水管322交换出的热量对第二蛇形水管351上方新的电阻料进行预热，以对余热综合利用。
在内圈墙板302和外圈墙板305之间的空腔上设有一个环形防尘罩101，防尘罩101通过多根支杆与支撑轴401固定连接，在防尘罩101一侧设有一个与卸料段相对应的卸料口102，待石墨化石墨筒由卸料口102进出石墨腔31。防尘罩101可以避免粉尘飘散的同时，防止热量流失。
一种转盘连续式石墨筒石墨化炉对石墨筒进行石墨化的方法，包括如下步骤：
第一步、将电阻料、保温料和各待石墨化石墨筒放入到各石墨腔31中，并将导电板202和导电套206接通电源；
第二步、驱动电机404通过轴套402驱动炉体总成3中各石墨腔31旋转，当石墨腔31旋转到第一石墨电极204抵靠在导电板202上后，气缸203推动导电板202实时抵靠在各第一石墨电极204一端，石墨腔31内电阻料和石墨筒两端第一石墨电极204和第二石墨电极205被通电，使得电阻料和石墨筒被加热，加热时间为56小时，由于各石墨腔31是并列组合在一起，因此相邻另个石墨腔31中物料能够通过分隔墙板301传递热量，以对未接触导电板202的石墨腔31中的物料和石墨筒进行预加热；
第三步、当第一石墨电极204随着旋转离开导电板202后，石墨筒加热完毕，石墨腔31中的电阻料被切断供电，并进入到冷却段32，利用冷却段32中的第一蛇形水管322对电阻料和石墨筒进行热交换，降低电阻料和石墨筒的温度，冷却时间为50小时；与此同时，各段排料段33逐级削减电阻料，由于排料段33与第一蛇形水管322是交替设置，而第一蛇形水管322又位于石墨腔31下端，因此在石墨腔31中的电阻料经过排料段33时，石墨腔31中的电阻料被第一蛇形水管322冷却后落入到排料段33导料斗335中进一步冷却，上层温度较高的电阻料随着旋转由下一段第一蛇形水管322冷却，如此反复，由此使得第一蛇形水管322始终能够对较高温度的电阻料进行换热，其换热出的高温蒸汽可以应用对热量需求较高的汽轮发电机发电或者下级电阻料预热，而导料斗335中热交换器334换热出的低温热水则可以并联到锅炉或者热水间，这样不仅可以提高电阻料的降温速度，而且能够将不同热源分类应用，满足工厂的多元化需求，并且能够让排出的电阻料在地下集中后排出，减少扬尘，优化工作环境。其中支撑环板304上的各通孔为长条形，其尺寸不宜过大，避免电阻料过快落入到导料斗335中，而导致石墨筒温度下降过快产生裂纹。
第四步、电阻料被倒入到排料段33中后，留下石墨筒和保温料在石墨腔31中并进入到卸料段，完成对石墨筒的冷却，随后从卸料段将石墨筒和保温料取出石墨腔31；
第五步、向被取出石墨筒的石墨腔31中放入新的石墨筒、电阻料和保温料，重复上述第一到四步，以对新的石墨筒进行石墨化处理。由此可见，在对石墨筒进行上料、卸料、石墨化和冷却时，可以不用停机，实现对石墨筒的流水化、连续化生产，提高生产效率，降低企业成本。
Claims (5)
1.一种转盘连续式石墨筒石墨化炉，其特征在于：包括炉体总成（3）、驱动机构（4）、导电部分（2）和冷却部分；
炉体总成（3）：包括支撑环板（304）、同轴设置在支撑环板（304）上的内圈墙板（302）和外圈墙板（305），内圈墙板（302）和外圈墙板（305）通过多块分隔墙板（301）连接，各块分隔墙板（301）是绕着内圈墙板（302）轴线均匀分布，由各块分隔墙板（301）将内圈墙板（302）和外圈墙板（305）之间的环形槽分隔成多个石墨腔（31），在各石墨腔（31）内壁上均设有耐火层（303）；
在支撑环板（304）上设有多条沿支撑环板（304）半径方向延伸的分隔线，由各条分隔线将支撑环板（304）分隔成加热段（36）和冷却段（32），在加热段（36）上铺垫有耐火层（303），在冷却段（32）上铺垫有导热层（321）；
驱动机构（4）：包括固定设置在支撑环板（304）中心的支撑轴（401），在支撑轴（401）外轴连接有轴套（402），轴套（402）通过多根连杆（405）与内圈墙板（302）固定连接，在轴套（402）下方设有驱动电机（404），驱动电机（404）通过齿轮传动机构（403）和减速机与轴套（402）传动连接；
导电部分（2）：包括第一导电组件、第二导电组件和多组导电极，第一导电组件包括设置在轴套（402）与内圈墙板（302）之间的导电套（206），在导电套（206）下方设有套管（306）和支撑块（308），在套管（306）内设有导电杆（309），在导电杆（309）和支撑块（308）之间设有弹簧（307），弹簧（307）推动导电杆（309）抵靠在导电套（206）下端面上；第二导电组件包括固定设置在加热段（36）一侧的扇形陶瓷板（201）和一块设置在陶瓷板（201）上的弧形导电板（202），弧形导电板（202）上端铰接在陶瓷板（201）上端，下端通过一个气缸（203）与陶瓷板（201）下端铰接；各组导电极分别安装在各石墨腔（31）内，所述导电极包括安装石墨腔（31）外圈墙板（305）内的第一石墨电极（204）和安装在石墨腔（31）内圈墙板（302）内的第二石墨电极（205），第一石墨电极（204）一端位于石墨腔（31）内，第一石墨电极（204）另外一端随着外圈墙板（305）旋转抵靠在导电板（202）滑动，第二石墨电极（205）均与导电套（206）固定连接；
冷却部分:包括多根依次连通在导热层（321）内第一蛇形水管（322）。
2.根据权利要求1所述的一种转盘连续式石墨筒石墨化炉，其特征在于：在冷却段（32）内设有多段排料段（33），排料段（33）和第一蛇形水管（322）交替布置；
所述排料段（33）包括开设在支撑环板（304）上的多个通孔，在各通孔内均设有筛网（332），各筛网（332）下端均连通有导料斗（335），各导料斗（335）均通过一根排料管与设置在各导料斗（335）下方的一个储料箱（339）连通，在储料箱（339）下端依次与一个输送机（337）和一个斗提机（338）连通；在排料管上安装有卸料机（336），在导料斗（335）内设有热交换器（334）。
3.根据权利要求1所述的一种转盘连续式石墨筒石墨化炉，其特征在于：在支撑环板（304）上设有多条沿支撑环板（304）半径方向延伸的分隔线，由各条分隔线将支撑环板（304）分隔成加热段（36）、冷却段（32）、卸料段（34）和预热段（35），加热段（36）、冷却段（32）、卸料段和预热段（35）是沿着轴套（402）转动方向依次排列，在预热段（35）内的支撑环板（304）上铺垫有导热层（321），在预热段（35）导热层（321）内设有第二蛇形水管（351），第二蛇形水管（351）与第一蛇形水管（322）相连通。
4.根据权利要求3所述的一种转盘连续式石墨筒石墨化炉，其特征在于：在内圈墙板（302）和外圈墙板（305）之间的空腔上设有一个环形防尘罩（101），防尘罩（101）通过多根支杆与支撑轴（401）固定连接，在防尘罩（101）一侧设有一个与卸料段相对应的卸料口（102），待石墨化石墨筒由卸料口（102）进出石墨腔（31）。
5.一种使用权利要求2所述石墨化炉对石墨筒进行石墨化的方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步、将电阻料、保温料和各待石墨化石墨筒放入到各石墨腔（31）中，并将导电板（202）和导电套（206）接通电源；
第二步、驱动电机（404）通过轴套（402）驱动炉体总成（3）中各石墨腔（31）旋转，当石墨腔（31）旋转到第一石墨电极（204）抵靠在导电板（202）上后，石墨腔（31）随着旋转被持续加热；
第三步、当第一石墨电极（204）随着旋转离开导电板（202）后，石墨筒加热完毕，石墨腔（31）中的电阻料被切断供电，并进入到冷却段（32），利用冷却段（32）中的第一蛇形水管（322）对电阻料和石墨筒进行热交换，降低电阻料和石墨筒的温度；与此同时，各段排料段（33）逐级削减电阻料；
第四步、电阻料被倒入到排料段（33）中后，留下石墨筒和保温料在石墨腔（31）中，完成对石墨筒的冷却，随后将石墨筒取出石墨腔（31）；
第五步、向被取出石墨筒的石墨腔（31）中放入新的石墨筒、电阻料和保温料，重复上述第一到四步，以对新的石墨筒进行石墨化处理。
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Denomination of invention: A rotary continuous graphite tube graphitization furnace and a method for graphitizing graphite tubes Granted publication date: 20210413 Pledgee: Changyang HSBC and Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HUBEI HONGYE BUILDING MATERIALS TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2024980034466 |
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