CN210683225U - 一种立式连续生产负极材料的石墨化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，包括炉壳，还包括正极导电体、负极导电体和变压器，所述炉壳上下两端均开设有连通孔，所述正极导电体和负极导电体分别贯穿炉壳上下两端的连通孔，其外端均连接至变压器，正极导电体和负极导电体的内端之间留有间隙；所述炉壳内由外至内依次设置有保温能力逐渐升高的第四保温层、第三保温层、第二保温层和第一保温层；炉壳在第一保温层、第二保温层和第三保温层的上下两端均设置有高温绝缘层；所述负极导电体外端设置有第五保温层，正极导电体与负极导电体的外端均设置有降温段。本实用新型可直接对材料加热，能够连续生产，同时便于烟气粉尘的收集处理。

Description

一种立式连续生产负极材料的石墨化炉

技术领域

本实用新型涉及石墨化炉设备领域，具体涉及一种立式连续生产负极材料的石墨化炉。

背景技术

目前，生产锂离子电池负极材料的高温热处理炉通常采用艾奇逊石墨化炉、内热串接石墨化炉。用石墨坩埚装料，再置于石墨化炉内高温热处理，而后再经冷却降温，将坩埚取出，如此一炉一炉的烧制只能间歇生产，在将烧制完成的负极材料从坩埚中取出时易破坏坩埚，也因间接加热，造成热能浪费，冷却时间长造成生产车间的闲置，多方面因素造成制造成本高，无法连续生产。

发明内容

本实用新型为解决负极材料不能连续生产、制造成本高的问题，提供一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，直接对材料加热，能够连续生产，同时便于烟气粉尘的收集处理。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，包括炉壳，还包括正极导电体、负极导电体和变压器，所述炉壳上下两端均开设有连通孔，所述正极导电体和负极导电体分别贯穿炉壳上下两端的连通孔，其外端均连接至变压器，正极导电体和负极导电体的内端之间留有间隙；炉壳对应上端连通孔处设置有料箱；

所述炉壳内由外至内依次设置有保温能力逐渐升高的第四保温层、第三保温层、第二保温层和第一保温层，所述第一保温层与正极导电体、负极导电体之间留有间隙形成物料的流通通道，第一保温层在对应正极导电体和负极导电体两端之间的间隙处向下形成缩径；

炉壳在第一保温层、第二保温层和第三保温层的上下两端均设置有高温绝缘层；

所述负极导电体外端设置有第五保温层，正极导电体与负极导电体的外端均设置有降温段。

进一步地，所述料箱包括密封盖和料仓，所述密封盖与炉壳的连通孔对应设置形成密封空间，密封盖的外圆端面上开设有多个物料通孔，密封盖在对应物料通孔处设置所述料仓。

进一步地，所述密封盖上开设有排烟口。

进一步地，所述第一保温层与第五保温层均为碳砖制成的层结构，所述第五保温层外设置有第一降温管路。

进一步地，所述第二保温层为碳质保温材料制成的层结构。

进一步地，所述第三保温层为高温轻质刚玉保温材料制成的层结构。

进一步地，所述第四保温层为轻质莫来石材料制成的层结构。

进一步地，所述负极导电体外端设置的降温段包括第二降温管路和与第二降温管路相对应的第三降温管路，所述第二降温管路设置于第五保温层下方，第二降温管路与第三降温管路之间设置有间隙形成排料通道。

进一步地，所述排料通道下方连通设置有刮料腔室，刮料腔室套设在负极导电体上，刮料腔室内设置有刮料组件，刮料腔室下端设置有排料管。

进一步地，所述刮料组件包括电机、转动设置在负极导电体外的旋转环及刮刀，所述电机固定设置在刮料腔室内，并传动连接旋转环，所述旋转环下端固定连接有多个刮刀，所述刮刀的刀刃部分朝向负极导电体。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的炉壳上下两端穿设正极导电体和负极导电体，形成立式成产模式，通过在上端的料箱持续进物料，经正极导电体与负极导电体的加热成负极材料，从下端排出，便可实现连续生产；炉壳的内部由外至内依次设置有保温能力逐渐升高的第四保温层、第三保温层、第二保温层和第一保温层，以正负极导电体为中心，由远及近地设置保温能力逐渐升高的保温层，形成不同的保温层保温效果好，同时又降低了砌筑成本；炉壳上端的料箱上开设有排烟口，炉内生产时产生的烟气可直接从排烟口排出，便于收集处理；第五保温层外设置有第一降温管路，负极导电体外设置有降温段，对负极导电体外部及加工后的呈高温状态的负极材料进行降温，以降低作业状态下工作人员烫伤的危险性，同时也便于负极材料的收集。

附图说明

图1是本实用新型一种立式连续生产负极材料的石墨化炉的结构示意图；

图2是本实用新型一种立式连续生产负极材料的石墨化炉的俯视结构示意图。

附图中标号为：1为炉壳，2为正极导电体，3为负极导电体，4为料箱，401为密封盖，402为料仓，5为变压器，6为第一保温层，7为第二保温层，8为第三保温层，9为第四保温层，10为第五保温层，11为第一降温管路，12为第二降温管路，13为刮料腔室，14为刮料组件，1401为刮刀，15为第三降温管路，16为高温绝缘层，17为排烟口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“横向”“竖向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1～图2所示，一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，包括炉壳1、正极导电体2、负极导电体3和变压器5，具体的。炉壳1为采用铁质材料制成的壳体结构，所述炉壳1上下两端均开设有连通孔，具体的，连通孔位于炉壳1端面的中部，所述正极导电体2和负极导电体3分别贯穿炉壳1上下两端的连通孔，其外端均连接至变压器5，正极导电体2和负极导电体3的内端之间留有间隙；炉壳1对应上端连通孔处设置有料箱4。

正极导电体2和负极导电体3竖向设置，通过由上进料、下排料形成持续性的作业状态。同时为了增加保温效果，避免热量散失率大，作业环境温度高，所述炉壳1内由外至内依次设置保温能力逐渐升高的第四保温层9、第三保温层8、第二保温层7和第一保温层6，所述第一保温层6与正极导电体2、负极导电体3之间留有间隙形成物料的流通通道，第一保温层6在对应正极导电体2和负极导电体3两端之间的间隙处向下形成缩径，以便物料在此处降低下落速度，使正负电极导体对物料进行加热石墨化处理；炉壳1在第一保温层6、第二保温层7和第三保温层8的上下两端均设置有高温绝缘层16，具体的，所述高温绝缘层16采用镁砖铺设形成，以增加本实用新型的安全性。所述负极导电体3外端设置有第五保温层10，所述第五保温层10外环设有第一降温管路11，具体的，第一降温管路11连通至供水系统，以形成流动的冷水，利用热交换对负极导电体3外端进行降温，以降低负极导电体3外部温度，降低作业人员烫伤的危险性；同时，正极导电体2与负极导电体3的外端均设置有降温段。

所述料箱4包括密封盖401和料仓402，所述密封盖401与炉壳1的连通孔对应设置形成密封空间，密封盖401的外圆端面上开设有多个物料通孔，密封盖401在对应物料通孔处设置所述料仓402，通过料仓402。所述密封盖401上开设有排烟口。在加工过程中，产生的烟气从上部的排烟口排出炉体外，便于收集处理，避免环境污染。

所述第一保温层6与第五保温层10均为碳砖制成的层结构，本实施例中，第一保温层6内的物料加热温度达到3000℃左右、第一保温层6外的温度达到2460℃，在第一保温层6的缩径位置处的碳砖，在正负极导电体通电后，会产生微量的导电效应，导电产热辅助正负极导电体对缩径处的物料加热。所述第二保温层7为碳质保温材料制成的层结构，采用密度小疏松多孔的碳质保温材料，在保温的同时也可以达到一定绝缘的效果。所述第三保温层8为高温轻质刚玉保温材料制成的层结构。所述第四保温层9为轻质莫来石材料制成的层结构，第四保温层9内的温度为1400℃左右，而第四保温层9外部温度低于100℃以下。以正负极导电体为中心，由远及近地设置保温能力逐渐升高的保温层，形成不同的保温层保温效果好，同时又降低了砌筑成本。

具体的，所述正极导电体2外端的降温段为第四降温管路，环绕设置在正极导电体2的外端、与料仓402的位置相对应。所述负极导电体3外端设置的降温段包括第二降温管路12和与第二降温管路12相对应的第三降温管路15，所述第二降温管路12设置于第五保温层10下方，第二降温管路12与第三降温管路15之间设置有间隙形成排料通道。负极导电体3外端的降温段对负极导电体外部及加工后的呈高温状态的负极材料进行降温，以降低作业状态下工作人员烫伤的危险性，同时也便于负极材料的收集。

所述排料通道下方连通设置有刮料腔室13，刮料腔室13套设在负极导电体3上，刮料腔室13内设置有刮料组件，刮料腔室13下端设置有排料管。所述刮料组件14包括电机、转动设置在负极导电体3外的旋转环及刮刀1401，所述电机固定设置在刮料腔室13内，并传动连接旋转环，所述旋转环下端固定连接有多个刮刀1401，所述刮刀1401的刀刃部分朝向负极导电体3，具体的，旋转环为轴承，通过电机带动轴承转动，从而带动刮刀1401将负极材料从负极导电体3上刮下，从排料管排出以进入下一工序进行处理。

在使用本炉前，对原料进行初级处理，即压制成球后烘干在从料仓402进料，或直接使用粉状原料，可持续投入物料，物料在进入第一保温层6与导电体之间形成的物料的流通通道后，在第一保温层6的缩径位置处速度降低，在正、负极导电体的作用下加热形成负极材料，并下落，经负极导电体3外端设置的降温段降温，而后在刮料组件14的作用下持续将物料刮下，通过排料管排出。在本炉体使用的初始时段，由于流通通道没有物料的阻碍，物料下降速度快而未经处理就排出炉体外，此物料从排料管处收集后可再利用重新投炉。

此外，本石墨化炉还可以应用于石油焦或者煤的石墨化处理。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，包括炉壳（1），其特征在于，还包括正极导电体（2）、负极导电体（3）和变压器（5），所述炉壳（1）上下两端均开设有连通孔，所述正极导电体（2）和负极导电体（3）分别贯穿炉壳（1）上下两端的连通孔，其外端均连接至变压器（5），正极导电体（2）和负极导电体（3）的内端之间留有间隙；炉壳（1）对应上端连通孔处设置有料箱（4）；

所述炉壳（1）内由外至内依次设置有保温能力逐渐升高的第四保温层（9）、第三保温层（8）、第二保温层（7）和第一保温层（6），所述第一保温层（6）与正极导电体（2）、负极导电体（3）之间留有间隙形成物料的流通通道，第一保温层（6）在对应正极导电体（2）和负极导电体（3）两端之间的间隙处向下形成缩径；

炉壳（1）在第一保温层（6）、第二保温层（7）和第三保温层（8）的上下两端均设置有高温绝缘层（16）；

所述负极导电体（3）外端设置有第五保温层（10），正极导电体（2）与负极导电体（3）的外端均设置有降温段。

2.根据权利要求1所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述料箱（4）包括密封盖（401）和料仓（402），所述密封盖（401）与炉壳（1）的连通孔对应设置形成密封空间，密封盖（401）的外圆端面上开设有多个物料通孔，密封盖（401）在对应物料通孔处设置所述料仓（402）。

3.根据权利要求2所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述密封盖（401）上开设有排烟口（17）。

4.根据权利要求1所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述第一保温层（6）与第五保温层（10）均为碳砖制成的层结构，所述第五保温层（10）外设置有第一降温管路（11）。

5.根据权利要求4所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述第二保温层（7）为碳质保温材料制成的层结构。

6.根据权利要求5所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述第三保温层（8）为高温轻质刚玉保温材料制成的层结构。

7.根据权利要求6所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述第四保温层（9）为轻质莫来石材料制成的层结构。

8.根据权利要求1所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述负极导电体（3）外端设置的降温段包括第二降温管路（12）和与第二降温管路（12）相对应的第三降温管路（15），所述第二降温管路（12）设置于第五保温层（10）下方，第二降温管路（12）与第三降温管路（15）之间设置有间隙形成排料通道。

9.根据权利要求8所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述排料通道下方连通设置有刮料腔室（13），刮料腔室（13）套设在负极导电体（3）上，刮料腔室（13）内设置有刮料组件，刮料腔室（13）下端设置有排料管。

10.根据权利要求9所述的一种立式连续生产负极材料的石墨化炉，其特征在于，所述刮料组件（14）包括电机、转动设置在负极导电体（3）外的旋转环及刮刀（1401），所述电机固定设置在刮料腔室（13）内，并传动连接旋转环，所述旋转环下端固定连接有多个刮刀（1401），所述刮刀（1401）的刀刃部分朝向负极导电体（3）。

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