CN108584940A - 一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，包括以下步骤：艾奇逊炉停电后，先通过抓斗抓取透气孔中的电阻料，使炉内的气体逸出；将炉子两侧的保温料进行抓取，抓取深度为500mm～600mm；然后将炉子中间的保温料进行抓取，抓取深度为600mm～700mm；将剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料，然后每天进行人工翻料，且在翻料的过程中将混合料扒向炉子两侧，直到中间的混合料深度剩余20mm～40mm；将两侧混合料通过抓斗进行抓出；产品露出，进行自然冷却；最后将完成自然冷却的产品从炉内取出。本发明解决了现有冷却工艺中冷却周期长导致效率低，取电阻料和保温料的过程中能耗高，成本大且效率低以及冷却过程中产品易被氧化的问题。

Description

一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法

技术领域：

本发明涉及石墨冷却设备技术领域，更具体的说是涉及一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法。

背景技术：

等静压石墨具有细结构、大规格、各项同性好等特点而被广泛应用于半导体行业、光伏产业、电火花加工。等静压石墨的生产需经过原料磨粉混捏、压型、多次浸渍焙烧和石墨化等工序，而其中石墨化工序作为等静压石墨生产的重要工艺之一，主要包含装炉、送电和冷却这三部分工艺，整个周期长达2个月，而这其中冷却周期又长达1.5个月，占据了整个石墨化周期的2/3以上，因此，在石墨化升温完成后，如何快速的降低炉子温度，使产品快速出炉用于销售并缩短石墨化周期，是石墨化工艺中一直以来研究的热点。目前国内石墨化车间大多数采用抓斗将保温料直接抓出的冷却方法，该方法散热速度快，冷却周期短，但同时也存在着抓料难以精确控制，产品易氧化开裂等缺点，此外，还有使用多功能行车吸料的冷却方法。

授权公开号为CN102963889B的一篇中国发明专利公开了一种高效环保的石墨化炉冷却工艺，该方法使用多功能行车逐步将炉内物料吸出，具有冷却过程稳定、产品不会产生裂纹及氧化、高效环保等优点，但其整个过程一直使用多功能行车，耗电量大，能耗高，并且多功能行车受制于物料温度，不能吸温度过高的物料，并且受到料仓的限制，一次性吸料不能太多，适用于装炉量较小(小于30吨)的石墨化炉。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，通过利用抓斗和行车相配合来进行取料，提高了效率的同时降低了成本，并通过进行翻料并将混合料在翻料过程中逐步扒向侧边，加快了冷却散热的同时提高了行车吸料效率，进而解决了现有冷却工艺中冷却周期长导致效率低，取电阻料和保温料的过程中能耗高，成本大且效率低以及冷却过程中产品易被氧化的问题。

本发明的技术解决措施如下：

一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，包括以下步骤：

(a)透气孔电阻料取出工序，石墨化工序结束后，艾奇逊炉停电，通过抓斗抓取艾奇逊炉的透气孔中的电阻料，使炉内的气体逸出；

(b)保温料取出工序，通过抓斗先将炉子两侧的保温料进行抓取，抓取深度为500mm～600mm，再将炉子中间的保温料进行抓取，使保温料深度剩余为50mm～100mm；

(c)混合翻料工序，将所述步骤(b)中剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料，然后每天进行人工翻料，在翻料的过程中逐步将混合料扒向炉子两侧，直到中间的混合料深度剩余20mm～40mm；

(d)混合料吸出工序，将所述步骤(c)中位于炉子两侧的混合料通过多功能行车吸出；

(e)冷却工序，所述步骤(c)中产品表面温度低于150℃时，产品露出，进行自然冷却至表面温度低于80℃时出炉。

所述步骤(b)中，通过抓斗先将靠近炉子两侧壁处的保温料进行抓取，再将炉子中间靠近透气孔周围处的保温料进行抓取，该种抓取顺序的好处在于先抓取两侧的保温料后中间的保温料会自动往两侧缓慢流动，形成缓慢冷却的效果，此外，由于两侧的温度较低，中间温度较高，一开始就将中间的料先抓出则会造成冷却过快导致产品开裂。

在未进行翻料时，电阻料在下保温料在上，电阻料温度高，经过翻料后电阻料和保温料混合，部分电阻料被翻到上方，加快了电阻料散热，并且由于保温料相对电阻料更细，保温料渗入电阻料中，避免了翻料后由于电阻料空隙大而导致空气进入产品，氧化产品。

作为改进，所述步骤(a)中的艾奇逊炉产品装炉量为60吨～120 吨，透气孔内电阻料的抓料天数为冷却第3天。

作为改进，所述步骤(b)中两侧的保温料的抓料天数为冷却第 4天，抓料深度为500mm～580mm，优选为520mm～580mm；炉子中间的保温料的抓料天数为冷却第5～6天，抓料深度为600mm～680mm，优选为620mm～680mm。

作为改进，所述步骤(c)中保温料和电阻料的混合天数为冷却第7天，混合料厚度为300mm～350mm，人工翻料频率为1～3次/h，优选为1～2次/h，翻料时间为第8～43天，并且逐步将中间的混合料少量地向两侧扒；

在此需要说明的是，翻料过程中将底层温度高的料翻上来可以加快散热，但是翻料的频率需控制在合理范围内，翻料次数过多会导致空气大量进入产品中造成石墨产品氧化，在此优选设置翻料频率为2 次/h，既保证降温快又减少空气的进入，并且也合理地考虑的翻料的人力成本。

此外，由于石墨产品位于炉子内中间的部位，炉子中部温度相对靠近炉壁处要高，正常情况下中部需要更长的时间来进行散热降温；将中间的混合料向两侧炉壁扒可以进一步加快散热降温，并且混合料扒向两侧进行集中后便于抓斗一次性将两侧混合料抓走，避免了抓斗对中间来回多次进行抓料，提高了效率节省了成本，另外在对中部位置进行抓料过程中一旦控制不当导致抓料过多的话就会导致中间料厚度过薄以致空气进入产品造成产品氧化，扒向两侧对两侧抓料可以避免该种情况发生；

还需要指出的是，在此设置中间的混合料逐步少量地向两侧扒，是为了更有效地控制冷却温度进程，防止冷却过快导致产品开裂。

作为改进，所述步骤(d)中炉体两侧的混合料吸出天数为冷却第34-44天，采用多功能行车进行吸出。

作为改进，所述步骤(e)中，产品在冷却的第35～45天通过行车将剩余的混合料进行吸出使产品露出，露出温度＜150℃；该产品在冷却第40-50天出炉，产品表面温度＜80℃。

需要说明的是，本发明中所述的抓取剩余深度，是指保温料或电阻料上表面到石墨产品表面的距离。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过进行翻料，翻料后电阻料和保温料混合，部分电阻料被翻到上方，加快了电阻料散热，并且由于保温料相对电阻料更细，保温料渗入电阻料中，避免了翻料后由于电阻料空隙大而导致空气进入产品，氧化产品。

(2)本发明中翻料过程中将底层温度高的料翻上来可以加快散热，但是翻料的频率需控制在合理范围内，翻料次数过多会导致空气大量进入产品中造成石墨产品氧化，在此优选设置翻料频率为2次 /h，既保证降温快又减少空气的进入，并且也合理地考虑的翻料的人力成本。

(3)本发明中将中间的混合料向两侧炉壁扒可以进一步加快散热降温，并且混合料扒向两侧进行集中后便于抓斗一次性将两侧混合料抓走，避免了抓斗对中间来回多次进行抓料，提高了效率节省了成本，另外在对中部位置进行抓料过程中一旦控制不当导致抓料过多的话就会导致中间料厚度过薄以致空气进入产品造成产品氧化，扒向两侧对两侧抓料可以避免该种情况发生。

综上所述，本发明具有工艺简单，冷却效率高，成本低等优点，尤其适用于等静压石墨冷却设备技术领域。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法的工艺流程图；

图2为未进行抓料前时炉内情况示意图；

图3为未进行翻料时炉内情况示意图；

图4为经过翻料后炉内情况示意图；

图5为经过扒料后炉内情况示意图；

图6为艾奇逊炉的俯视示意图；

图7为抓斗的结构示意图；

图8为多功能行车的结构示意图。

具体实施方式：

一.1)以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

实施例一

一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，包括以下步骤：

(a)透气孔电阻料取出工序，石墨化工序结束后，艾奇逊炉停电，在冷却第3天通过抓斗抓取透气孔10中的电阻料，使炉内的气体逸出，艾奇逊炉产品装炉量为60吨；

(b)保温料取出工序，冷却的第4天通过抓斗先将炉子两侧的保温料进行抓取，抓取深度为500mm～600mm，，优选为520mm～ 580mm；冷却第5天将炉子中间的保温料进行抓取，抓取深度为 600mm～700mm，直到剩余150mm～200mm深度的保温料；

(c)混合翻料工序，冷却第7天将所述步骤(b)中剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料，混合料厚度为300mm～250mm，然后从冷却的第7天到第34天的28天时间，持续进行人工翻料，人工翻料频率为2次/h，并且在翻料的过程中逐步将混合料扒向炉子的两侧，直到中间的混合料深度剩余30mm；

(d)混合料吸出工序，在冷却的第34天将所述步骤(c)中位于炉子两侧的混合料通过多功能行车吸出；

(e)冷却工序，所述步骤(c)中在冷却的第35天产品表面温度低于150℃时，产品露出，进行自然冷却至第40天表面温度低于 80℃时出炉。

本实施例中，所述步骤(c)中可通过人工对所述步骤(b)中抓取后剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料。

实施例二

一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，包括以下步骤：

(a)透气孔电阻料取出工序，石墨化工序结束后，艾奇逊炉停电，在冷却第3天通过抓斗抓取透气孔10中的电阻料，使炉内的气体逸出，艾奇逊炉产品装炉量为60吨；

(b)保温料取出工序，冷却的第4天通过抓斗先将炉子两侧的保温料进行抓取，抓取深度为500mm～600mm，，优选为520mm～ 580mm；冷却第5天将炉子中间的保温料进行抓取，抓取深度为 600mm～700mm，直到剩余150mm～200mm深度的保温料；

(c)混合翻料工序，冷却第7天将所述步骤(b)中剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料，混合料厚度为300mm～250mm，然后从冷却的第7天到第39天的33天时间，持续进行人工翻料，人工翻料频率为2次/h，并且在翻料的过程中逐步将混合料扒向炉子的两侧，直到中间的混合料深度剩余30mm；

(d)混合料吸出工序，在冷却的第39天将所述步骤(c)中位于炉子两侧的混合料通过多功能行车吸出；

(e)冷却工序，所述步骤(c)中在冷却的第40天产品表面温度低于150℃时，通过行车将剩余的混合料进行吸出使产品露出，进行自然冷却至第45天表面温度低于80℃时出炉。

本实施例中，所述步骤(c)中可通过人工对所述步骤(b)中抓取后剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料。

实施例三

一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，包括以下步骤：

(a)透气孔电阻料取出工序，石墨化工序结束后，艾奇逊炉停电，在冷却第3天通过抓斗抓取透气孔10中的电阻料，使炉内的气体逸出，艾奇逊炉产品装炉量为60吨；

(b)保温料取出工序，冷却的第4天通过抓斗先将炉子两侧的保温料进行抓取，抓取深度为500mm～600mm，，优选为520mm～ 580mm；冷却第5天将炉子中间的保温料进行抓取，抓取深度为 600mm～700mm，直到剩余150mm～200mm深度的保温料；

(c)混合翻料工序，冷却第7天将所述步骤(b)中剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料，混合料厚度为300mm～250mm，然后从冷却的第7天到第44天的38天时间，持续进行人工翻料，人工翻料频率为2次/h，并且在翻料的过程中逐步将混合料扒向炉子的两侧，直到中间的混合料深度剩余30mm；

(d)混合料吸出工序，在冷却的第44天将所述步骤(c)中位于炉子两侧的混合料通过多功能行车吸出；

(e)冷却工序，所述步骤(c)中在冷却的第45天产品表面温度低于150℃时，通过行车将剩余的混合料进行吸出使产品露出，进行自然冷却至第50天表面温度低于80℃时出炉。

本实施例中，所述步骤(c)中可通过人工对所述步骤(b)中抓取后剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料。

2)如图7所示，实施例一至三中所述的抓斗6包括吊环61、设置在吊环61下方的上承梁62以及设置在上承梁62下方的下承梁63，上承梁62和吊环61之间连接钢绳63，所述上承梁62和下承梁63 之间设置有滑架组64，滑架组64和吊环61之间连接有滑杆65，所述下承梁63下方还设置有斗部66，斗部66的侧边与上承梁62之间连接有撑杆67，撑杆67的两端分别与斗部66的侧边和上承梁62可转动连接。

如图8所示，实施例一至三中所述的行车7包括吸料系统71，吸料系统71上设置有吸料管道72，吸料管道72的一侧设置有带动吸料管道72升降的第一电机73，所述吸料系统71的一侧设置有与吸料系统71连通的主料仓8，主料仓8内设置有称重装置81以及温度测量反馈装置82，其下方设置有放料管道83，放料管道83的一侧设置有带动放料管道83升降的第二电机84。

二.对照实施例

对比实施例一

一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，包括以下步骤：

艾奇逊炉产品装炉量为60吨，艾奇逊炉停电后，冷却第10天用多功能行车对炉子顶层保温料进行吸料，深度为150mm～120mm；第 15天继续用多功能行车对炉子顶层保温料进行吸料，深度为150mm～ 200mm，第19天继续用多功能行车对炉子顶层保温料进行吸料，深度为150mm～200mm，第21天继续用多功能行车对炉子顶层保温料进行吸料，深度为150mm～200mm，直到剩余150mm～200mm的保温料；第 22天将剩余的保温料和电阻料进行混合，形成混合料，厚度为300 mm～350mm，然后每天进行人工翻料，频率为2次/h，持续30天并且逐步在翻料过程中将混合料扒向炉子两侧，直到混合料剩余30mm，冷却第50天，两侧混合料用抓斗抓出；冷却第51天，产品温度低于 150℃，进行露出；冷却第55天产品表面温度低于80℃，产品出炉。

三.实施例分析

通过实施例一、二和三可知，在经过混料，翻料以及将混合料扒向两侧进行抓出后，炉内石墨产品的冷却周期相比现有工艺大大缩短；此外通过将对比实施例一和实施例一、二和三对比可知，采用抓斗取料方式相比采用行车进行吸料的方式，提高了效率的同时大大缩短了石墨产品的冷却周期。

如图3所示，在未进行翻料时，电阻料1在下保温料2在上，电阻料1温度高；如图4所示经过翻料后电阻料1和保温料2混合，部分电阻料1被翻到上方，加快了电阻料1散热，并且由于保温料2相对电阻料1更细，保温料2渗入电阻料1中，避免了翻料后由于电阻料1空隙大而导致空气进入产品，氧化产品。

此外，如图3所示，由于石墨产品3位于炉子4内中间的部位，炉子4中部温度相对靠近炉壁41处要高，正常情况下中部需要更长的时间来进行散热降温；如图5所示，将中间的混合料5向两侧炉壁 41扒可以进一步加快散热降温，并且混合料5扒向两侧进行集中后便于抓斗一次性将两侧混合料5吸走，避免了抓斗对中间来回多次进行抓料，提高了效率节省了成本，另外在对中部位置进行抓料过程中一旦控制不当导致抓料过多的话就会导致中间料厚度过薄以致空气进入产品造成产品氧化，扒向两侧对两侧抓料可以避免该种情况发生。

以上结合附图所述的仅是本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可作出各种变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，都不会影响本发明实施的效果和实用性。

Claims (6)

1.一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)透气孔电阻料取出工序，石墨化工序结束后，艾奇逊炉停电，通过抓斗抓取艾奇逊炉的透气孔中的电阻料，使炉内的气体逸出；

(b)保温料取出工序，通过抓斗先将炉子两侧的保温料进行抓取，抓取深度为500mm～600mm，再将炉子中间的保温料进行抓取，使保温料深度剩余为50-100mm；

(c)混合翻料工序，将所述步骤(b)中剩余的保温料和电阻料进行混合形成混合料，然后每天进行人工翻料，在翻料的过程中逐步将混合料扒向炉子两侧，直到中间的混合料深度剩余20mm～40mm；

(d)混合料吸出工序，将所述步骤(c)中位于炉子两侧的混合料通过多功能行车吸出；

(e)冷却工序，所述步骤(c)中产品表面温度低于150℃时，产品露出，进行自然冷却至表面温度低于80℃时出炉。

2.根据权利要求1所述的一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，其特征在于：所述步骤(a)中的艾奇逊炉的产品装炉量为60吨～120吨，透气孔内电阻料的抓料天数为冷却第3天。

3.根据权利要求1所述的一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，其特征在于：所述步骤(b)中两侧的保温料的抓料天数为冷却第4天，抓料深度为500mm～580mm，优选为520mm～580mm；炉子中间的保温料的抓料天数为冷却第5～6天。

4.根据权利要求1所述的一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，其特征在于：所述步骤(c)中保温料和电阻料的混合天数为冷却第7天，混合料厚度为300mm～350mm，人工翻料频率为1～3次/h，优选为1～2次/h，翻料时间为第8～43天。

5.根据权利要求1所述的一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，其特征在于：所述步骤(d)中炉体两侧的混合料吸出天数为冷却第34-44天，采用多功能行车进行吸出。

6.根据权利要求1所述的一种艾奇逊炉等静压石墨快速冷却方法，其特征在于：所述步骤(e)中，产品露出天数为冷却第35～45天，通过行车将剩余的混合料进行吸出使产品露出，该产品出炉天数为冷却第40-50天。