CN206783321U - 一种超高温石墨化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种超高温石墨化炉，包括通过运料轨道依次连接的送料系统、一级预热炉、二级预热炉、炭化炉、石墨化炉、冷却炉以及收料系统；并在一级预热炉、二级预热炉、炭化炉、石墨化炉一级冷却炉中相邻两个炉之间设置保温密封系统，将相邻两个炉密封隔绝，用于分别对一级预热炉内、所述二级预热炉内、所述炭化炉内、所述石墨化炉内通入氮气或氩气。利用阶段性升降温，降低了石墨化过程中降温消耗的时间，而且利用进出料系统使得石墨化过程能连续进行，整个工艺实施过程无需频繁停炉以进行物料的冷却和取放，工艺流程连续高效，并使得整个碳化加工过程更加稳定可靠，产品规格适应性强，无需后续拼接等操作，大大提高了产品利用率和适用性。

Description

一种超高温石墨化炉

技术领域

本实用新型涉及一种超高温石墨化炉，属于高温加热装置。

背景技术

超高温石墨化炉广泛用于碳纤维、鳞片石墨、碳材料结构件(制品)、C/C复合材料制品、碳素材料和其他石墨材料的高温石墨化。目前在超高温石墨化过程中往往采用的是间歇式过程，效率低下，而且超高温炉升降温的范围大，耗时耗能。

实用新型内容

针对上述问题本实用新型将高温炉划分为不同的升温区间，缩短了升温范围，减小了大范围降温造成的时间的浪费，提高了石墨化效率。

为此，本实用新型提供一种超高温石墨化炉，包括通过运料轨道依次连接的送料系统、一级预热炉、二级预热炉、炭化炉、石墨化炉、冷却炉以及收料系统；并在所述一级预热炉、所述二级预热炉、所述炭化炉、所述石墨化炉、所述冷却炉中相邻两个炉之间设置保温密封系统，将相邻两炉密封隔绝；并分别用于对所述一级预热炉内、所述二级预热炉内、所述炭化炉内、所述石墨化炉内通入氮气或氩气。

优选地，一级预热炉、二级预热炉、炭化炉、石墨化炉、冷却炉各炉之间通过保温密封系统相互密封隔绝。

优选地，保温密封系统中用的隔热保温材料为陶瓷纤维材料、石墨碳毡、石墨箔及碳碳复合材料中任意一种。

优选地，一级预热炉、二级预热炉、炭化炉炉中通过注气通道、排气通 道通入N2进行保护。

优选地，石墨化炉、冷却炉炉中通过注气通道、排气通道通入Ar2进行保护。

优选地，石墨化可以通过送料系统、运料轨道、收料系统实现自动进料过程。

优选地，加热棒材料为钼丝或石墨棒

优选地，一级预热炉、二级预热炉、炭化炉的加热温度区间是室温-2300℃，石墨化炉加热温度区间是室温-3200℃。

本实用新型设计了进出料系统，实现进出料的快速进行。并且设计了运料轨道，无论是片材还是粉末都能实现进出料过程。

本实用新型在内壳体与外壳体之间设计了具有容纳冷却水的冷却水通道，能够实现对高温炉的快速降温过程。

本实用新型创新性的通过在炉内运输材料，避免了热量过多的损失，产生的能源的浪费。

本实用新型设计了氮气和氩气保护系统，提高了石墨化的效率和产品的质量。

本实用新型设计与超高温石墨化工艺相结合，通过实验设备实现送料、预热1、预热2、碳化、石墨化、冷却和收料工艺步骤，整个工艺实施过程无需频繁停炉以进行物料的冷却和取放，工艺流程连续高效，并使得整个碳化加工过程更加稳定可靠，且产品规格适应性强，无需后续拼接等操作，大大提高了产品利用率和适用性。

附图说明

附图1为本次实用新型的一个参考实例示意图。

附图1中，1-一级预热炉；2-保温密封系统；3-二级预热炉；4-炭化炉；5-石墨化炉；6-冷却炉；7-送料系统；8-运料轨道；9-炉体；10-石墨化样品；11-加热棒；12-水道；13-注气通道；14-排气通道；15-保温密封板；16-收料系统。

具体实施方式

本实用新型的核心是与石墨化工艺相结合而提供一种超高温石墨化设备，该超高温石墨化设备的超高温石墨化加工过程较为连续高效。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图来进一步详细说明具体实施方案。

本实用新型石墨化样品10由送料系统7送料系统，通过运料轨道8原料通道到达一级预热炉1，炉内设置加热棒11，一级预热炉1关闭保温密封系统2通入氮气保护，在一级预热炉1中加热由室温到达1200℃，之后打开保温密封系统2；进入二级预热炉3中加热由1200到1500℃；到炭化炉4碳化炉中加热保温由1500到1800℃实现碳化过程；之后进入石墨化炉5，温度由1800至2850℃，通入氦保护气，在超高温的环境下实现碳材料结构的变化，由sp3变为sp2过程，最后进入冷却炉6冷却炉冷却至室温；通过收料系统16收集石墨化产品。

保温密封系统中设置保温密封板15，一级预热炉包括炉体9，设置在炉体内的加热棒11。

本实用新型将加热过程分为几个阶段，使得各炉子不需要降温至室温，减小升降温区间。由于在超高温加热过程是十分缓慢的，通过缩短炉子的升降温区间，大大缩减了加热所消耗的时间。因此本设计具有很高的工作效率。

本实用新型中通过送料系统，当材料进入下一级炉子时，由上一级的炉子中的材料进行补充，能够保证各个炉子都能够得到不停的应用，使得能够连续工作。

本实用新型通过水道12水循环通道，可以快速将各高温炉降至特定的加热初始温度，可以根据材料性能，设计不同工艺，实现在不同加热温度区间的调整，和设计特定不同阶段的加热速率与保温时间。

本实用新型设计在各个炉体9上设计有注气通道13、排气通道14进出气口，通过外连接进出气系统，可以实现不同惰性气体保护的要求。

在一级预热炉1与二级预热炉3之间，和二级预热炉3与炭化炉4之间的保温密封系统2中的密封和保温材料选用的是特种钢材料；在炭化炉4与石墨化炉5，和石墨化炉5与冷却炉6之间的保温密封系统2中密封和保温材料需要承受3200℃的温度所以选用的是石墨材料。

Claims (4)

1.一种超高温石墨化炉，其特征在于：包括通过运料轨道(8)依次连接的送料系统(7)、一级预热炉(1)、二级预热炉(3)、炭化炉(4)、石墨化炉(5)、冷却炉(6)以及收料系统(16)；并在所述一级预热炉(1)、所述二级预热炉(3)、所述炭化炉(4)、所述石墨化炉(5)、所述冷却炉(6)中相邻两个炉之间设置保温密封系统，将相邻两炉密封隔绝；并分别用于对所述一级预热炉(1)内、所述二级预热炉(3)内、所述炭化炉(4)内、所述石墨化炉(5)内通入氮气或氩气。

2.根据权利要求1所述的超高温石墨化炉，其特征在于：所述保温密封系统(2)中用的隔热保温材料为陶瓷纤维材料、石墨碳毡、石墨箔及碳碳复合材料中任意一种。

3.根据权利要求1所述的超高温石墨化炉，其特征在于：所述一级预热炉、二级预热炉、炭化炉以及石墨化炉中的任一个炉上开设注气通道(13)和排气通道(14)，与该所述炉对应的所述保温密封系统通过所述注气通道(13)向该所述炉内通入所述氮气或氩气。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的超高温石墨化炉，其特征在于，所述一级预热炉内设有加热棒；所述加热棒为钼丝或石墨棒。