CN115448306B - 一种串接石墨化炉及出炉方法 - Google Patents
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Abstract
一种串接石墨化炉，属于新能源负极材料生产技术领域，包括炉体，所述炉体底部开设有连通炉体内部及外部的排出口，还包括可移动的料箱，所述料箱内设有可升降的料箱移动底板，所述料箱移动底板上设有与排出口相配合的封料炭柱，石墨化生产时，料箱置于炉体底部，料箱移动底板上升至顶部时，封料炭柱置于排出口内，将排出口封堵；当料箱移动底板下降后，封料炭柱脱离排出口，使炉体内的保温料进入料箱内。通过革新串接石墨化炉的出炉方法，彻底解决串接石墨化炉物料冷却时间长，出炉环境污染大和生产热量回收难等问题，实现串接石墨化炉的高效环保生产。
Description
技术领域
本发明属于新能源负极材料生产技术领域，尤其涉及一种串接石墨化炉及出炉方法。
背景技术
新能源负极材料是新能源动力电池的核心组成部分，是炭材料在隔绝氧气的条件下，经过2500℃-3000℃高温石墨化处理后获得的，负极材料石墨化所需的高温条件由负极材料石墨化炉实现。
在新能源负极材料生产领域，负极材料石墨化炉主要有坩埚式石墨化炉、箱板式石墨化炉和串接石墨化炉，工作原理都是电流的热效应生热。坩埚式石墨化炉和箱板式石墨化炉都是由传统的艾奇逊石墨化炉发展而来，物料在坩埚或由箱板构成的区域内，在石墨化炉通电后，坩埚或箱板首先发热，将热量传递给物料，即间接加热实现石墨化，由于固体物料与发热元件的导热缓慢，通常的升温时间可以是2-3天以上。
串接石墨化炉与坩埚式石墨化炉有相似之处，物料也是在坩埚内部完成石墨化，发热元件也是坩埚本身，二者区别在于，串接石墨化炉采用的坩埚为多孔坩埚，且坩埚横向串联与炉头电极相连，坩埚之间没有电阻料，一方面，多孔坩埚强化了发热元件与物料的传热，缩短了升温时间，另一方面，由于坩埚之间没有电阻料，减小了整炉的接触电阻，有效降低了电耗。因此，与坩埚式石墨化炉和箱板式石墨化炉相比，串接石墨化炉升温速度更快，通常18小时左右完成石墨化，且电耗更低。
物料在串接石墨化炉内完成高温石墨化处理后，需要冷却至出炉温度才能进行出炉作业。如果采用自然冷却，理论计算需要45天以上才能达到出炉要求，时间成本巨大。为了加快生产节奏，生产企业通常采用边出炉，边降温的策略，是利用抓斗抓取保温料，可以将出炉时间缩短至1周内，这个过程中会产生烟尘，导致出炉工况恶劣，对工人和设备而言都是超高温作业，现场环境恶劣，大量热量被浪费。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种串接石墨化炉及出炉方法，通过革新串接石墨化炉的出炉方法，彻底解决串接石墨化炉物料冷却时间长，出炉环境污染大和生产热量回收难等问题，实现串接石墨化炉的高效环保生产。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种串接石墨化炉，包括炉体，所述炉体底部开设有连通炉体内部及外部的排出口，还包括可移动的料箱，所述料箱内设有可升降的料箱移动底板，所述料箱移动底板上设有与排出口相配合的封料炭柱，石墨化生产时，料箱置于炉体底部，料箱移动底板上升至顶部时，封料炭柱置于排出口内，将排出口封堵；当料箱移动底板下降后，封料炭柱脱离排出口，使炉体内的保温料进入料箱内。通过在炉体底部设置排出口，采用封料炭柱对排出口进行封堵或排料，配合可移动的料箱，使炉体内反应完毕后的保温料转移至料箱内，解决串接石墨化炉物料冷却时间长，出炉环境污染大和生产热量回收难等问题。
进一步地，所述排出口包括竖直通孔和通孔槽口，通孔槽口位于竖直通孔底部，通孔槽口的长度和宽度大于竖直通孔，以便于更好的对排出口进行封堵。
进一步地，封料炭柱由炭柱竖直段和炭柱底座组成或由炭柱底座组成，炭柱底座的长、宽与通孔槽口相配合，炭柱竖直段的长、宽与竖直通孔相配合，使封料炭柱便于进出排出口，同时封料炭柱对排出口可以封堵。
进一步地，所述炭柱底座的长度和宽度为竖直通孔长度和宽度的1.1倍，使封料炭柱与排出口有效封堵。
进一步地，所述炉体内设有坩埚柱，所述封料炭柱设置于坩埚柱的两侧，使排料更加均匀，提高排料效率。
进一步地，所述料箱移动底板上设有用于固定封料炭柱的炭柱底座约束，封料炭柱与炭柱底座约束装卸相连，便于更换封料炭柱。
所述的串接石墨化炉的出炉方法，包括如下步骤：
S01：石墨化生产时，将料箱移动至炉体底部，使料箱与炉体对接；
S02：抬升料箱移动底板，使升料箱移动底板上的封料炭柱移动至排出口内，对排出口封堵；
S03：向炉体装入保温料；
S04：反应完毕后，下降料箱移动底板，使升料箱移动底板上的封料炭柱脱离排出口，保温料由排出口排出至料箱内。
本发明的有益效果是：本发明串接石墨化炉形式简单，易于实行，且高效环保。在传统串接石墨化炉内部设置贯穿炉体底部砌体竖直通孔的封料炭柱，同时在下部设置可运动料箱。在串接石墨化炉装炉前，将可运动料箱移动至石墨化炉底部，并将料箱移动底板移动至最上部，将排出口封堵，待石墨化升温完成后，封料炭柱随料箱移动底板向下运动，开始出炉作业，可以在短时间内完成保温料的出炉。由于可运动料箱与炉体之间对接，不会产生粉尘污染环境，此外，完成出料后，可运动料箱可以将热的保温料输送至待装炉室，实现余热的有效利用。
附图说明
图1是本发明的串接石墨化炉出炉俯视剖视图；
图2是本发明的串接石墨化炉出炉侧式剖视图；
图3是可运动的料箱侧视结构示意图；
图4是出料口处结构放大图；
图5为封料炭柱与炭柱底座约束连接示意图。
图中：1、炉体；1-1、竖直通孔；1-2、通孔槽口；2、炉头电极；3、坩埚柱；4、保温料；5、钢框架；6、封料炭柱；6-1、炭柱竖直段；6-2、炭柱底座；7、料箱；7-1、料箱壳体；7-2、料箱移动底板；7-3、炭柱底座约束。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1-2所示，一种串接石墨化炉，包括炉体1，炉体1内设有坩埚柱3，坩埚柱3与炉头电极2相连，炉体1通过钢框架5固定。所述炉体1底部开设有连通炉体内部及外部的排出口，如图4所示，所述排出口包括竖直通孔1-1和通孔槽口1-2，通孔槽口1-2位于竖直通孔1-1底部，通孔槽口1-2的长度和宽度大于竖直通孔1-1，以便于更好的对排出口进行封堵。所述炉体1内设有坩埚柱3，所述封料炭柱6设置于坩埚柱3的两侧，使排料更加均匀，提高排料效率。还包括可移动的料箱7，可移动的料箱7可以通过轨道及提升机构等进行移动。所述料箱7内设有可升降的料箱移动底板7-2，料箱移动底板7-2可采用现有的升降机构使料箱移动底板7-2在料箱7内上下移动。所述料箱移动底板7-2上设有与排出口相配合的封料炭柱6，石墨化生产时，料箱7置于炉体1底部，料箱移动底板7-2上升至顶部时，封料炭柱6置于排出口内，将排出口封堵；当料箱移动底板7-2下降后，封料炭柱6脱离排出口，使炉体1内的保温料4进入料箱7内。本发明通过在传统串接石墨化炉内部设置贯穿炉体底部砌体竖直通孔的封料炭柱，同时在下部设置可运动料箱。在串接石墨化炉装炉前，将可运动料箱移动至石墨化炉底部，并将料箱移动底板移动至最上部，将排出口封堵，待石墨化升温完成后，封料炭柱随料箱移动底板向下运动，开始出炉作业，可以在短时间内完成保温料的出炉。由于可运动料箱与炉体之间对接，不会产生粉尘污染环境，此外，完成出料后，可运动料箱可以将热的保温料输送至待装炉室，实现余热的有效利用。
如图5所示，为保证封料炭柱6的密封作用不失效，封料炭柱6由炭柱竖直段6-1和炭柱底座6-2组成或由炭柱底座6-2组成，只要能够对排出口进行封堵即可。炭柱底座6-2的长、宽与通孔槽口1-2相配合，炭柱竖直段6-1的长、宽与竖直通孔1-1相配合，使封料炭柱便于进出排出口，同时封料炭柱对排出口可以封堵。更具体地，所述炭柱竖直段6-1和炭柱底座6-2的长度和宽度应比竖直通孔1-1和通孔槽口1-2对应的长度和宽度至少小2mm，以保证封料炭柱6能够顺利提升，贯穿竖直通孔1-1和通孔槽口1-2。
更进一步地，所述炭柱底座6-2的长度和宽度为竖直通孔1-1长度和宽度的1.1倍，使封料炭柱与排出口有效封堵。炭柱底座6-2的最小高度不应低于通孔槽口1-2的高度，此时，所述封料炭柱6仅由炭柱底座6-2组成，炭柱底座6-2的最大高度不应高于可运动料箱7与炉底之间的高度，以保证顺利出料和横向运动。
石墨化生产时，坩埚柱3和四周覆盖的保温料4位于炉体1内部，可运动的料箱7在装炉前移动至炉体1正下方，保证封料炭柱6与炉体1底部竖直通孔1-1和通孔槽口1-2正对。在装炉初期，先将料箱移动底板7-2升至最高位置，由于炭柱底座6-2与料箱移动底板7-2通过炭柱底座约束7-3连接，封料炭柱6也会随料箱移动底板7-2升至最高位置，与炉体底部竖直通孔1-1和通孔槽口1-2贯通。然后开始坩埚柱3及保温料4的加装，待加装完成后，接通炉头电极2的电源开始送电升温作业至物料完成石墨化。
在物料实现石墨化后，将料箱移动底板7-2降至最低位置，同样地，封料炭柱6也会随料箱移动底板7-2降至最低位置，封料炭柱6与排出口脱离，此时，保温料4可以通过炉体底部竖直通孔1-1和通孔槽口1-2排出，流入可运动料箱7内部直至全部保温料4排完。
待保温料4外排完成，可运动料箱7通过轨道及提升机构移动至待装炉室，将保有余热资源的保温料4加入待装炉室，这样就可以实现余热资源的回用。同时，原炉室开展坩埚柱3的出炉作业。
如图5所示，所述料箱移动底板7-2上设有用于固定封料炭柱6的炭柱底座约束7-3，封料炭柱6与炭柱底座约束7-3装卸相连，便于更换封料炭柱。
所述的串接石墨化炉的出炉方法，包括如下步骤：
S01：石墨化生产时，将料箱7移动至炉体1底部，使料箱7与炉体1对接；
S02：抬升料箱移动底板7-2，使升料箱移动底板7-2上的封料炭柱6移动至排出口内，对排出口封堵；
S03：向炉体1装入保温料4；
S04：反应完毕后，下降料箱移动底板7-2，使升料箱移动底板7-2上的封料炭柱6脱离排出口，保温料4由排出口排出至料箱7内。
保温料排出后，由下一个带有封料炭柱6的料箱7对该炉体1底部的排料口进行封堵，该装有具有余热的保温料4的料箱7运送至待反应炉体1处，将具有余热的保温料4转移至待反应的炉体1内，对保温料4的余热进行再次利用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种串接石墨化炉，包括炉体（1），其特征在于：所述炉体（1）底部开设有连通炉体内部及外部的排出口，还包括可移动的料箱（7），所述料箱（7）内设有可升降的料箱移动底板（7-2），所述料箱移动底板（7-2）上设有与排出口相配合的封料炭柱（6），石墨化生产时，料箱（7）置于炉体（1）底部，料箱移动底板（7-2）上升至顶部时，封料炭柱（6）置于排出口内，将排出口封堵；当料箱移动底板（7-2）下降后，封料炭柱（6）脱离排出口，使炉体（1）内的保温料（4）进入料箱（7）内；所述排出口包括竖直通孔（1-1）和通孔槽口（1-2），通孔槽口（1-2）位于竖直通孔（1-1）底部，通孔槽口（1-2）的长度和宽度大于竖直通孔（1-1）；封料炭柱（6）由炭柱竖直段（6-1）和炭柱底座（6-2）组成或由炭柱底座（6-2）组成，炭柱底座（6-2）的长、宽与通孔槽口（1-2）相配合，炭柱竖直段（6-1）的长、宽与竖直通孔（1-1）相配合。
2.根据权利要求1所述的一种串接石墨化炉，其特征在于：所述炭柱底座（6-2）的长度和宽度为竖直通孔（1-1）长度和宽度的1.1倍。
3.根据权利要求1所述的一种串接石墨化炉，其特征在于：所述炉体（1）内设有坩埚柱（3），所述封料炭柱（6）设置于坩埚柱（3）的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种串接石墨化炉，其特征在于：所述料箱移动底板（7-2）上设有用于固定封料炭柱（6）的炭柱底座约束（7-3），封料炭柱（6）与炭柱底座约束（7-3）装卸相连。
5.采用如权利要求1-4任一所述的串接石墨化炉的出炉方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：石墨化生产时，将料箱（7）移动至炉体（1）底部，使料箱（7）与炉体（1）对接；
S02：抬升料箱移动底板（7-2），使升料箱移动底板（7-2）上的封料炭柱（6）移动至排出口内，对排出口封堵；
S03：向炉体（1）装入保温料（4）；
S04：反应完毕后，下降料箱移动底板（7-2），使升料箱移动底板（7-2）上的封料炭柱（6）脱离排出口，保温料（4）由排出口排出至料箱（7）内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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