CN113501514A - 一种石墨碳素材料的生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碳制备技术领域，具体涉及一种石墨碳素材料的生产装置及方法；包括焙烧炉和冷却组件，冷却组件包括冷却箱、散热板、冷却管、水泵、风机、制冷片、导管和吹风板，焙烧炉煅烧焙烧物料和石墨化工艺制成碳素材料，打开焙烧炉，首先通过风机运作往导管吹风，制冷片一侧吸热一侧放热，将风机产生的风制冷形成冷风，导管将冷风导入吹风板，吹风板对碳素材料吹风进行风冷，风冷一段时间后，水泵运作将冷却箱内的冷却液导入冷却管，通过冷却管内的冷却液使焙烧炉内的碳素材料水冷降温，加快焙烧炉内碳素材料冷却速率。解决现有碳素材料生产，碳素材料冷却时间长影响生产效率的问题。

Description

一种石墨碳素材料的生产装置

技术领域

本发明涉及碳制备技术领域，尤其涉及一种石墨碳素材料的生产装置。

背景技术

碳素材料具有高密度、高纯度、耐氧化、导电性强、抗热震性能好和使用寿命长等优点，用途广泛，主要用于冶炼行业：有色金属和无色金属的冶炼以及电石、磷化工企业。有时，也用于医疗上，如医用碳素材料作为修复或替代受损骨组织的材料。

但使用艾奇逊石墨化炉生产碳素材料制得成品后温度过高，送水冷却需要在送电后14-16小时以内，待材料冷却后取出再进行新的生产，导致碳素材料生产效率低下，因此需要设计一种石墨碳素材料的生产装解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨碳素材料的生产装置，旨在解决现有碳素材料生产，碳素材料冷却时间长影响生产效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种石墨碳素材料的生产装置，所述生产装置包括焙烧炉和冷却组件，所述冷却组件包括冷却箱、散热板、冷却管、水泵、风机、制冷片、导管和吹风板，所述冷却管与所述焙烧炉固定连接，且位于所述焙烧炉内，所述水泵与所述冷却管固定连接，且位于所述冷却管远离所述焙烧炉一侧，所述冷却箱与所述水泵固定连接，且位于所述水泵远离所述冷却管一侧，所述散热板贯穿所述冷却箱，且位于所述冷却箱一侧，所述吹风板位于所述焙烧炉顶部，所述导管与所述吹风板固定连接，且位于所述吹风板一侧，所述风机与所述导管固定连接，且位于所述导管一侧，所述制冷片与所述风机固定连接，且位于所述风机一侧，通过所述焙烧炉煅烧焙烧物料和石墨化工艺，冷却后得到石墨碳素材料，通过所述冷却组件对石墨碳素材料风冷和水冷两种冷却模式，加快石墨碳素材料的冷却。

其中，所述冷却组件还包括喷头和干燥网，所述喷头与所述吹风板固定连接，且位于所述吹风板靠近所述焙烧炉一侧，所述干燥网与所述导管固定连接，且位于所述导管内，所述喷头使石墨碳素材料受冷风更加均匀，所述干燥网干燥冷风，防止水蒸气与石墨碳素材料接触形成斑点，影响外观。

其中，所述生产装置还包括底座和混捏机，所述底座与所述焙烧炉固定连接，且位于所述焙烧炉一侧，所述混捏机与所述底座固定连接，且位于所述焙烧炉一侧，往所述混捏机内倒入碳粉、石油焦干料和沥青，捏合、抽真空挤压成型得到焙烧物料，所述底座提供支撑及安装条件。

其中，所述生产装置还包括转动电机、支架和横梁，所述转动电机与所述底座固定连接，且位于所述焙烧炉一侧，所述支架与所述转动电机固定连接，且位于所述转动电机远离所述底座一侧，所述横梁与所述支架固定连接，并与所述焙烧炉固定连接，且位于所述支架靠近所述焙烧炉一侧，所述转动电机转动支架移动所述横梁，所述横梁对所述风机提供安装条件，所述支架对所述横梁提供支撑。

其中，所述焙烧炉包括炉体和炉盖，所述炉体与所述底座固定连接，且位于所述底座一侧，所述炉盖与所述炉体拆卸连接，并与所述横梁固定连接，且位于所述横梁与所述炉体之间，所述炉体煅烧焙烧物，所述炉盖便于打开所述焙烧炉，便于放置焙烧物和取出石墨碳素材料。

其中，所述焙烧炉还包括石墨加热环和烟囱，所述石墨加热环与所述炉体固定连接，且位于所述炉体内，所述烟囱与所述炉盖固定连接，且位于所述炉盖一侧，所述石墨加热环为石墨化工艺提供原料，并作为焙烧的加热源，所述烟囱将焙烧产生的烟雾导出所述焙烧炉。

其中，所述生产装置还包括烟雾处理器，所述烟雾处理器与所述烟囱固定连接，且位于所述烟囱远离所述炉盖一侧，所述烟雾处理器对所述烟囱导出的烟雾进行处理后再排放，防止焙烧产生的烟雾直接排放污染空气。

其中，所述陪烧炉还包括升降柱，所述升降柱与所述横梁固定连接，并与所述炉盖固定连接，且位于所述炉盖和所述横梁之间，所述升降柱伸缩打开关上炉盖。

第二方面，一种石墨碳素材料的生产方法，包括以下步骤，

将碳粉、石油焦干料和沥青导入混捏机，进行捏合、抽真空挤压成型得到焙烧物料；

将焙烧物料放置入焙烧炉内的石墨加热环内外两侧焙烧，得到石墨碳素材料；

首先通过风机运作，制冷片制冷风，导管将冷风导入吹风板吹风冷却材料，水泵抽冷却箱中的水导入冷却管加快冷却速度，取出得到石墨碳素材料成品。

本发明的一种石墨碳素材料的生产装置，通过所述焙烧炉煅烧焙烧物料和石墨化工艺制成碳素材料，打开所述焙烧炉，首先通过所述风机运作往所述导管吹风，所述风机运作时所述制冷片一侧吸热一侧放热，将所述风机产生的风制冷形成冷风，所述导管将冷风导入所述吹风板，通过所述吹风板对所述焙烧炉内的碳素材料吹风进行风冷，使石墨碳素材料降温冷却，风冷移动时间后，所述水泵运作将所述冷却箱内的冷却液导入所述冷却管，通过所述冷却管内的冷却液吸收所述焙烧炉的温度，石墨碳素材料的温度传递给所述焙烧炉，从而对碳素材料水冷降温，加快碳素材料的冷却速率，其中冷却液循环流动，导回所述冷却箱，导回的冷却液通过所述散热板进行散热，保证所述冷却箱内冷却液的冷却效果，本发明先通过风冷形式在水冷之间降温，之后通过风冷和水冷两种冷却模式，加快所述焙烧炉内的石墨碳素材料的冷却，大大提高生产速率。解决现有碳素材料生产，碳素材料冷却时间长影响生产效率的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种石墨碳素材料的生产装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种石墨碳素材料的生产装置的俯视图；

图3是图2沿A-A面的剖视图；

图4是本发明提供的一种石墨碳素材料的生产装置的导管纵向剖视图；

图5是本发明提供的一种石墨碳素材料的生产方法流程图。

图中：1-生产装置、2-底座、3-混捏机、4-转动电机、5-支架、6-横梁、7-烟雾处理器、8-升降柱、9-焙烧炉、10-冷却组件、11-炉体、12-炉盖、13-石墨加热环、14-烟囱、15-冷却箱、16-散热板、17-冷却管、18-水泵、19-风机、20-制冷片、21-导管、22-吹风板、23-喷头、24-干燥网。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图5，本发明提供一种石墨碳素材料的生产装置，所述生产装置1包括焙烧炉9和冷却组件10，所述冷却组件10包括冷却箱15、散热板16、冷却管17、水泵18、风机19、制冷片20、导管21和吹风板22，所述冷却管17与所述焙烧炉9固定连接，且位于所述焙烧炉9内，所述水泵18与所述冷却管17固定连接，且位于所述冷却管17远离所述焙烧炉9一侧，所述冷却箱15与所述水泵18固定连接，且位于所述水泵18远离所述冷却管17一侧，所述散热板16贯穿所述冷却箱15，且位于所述冷却箱15一侧，所述吹风板22位于所述焙烧炉9顶部，所述导管21与所述吹风板22固定连接，且位于所述吹风板22一侧，所述风机19与所述导管21固定连接，且位于所述导管21一侧，所述制冷片20与所述风机19固定连接，且位于所述风机19一侧。

在本实施方式中，通过所述焙烧炉9煅烧焙烧物料和石墨化工艺制成碳素材料，打开所述焙烧炉9，首先通过所述风机19运作往所述导管21吹风，所述风机19运作时所述制冷片20一侧吸热一侧放热，将所述风机19产生的风制冷形成冷风，所述导管21将冷风导入所述吹风板22，通过所述吹风板22对所述焙烧炉9内的碳素材料吹风进行风冷，使石墨碳素材料降温冷却，风冷一段时间后，所述水泵18运作将所述冷却箱15内的冷却液导入所述冷却管17，通过所述冷却管17内的冷却液吸收所述焙烧炉9的温度，石墨碳素材料的温度传递给所述焙烧炉9，从而对碳素材料水冷降温，加快碳素材料的冷却速率，其中冷却液循环流动，导回所述冷却箱15，导回的冷却液通过所述散热板16进行散热，保证所述冷却箱15内冷却液的冷却效果，本发明先通过风冷形式在水冷之间降温，之后通过风冷和水冷两种冷却模式，加快所述焙烧炉9内的石墨碳素材料的冷却，大大提高生产速率。解决现有碳素材料生产，碳素材料冷却时间长影响生产效率的问题。

进一步的，所述冷却组件10还包括喷头23和干燥网24，所述喷头23与所述吹风板22固定连接，且位于所述吹风板22靠近所述焙烧炉9一侧，所述干燥网24与所述导管21固定连接，且位于所述导管21内。

在本实施方式中，通过所述喷头23使石墨碳素材料受冷风更加均匀，所述干燥网24干燥冷风，防止水蒸气与石墨碳素材料接触形成斑点，影响外观。

进一步的，所述生产装置1还包括底座2、混捏机3、转动电机4、支架5、横梁6和烟雾处理器7，所述底座2与所述焙烧炉9固定连接，且位于所述焙烧炉9一侧，所述混捏机3与所述底座2固定连接，且位于所述焙烧炉9一侧，所述转动电机4与所述底座2固定连接，且位于所述焙烧炉9一侧，所述支架5与所述转动电机4固定连接，且位于所述转动电机4远离所述底座2一侧，所述横梁6与所述支架5固定连接，并与所述焙烧炉9固定连接，且位于所述支架5靠近所述焙烧炉9一侧，所述焙烧炉9包括炉体11、炉盖12、升降柱8、石墨加热环13和烟囱14，所述炉体11与所述底座2固定连接，且位于所述底座2一侧，所述炉盖12与所述炉体11拆卸连接，并与所述横梁6固定连接，且位于所述横梁6与所述炉体11之间，所述石墨加热环13与所述炉体11固定连接，且位于所述炉体11内，所述烟囱14与所述炉盖12固定连接，且位于所述炉盖12一侧，所述烟雾处理器7与所述烟囱14固定连接，且位于所述烟囱14远离所述炉盖12一侧，所述升降柱8与所述横梁6固定连接，并与所述炉盖12固定连接，且位于所述炉盖12和所述横梁6之间。

在本实施方式中，通过所述底座2对本发明提供支撑及安装条件，使用时往所述混捏机3内倒入碳粉、石油焦干料和沥青，捏合、抽真空挤压成型得到焙烧物料，所述升降柱8为液压升降柱8，通过所述升降柱8伸缩将所述炉盖12打开，所述炉盖12提起往所述炉体11内放入焙烧物料，所述升降柱8伸长将所述炉盖12放回所述炉体11上，通过所述焙烧炉9煅烧焙烧物，所述石墨加热环13为石墨化工艺提供原料，并作为焙烧的加热源，所述烟囱14将焙烧产生的烟雾导出所述焙烧炉9进入所述烟雾处理器7，所述烟雾处理器7对烟雾进行处理后再排放，防止焙烧产生的烟雾直接排放污染空气，焙烧完成后，所述升降柱8收缩将所述炉盖12提起，所述转动电机4运作转动所述支架5，带动所述横梁6转动将所述炉盖12移开，所述吹风板22移动到所述炉体11上方，通过所述冷却组件10风冷和水冷两种冷却模式，加快所述炉体11内的石墨碳素材料冷却，加快冷却效率提高生产效率。

第二方面，一种石墨碳素材料的生产方法，包括以下步骤，

S101将碳粉、石油焦干料和沥青导入混捏机3，进行捏合、抽真空挤压成型得到焙烧物料；

通过往所述混捏机3内按一定比例导入碳粉、石油焦干料和沥青，其中4-12％沥青，3-4％石油焦干料，其余为碳粉，通过所述混捏机3捏合、抽真空为0.076mpa时挤压成型得到焙烧物料。

S102将焙烧物料放置入焙烧炉9内的石墨加热环13内外两侧焙烧，得到石墨碳素材料；

通过将所述混捏机3制成的焙烧物料导入所述焙烧炉9中，通过所述石墨加热环13加热煅烧焙烧物料和石墨化工艺制成石墨碳素材料，其中所述焙烧炉9内焙烧温度为1500-1600℃，焙烧时间为1.5-2小时。

S103首先通过风机19运作，制冷片20制冷风，导管21将冷风导入吹风板22吹风冷却材料，水泵18抽冷却箱15中的水导入冷却管17加快冷却速度，取出得到石墨碳素材料成品。

焙烧结束后物料和所述石墨加热环13在炉体11内进行冷却，通过所述风机19运作往所述导管21吹风，所述制冷片20制冷形成冷风，所述导管21将冷风导入所述吹风板22，通过所述吹风板22上的所述喷头23对所述焙烧炉9内的碳素材料吹风进行风冷，风冷一段时间后，所述水泵18运作将所述冷却箱15内的冷却液导入所述冷却管17，吸收所述焙烧炉9的温度，石墨碳素材料的温度传递给所述焙烧炉9，从而对碳素材料水冷降温，双重冷却加快冷却速率，冷却后取出石墨碳素材料得到成品。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种石墨碳素材料的生产装置，其特征在于，

所述生产装置包括焙烧炉和冷却组件，所述冷却组件包括冷却箱、散热板、冷却管、水泵、风机、制冷片、导管和吹风板，所述冷却管与所述焙烧炉固定连接，且位于所述焙烧炉内，所述水泵与所述冷却管固定连接，且位于所述冷却管远离所述焙烧炉一侧，所述冷却箱与所述水泵固定连接，且位于所述水泵远离所述冷却管一侧，所述散热板贯穿所述冷却箱，且位于所述冷却箱一侧，所述吹风板位于所述焙烧炉顶部，所述导管与所述吹风板固定连接，且位于所述吹风板一侧，所述风机与所述导管固定连接，且位于所述导管一侧，所述制冷片与所述风机固定连接，且位于所述风机一侧。

2.如权利要求 1所述的一种石墨碳素材料的生产装置，其特征在于，

所述冷却组件还包括喷头和干燥网，所述喷头与所述吹风板固定连接，且位于所述吹风板靠近所述焙烧炉一侧，所述干燥网与所述导管固定连接，且位于所述导管内。

3.如权利要求 1所述的一种石墨碳素材料的生产装置，其特征在于，

所述生产装置还包括底座和混捏机，所述底座与所述焙烧炉固定连接，且位于所述焙烧炉一侧，所述混捏机与所述底座固定连接，且位于所述焙烧炉一侧。

4.如权利要求 3所述的一种石墨碳素材料的生产装置，其特征在于，

所述生产装置还包括转动电机、支架和横梁，所述转动电机与所述底座固定连接，且位于所述焙烧炉一侧，所述支架与所述转动电机固定连接，且位于所述转动电机远离所述底座一侧，所述横梁与所述支架固定连接，并与所述焙烧炉固定连接，且位于所述支架靠近所述焙烧炉一侧。

5.如权利要求 4所述的一种石墨碳素材料的生产装置，其特征在于，

所述焙烧炉包括炉体和炉盖，所述炉体与所述底座固定连接，且位于所述底座一侧，所述炉盖与所述炉体拆卸连接，并与所述横梁固定连接，且位于所述横梁与所述炉体之间。

6.如权利要求 5所述的一种石墨碳素材料的生产装置，其特征在于，

所述焙烧炉还包括石墨加热环和烟囱，所述石墨加热环与所述炉体固定连接，且位于所述炉体内，所述烟囱与所述炉盖固定连接，且位于所述炉盖一侧。

7.一种石墨碳素材料的生产方法，应用于如权利要求 1-6任意一项所述的一种石墨碳素材料的生产装置，包括以下步骤：

将碳粉、石油焦干料和沥青导入混捏机，进行捏合、抽真空挤压成型得到焙烧物料；

将焙烧物料放置入焙烧炉内的石墨加热环内外两侧焙烧，得到石墨碳素材料；

首先通过风机运作，制冷片制冷风，导管将冷风导入吹风板吹风冷却材料，水泵抽冷却箱中的水导入冷却管加快冷却速度，取出得到石墨碳素材料成品。

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