CN208700580U - 连续生产间隔加热石墨化炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的是连续生产间隔加热石墨化炉。炉体上部设有炉盖，下部设有炉底，在上料管外侧设有上部冷却水管，在上料管的一侧连接有进料螺旋排料器，其上部通过上料球阀连接有上料储料斗，其上部设有上料斗。在炉体内腔内与下料管相接设有石墨坩埚，在外侧周围分别装有石墨棒加热体，其上两端分别通过汇流母线与导电电极连接。在炉体壁和炉盖与炉底上通过保温层的炉体上分别连接有测温器，抽真空管，上导电电极，泄压管，取样管和下导电电极。在石墨坩埚下部设有下料管，下料管外部设有下部冷却水套，通过下料球阀和出料管与出料螺旋排料器相连接。从上料管排出的废气经过尾气处理器排出。本实用新型能够实现不停炉生产。适宜作为石墨炉应用。
Description
技术领域
本实用新型提供的是窑炉领域使用的连续生产间隔加热石墨化炉。
背景技术
目前，石墨炉有艾奇逊石墨化炉、内热串接石墨化炉，主要用来生产人造石墨电极。即便有用这两种炉型生产锂离子电池负极材料，也都是用石墨坩埚装料，再置于石墨化炉内高温热处理。其效率低，成本高，生产繁琐。
还有一种卧式间歇生产的高温炉。这种炉型不是连续生产的，它的生产模式是装炉-升温-停炉-冷却-出炉。产量少，生产效率不高，设备利用率低。
一种利用石油焦煅烧石墨的组合煅烧炉（CN102633255B），具公开了如下内容：“在由干馏煅烧炉炉衬（1.1）和炉盖（1.2）构成的干馏煅烧炉（1）上部设有加料口（3），在加料口下部的炉腔内分布设有物料通道（1.3），在物料通道两侧设有煅烧火道（1.4）和溢出物通道（1.5），干馏煅烧炉的底部设有支撑座（1.6）；干馏煅烧炉的物料通道和溢出物通道与电极炉（2）的煅烧腔（2.2）相通，在煅烧腔外部设有电极炉炉衬（2.1），煅烧腔上部安装有上电极（2.3），下部安装有下电极（2.4），煅烧腔下部分别设置有主料排料口（2.5）和边料排料口（2.6），主料排料口和边料排料口分别与排料管（2.8）通过连接法兰（2.9）连接安装，在排料管外围设有冷却水套（2.7），电极炉的下部安装有电极炉支撑座（2.10）；所述干馏煅烧炉上设有供风口和排烟道,其中供风口与干馏煅烧炉的燃烧火道相通，排烟道与溢出物通道相通。”。
但是，该组合煅烧炉由于结构限制，虽然能实现连续生产，但炉芯温度低，仅能达到2300℃左右，石墨化程度不高。
发明内容
为了能够使石墨炉连续煅烧石墨，本实用新型提供了连续生产间隔加热石墨化炉。该石墨炉通过坩埚外电加热，解决石墨炉煅烧与连续生产的技术问题。
本实用新型解决技术问题所采用的方案是：
在圆形的炉体上部设有炉盖，下部设有炉底，构成炉腔，在上料管外侧设有上部冷却水管，在上料管的一侧连接有进料螺旋排料器，进料螺旋排料器上部通过上料球阀连接有上料储料斗，在上料储料斗的上部设有上料斗，构成上料装置；
在炉炉腔内与下料管相接设有石墨坩埚，在石墨坩埚外侧周围分别装有石墨棒加热体，石墨棒加热体上两端分别通过汇流母线与导电电极连接；
在炉体壁和炉盖与炉底上分别设有保温层；
通过保温层的炉体上分别连接有测温器，抽真空管，上导电电极，泄压管，取样管和下导电电极；
在石墨坩埚下部顺直设有下料管，在下料管外部设有下部冷却水套，下料管通过下料球阀和出料管与出料螺旋排料器相连接；
从上料管排出的废气经过尾气处理器排出，所述尾气处理器在壳体内装有风机和水泵，并设有脱硫、脱销设备和洗涤塔，尾气经过风机吹向壳体内的碱性水池内，进行碱洗，再将洗涤的烟气通过洗涤塔进行洗涤后从出口中排出，达到环保排气要求。
积极效果，由于本实用新型通过坩埚上入料，坩埚下出料，在坩埚外设置加热体，实现石墨煅烧连续化，从而能够实现不停炉生产，提高生产效率。适宜作为石墨煅烧炉应用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中，1.炉体，2.炉盖，3.炉底，4.上导电电极，5.测温器，6.抽真空管，7.取样管，8.泄压管，9.尾气处理器，10.上料管，11.上部冷却水管，12.下料管，13.下部冷却水套，14.石墨坩埚，15.石墨棒加热体，16.下导电电极，17.汇流母线，18.保温层，19.上料斗，20.上料球阀，21.上料储料斗，22.进料螺旋排料器，23.下料球阀，24.出料管，25.出料螺旋排料器。
具体实施方式
据图所示，在圆形的炉体1上部设有炉盖2，下部设有炉底3，构成炉腔，在上料管10外侧设有上部冷却水管11，在上料管的一侧连接有进料螺旋排料器22，进料螺旋排料器上部通过上料球阀20连接有上料储料斗21，在上料储料斗的上部设有上料斗19，构成上料装置；
在炉腔内与下料管相接设有石墨坩埚14，在石墨坩埚外侧周围分别装有石墨棒加热体15，石墨棒加热体上下两端分别通过汇流母线17与导电电极连接；
在炉体壁和炉盖与炉底上分别设有保温层18；
通过保温层的炉体上分别连接有测温器5，抽真空管6，上导电电极4，泄压管8，取样管7和下导电电极16；
在石墨坩埚下部顺直设有下料管12，在下料管外部设有下部冷却水套13，下料管通过下料球阀23和出料管24与出料螺旋排料器25相连接；
从上料管排出的废气经过风机和水泵冷却降温和除尘后从尾气处理器9排出。
所述石墨坩埚为管状结构，上端与上料管连接，下端通过球阀与下料管连接。
所述石墨棒加热体为棒状，分布在石墨坩埚外壁的周围，优选12根。
所述上导电电极和下导电电极为圆形或方形石墨质电极，通过汇流母线的卡子相互固定。
所述上导电电极和下导电电极与直流电源联接。
工作过程：
通过进料螺旋排料器将加工前的石墨原料加入到上料管中，充满石墨坩埚内腔，然后通过抽真空管对石墨坩埚外侧与炉体壁之间抽真空，并充满惰性气体。启动电源开关，使上下导电电极通电，从石墨坩埚外部向内部辐射和传导加热，使石墨原料受热升温，达到石墨化温度值，使石油焦原料生成高纯石墨，经过设定时间的煅烧，打开下料球阀，使成品石墨通过出料管和出料螺旋排料器将成品石墨排出，收集。
炉体壁上所连接的抽真空管用于炉体内抽真空，防止石墨棒加热体氧化燃烧。
炉体壁上所设置的测温器能够随时测取炉体内温度，检测温度值，使之处于设定状态。
炉体壁上连接的泄压管能够设定炉体内压力，防止爆炸，起到安全阀的作用。
炉体壁上所连接的取样管能够取出石墨坩埚内的石墨，进行纯度检测。
所述上部冷却水管用于冷却石墨化过程产生的尾气，所述下部冷却水套用于冷却成品石墨。
实施例：
石墨原料选择煅烧石油焦，在石墨坩埚内煅烧成高纯石墨。
特点：
本石墨炉从上部入料，利用石墨坩埚煅烧石墨，通过出料管排料，实现了石墨的连续生产，可以实现24小时不停炉，因此生产效率高，所生产的石墨质量均一，并且质量好，纯度高。
本石墨化炉炉芯温度可达2800℃左右。
背景文件提出的一种利用石油焦煅烧石墨的组合煅烧炉（CN102633255B），其中石墨化加热是通过石墨电极在石墨层中加热，存在的缺点是加热不均匀，所以所产出的石墨为外层和内层，外层为不合格产品，只能作次品石墨使用，因此生产效率低，该种煅烧炉直接连接烟气排出装置，过程复杂，控制困难，不能实现规范化和简约化，而且该种石墨煅烧炉温度低，仅能达到2300℃左右，经常需要维修，所以生产效率低下。
本申请所提出的石墨炉生产工艺顺畅，从上到下为通体结构，入料与排料顺畅，所以能够连续生产，而且增加了抽真空管，测温器，取样管，泄压管的设置，所以能够检测温度，抽真空，取样和卸压，保证了炉体的安全。
尤其加热用石墨棒加热体设置在石墨坩埚的外侧，与设置在炉体内侧加热方式截然不同，这是本申请的重要技术措施之一。
具体实例：
炉体内径2000mm，外径2150mm，高度3956mm。
石墨坩埚外径800mm，内径600mm，高度2500mm。
加热体由直径lOOmm长度2000mm的12根石墨棒加工而成。
单台炉产能估算：每天产量4～6t；每月产量120～180t；每年产量1440～2000t。
本石墨化炉所生产的石墨主要应用于连续生产高纯石墨化石油焦、锂离子电池负极材料、氟石墨及铝电解废碳质材料脱氟化物的环保处理。
Claims (6)
1.连续生产间隔加热石墨化炉，在圆形的炉体(1)上部设有炉盖(2)，下部设有炉底(3)，构成炉腔结构，在炉体壁和炉盖与炉底上分别设有保温层18；
其特征是：
在上料管(10)外侧设有上部冷却水管(11)，在上料管的一侧连接有进料螺旋排料器(22)，进料螺旋排料器上部通过上料球阀(20)连接有上料储料斗(21)，在上料储料斗的上部设有上料斗(19)，构成上料装置；
在炉腔内与下料管相接设有石墨坩埚(14)，在石墨坩埚外侧周围分别装有石墨棒加热体(15)，石墨棒加热体上两端分别通过汇流母线(17)与上导电电极(4)和下导电电极(16)连接；
通过保温层的炉体上分别连接有测温器(5)，抽真空管(6)，泄压管(8)，取样管(7)及上导电电极和下导电电极；
在石墨坩埚下部顺直设有下料管(12)，在下料管外部设有下部冷却水套(13)，下料管通过下料球阀(23)和出料管(24)与出料螺旋排料器(25)相连接。
2.根据权利要求1所述的连续生产间隔加热石墨化炉，其特征是：从上料管排出的废气经过风机和水泵冷却降温和除尘后从尾气处理器(9)排出。
3.根据权利要求1所述的连续生产间隔加热石墨化炉，其特征是：所述石墨坩埚为管状结构，上端与上料管连接，下端通过球阀与下料管连接。
4.根据权利要求1所述的连续生产间隔加热石墨化炉，其特征是：所述石墨棒加热体为棒状，分布安装在石墨坩埚外壁周围的保温层内腔内，优选12根。
5.根据权利要求1所述的连续生产间隔加热石墨化炉，其特征是：所述上导电电极和下导电电极为圆形或方形棒状石墨体，通过汇流母线的卡子相互固定连接。
6.根据权利要求1所述的连续生产间隔加热石墨化炉，其特征是：所述上导电电极和下导电电极与直流电源连接。
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| CN201821313113.7U CN208700580U (zh) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | 连续生产间隔加热石墨化炉 |
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| CN110371966A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-10-25 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种炭素原料连续石墨化炉构造及石墨化方法 |
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- 2018-08-15 CN CN201821313113.7U patent/CN208700580U/zh not_active Expired - Fee Related
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