CN213984521U - 一种石墨提纯用推板炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石墨提纯技术领域，具体公开了一种石墨提纯用推板炉，包括炉体，炉体包括高温段；高温段包括发热体，由石墨材料制成且其内设有用于流通物料的流通腔室；感应线圈，包绕在发热体外，感应线圈通电时产生的交变电流能够使发热体发热。本实用新型通过感应线圈通电产生交变电流，交变电流形成的磁场使石墨制成的发热体内产生涡流发热，继而为处于流通腔室内的物料提供一个热环境。感应加热的方式具有升温速度快、热效率高、氧化烧损较低、无污染及无明火等优点，采用感应加热时发热体的热均匀性较好，物料内外温差极小，温控精度高。通过对感应加热的电流大小进行控制能够实现对流通腔室温度的精确控制，提高产品质量和合格率。

Description

一种石墨提纯用推板炉

技术领域

本实用新型涉及石墨提纯技术领域，尤其涉及一种石墨提纯用推板炉。

背景技术

石墨高温提纯法是利用石墨可耐3000℃以上的极高温度的特点，将石墨在氩气的保护下，使杂质在高温下发生气化，从而除去大部分杂质，达到石墨提纯的目的。

传统的用于石墨提纯的加热炉通常采用电极加热方式，加热原理是：在耐火材料构筑的长形炉体内，装入炭的坯料和颗粒料，组成导电的炉芯，在炉芯的四周是绝热保温料。作为炉头的两上端墙上设置有导电电极，并与电源相连接，构成通电的回路。当电路接通，炉芯由于电阻的作用即发热升温，使炭的坯料在3000℃的温度左右，经高温达到石墨化处理。

采用上述加热方式存在以下技术问题：加热速度慢，效率低；因此，亟需一种石墨提纯用推板炉，能够提高加热效率，减小加热炉的体积。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种石墨提纯用推板炉，能够解决现有加热炉存在的加热速度慢、效率低、能耗高的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种石墨提纯用推板炉，其包括炉体，所述炉体包括高温段，所述高温段包括：

发热体，由石墨材料制成且其内设有用于流通物料的流通腔室；

感应线圈，包绕在所述发热体外，所述感应线圈通电时产生的交变电流能够使所述发热体发热。

进一步地，所述感应线圈由金属管绕制而成，所述感应线圈包裹在浇注料内，所述浇注料与所述感应线圈形成一体结构的浇注层。

进一步地，所述发热体和所述浇注层之间设有保温层，所述保温层由石墨毡制成。

进一步地，所述浇注层外设有用于支撑所述浇注层的外壳，所述外壳和所述浇注层之间形成保护腔，所述保护腔内填充有保护气体。

进一步地，所述高温段上设有至少三个与所述流通腔室连通的排气管，至少三个所述排气管沿所述高温段的轴向依次布设；每个所述排气管均上设有控制所述排气管连通或断开的排气阀。

进一步地，所述外壳为金属外壳。

进一步地，所述外壳包括内层壳体和与所述内层壳体形成隔温腔的外层壳体，所述隔温腔内填充有水。

进一步地，所述高温段由多个拼接段通过法兰拼接而成，每个所述拼接段的所述浇注层和所述外壳通过四个周向布设的连接组件连接。

进一步地，所述流通腔室内设有用于支撑物料的炉板，所述炉板通过支撑组件连接于所述外壳。

进一步地，所述炉板上设有用于放置物料的匣钵。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过感应线圈通电产生交变电流，交变电流形成的磁场使石墨材料制成的发热体内产生涡流发热，继而为处于流通腔室内的物料提供一个热环境。采用感应加热能够实现氧化脱炭少，节省材料与成本：而且感应加热的方式具有升温速度快、热效率高、氧化烧损较低、无污染及无明火等优点，相比采用传统的艾奇逊炉每吨产品能耗至少减少30％；采用感应加热时发热体的热均匀性较好，物料内外温差极小，温控精度高，通过对感应加热的电流大小进行控制能够实现对流通腔室温度的精确控制，提高产品质量和合格率。

附图说明

图1是本实用新型所述石墨提纯用推板炉的结构示意图；

图2是本实用新型所述石墨提纯用推板炉的第一径向截面示意图；

图3是本实用新型所述石墨提纯用推板炉的第二径向截面示意图；

图4是图3中II处的局部放大示意图；

图5是本实用新型所述排气管与所述炉体的位置示意图；

图6是本实用新型所述流通腔室的内部结构示意图。

图中：

1、炉体；10、保护腔；11、升温段；12、高温段；13、降温段；14、炉板；

21、发热体；211、流通腔室；22、感应线圈；32、浇注料；

4、保温层；51、内层壳体；52、外层壳体；53、隔温腔；61、进水管路；62、排气管；63、隔温层；

71、连接组件；72、支撑组件；731、限位柱；732、限位块；733、石墨板；8、匣钵；

91、置换室；92、回车线。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种石墨提纯用推板炉，包括炉体1，炉体1包括高温段12；高温段12包括发热体21和感应线圈22，发热体21由非金属材料制成且其内设有用于流通物料的流通腔室211，感应线圈22包绕在发热体21外，其两端引出炉体1外连接有电源，电源给感应线圈22供电，感应线圈22内产生交变电流，交变电流形成的磁场使非金属材料制成的发热体21内产生涡流而发热，继而为处于流通腔室211内的物料提供一个热环境。

采用感应加热能够实现氧化脱炭少，节省材料与成本：而且感应加热的方式具有升温速度快、热效率高、氧化烧损较低、无污染及无明火等优点，相比采用传统的艾奇逊炉每吨产品能耗至少减少30％；采用感应加热时发热体21的热均匀性较好，物料内外温差极小，温控精度高，通过对感应加热的电流大小进行控制能够实现对流通腔室211温度的精确控制，提高产品质量和合格率。

优选地，上述发热体21为环形结构，进一步使整个流通腔室211内的温度比较均匀，不存在加热死角。

如图2和图3所示，感应线圈22由金属管绕制而成，感应线圈22包裹在浇注料32内，优选地，上述金属管为铜管。浇注料32与感应线圈22形成一体结构的浇注层。向金属管内通水能够避免感应线圈22温度太高而烧毁。

进一步地，发热体21和浇注层之间设有保温层4。优选地，上述保温层4设有两层，能够减少发热体21产生的热量向外扩散的程度，提高发热体21产生的热量利用率，继而提高加热效率。其中两层保温层4所采用的材料不同。

本实施例中，如图3和图4所示，浇注层外设有用于支撑浇注层的外壳，外壳和浇注层之间形成保护腔10，保护腔10内填充有保护气体，本实施例中保护腔10内填充的保护气体为氩气。通过保护气体能够避免保护腔10内的空气通过浇注层、保温层4扩散到流通腔室211内，继而与发热体21发生反应，影响发热体21的寿命。

上述外壳为金属外壳，优选地，上述金属外壳为钢制外壳；能够起到隔磁的作用，防止感应线圈22产生的磁场外散而对人体造成危害。具体地，上述金属外壳包括内层壳体51和与内层壳体51形成隔温腔53的外层壳体52，隔温腔53内填充有水；隔温腔53内填充的水具有冷却作用，能够防止外壳温度过高而损伤其他结构件或烫伤用户。

如图5所示，进水管路61设有至少两个，出水管路也设置有至少两个，每个进水管路61、出水管路均与隔温腔53、金属管连通，每个进水管路61和出水管路上均设有开关阀，每次只有一个进水管路61上的开关阀和一个出水管路上的开关阀处于打开状态，其他开关阀均处于关闭状态。

隔温腔53和金属管内均设有温度传感器和压力传感器(图中未示出)，上述温度传感器和压力传感器均连接于推板炉的控制器，在隔温腔53或金属管内的压力大于预设压力时，说明隔温腔53或金属管内的水压过大，此时开关阀处于打开状态的进水管路61和出水管路均有可能存在堵塞问题，此时更换进水管路61和出水管路，并更改相应的开关阀工作状态，同时提醒用户哪条进水管路61或出水管路上可能存在堵塞问题。本实施例中的控制器为带有显示屏的工控机，能够将有可能存在堵塞问题的进水管路61和出水管路通过显示屏显示出来。

如图2和图5所示，高温段12上设有至少三个与流通腔室211连通的排气管62，至少三个排气管62沿高温段12的轴向依次布设；每个排气管62上均设有控制排气管62连通或断开的排气阀。本实施例中，上述排气管62设有三个，上述排气阀均为电磁阀且连接于控制器，通过控制器控制电磁阀的开关。每隔第一预设时间将其中一个排气阀的打开第二预设时间，第二预设时间小于第一预设时间，同时其他两个排气阀处于关闭状态。三个排气阀轮流打开，避免采用一个排气阀进行排气时，物料预冷凝固并排气管62内使得排气管62堵塞。通过轮流打开排气阀的方式能够实现不停炉的情况下更换排气管62。

每个排气管62外壁均包覆有隔温层63，能够防止流通腔室211内的热量通过排气管62流失，而且能够避免排气管62温度过高而烫伤用户。

如图3和图6所示，上述高温段12高温段由多个拼接段通过法兰拼接而成，每个拼接段的浇注层和外壳通过四个周向布设的连接组件71连接。本实施例中，四个连接组件71沿外壳周向均匀分布。具体的，上述连接组件71均为连接杆、螺栓和螺母结构，在此不再详细赘叙。

流通腔室211内设有用于支撑物料的炉板14，炉板14通过支撑组件72连接于外壳。支撑组件72的一端连接于内层壳体51内壁，另一端依次穿过浇注层、保温层4及发热体21并伸入流通腔室211内支撑炉板14。炉板14底部设有紧贴发热体21内壁设置的石墨板733，石墨板733上设有穿设孔，支撑组件72伸入流通腔室211内的一端连接有限位柱731，限位柱731的外径大于穿设孔的直径，使得限位柱731夹设于石墨板733和炉板14之间；而且发热体21内壁设有限位块732，限位块732的一端连接于发热体21内壁，另一端位于炉板14上方并抵压于炉板14的上端面，继而将炉板14夹紧在限位块732和限位柱731之间。

通过设置上述支撑组件72，提高了推板炉的稳定性，能够防止推板炉连续运行过程中会发生轨道水平面变形，有效解决了高温段12轨道变形的问题，确保窑炉能安全的连续生产。

本实施例中，上述支撑组件72设有两个，相应的限位柱731也设有两个，限位块732也设有两个，两个限位块732、两个限位柱731关于上述推板炉的竖直轴向截面对称设置。通过上述设置提高了炉板14的稳定性，继而保证了置于炉板14上的物料的稳定性。对于支撑组件72的其他结构，在此不再做具体限定，只要能够实现支撑作用即可。

炉板14上放置有匣钵8，用于放置待提纯的石墨。炉板14上的设有凹槽，匣钵8置于凹槽内，且匣钵8的外壁与凹槽的侧壁接触设置，提高了匣钵8的稳定性。

本实施例上述炉体1还包括升温段11和降温段13，高温段12设于升温段11和降温段13之间，升温段11、高温段12及降温段13依次拼接形成上述炉体1，而且升温段11和高温段12之间、高温段12和降温段13之间均采用密封连接，防止漏气；其中降温段13也设有保护腔10，保护腔10内的水主要起降温作用。

上述推杆炉还包括置换室91、回车线92，置换室91、回车线92与炉体1形成一个完成的装货、卸货循环，能够实现自动化连续式生产，上述置换室91和回车线92的结构均为现有技术，在此不再详细赘叙。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石墨提纯用推板炉，其包括炉体(1)，所述炉体(1)包括高温段(12)；其特征在于，所述高温段(12)包括：

发热体(21)，由石墨材料制成且其内设有用于流通物料的流通腔室(211)；

感应线圈(22)，包绕在所述发热体(21)外，所述感应线圈(22)通电时产生的交变电流能够使所述发热体(21)发热；

所述感应线圈(22)由金属管绕制而成，所述感应线圈(22)包裹在浇注料(32)内，所述浇注料(32)与所述感应线圈(22)形成一体结构的浇注层。

2.根据权利要求1所述的石墨提纯用推板炉，其特征在于，所述发热体(21)和所述浇注层之间设有保温层(4)，所述保温层(4)由石墨毡制成。

3.根据权利要求1所述的石墨提纯用推板炉，其特征在于，所述浇注层外设有用于支撑所述浇注层的外壳，所述外壳和所述浇注层之间形成保护腔(10)，所述保护腔(10)内填充有保护气体。

4.根据权利要求3所述的石墨提纯用推板炉，其特征在于，所述高温段(12)上设有至少三个与所述流通腔室(211)连通的排气管(62)，至少三个所述排气管(62)沿所述高温段(12)的轴向依次布设；每个所述排气管(62)上均设有控制所述排气管(62)连通或断开的排气阀。

5.根据权利要求3所述的石墨提纯用推板炉，其特征在于，所述外壳为金属外壳。

6.根据权利要求3所述的石墨提纯用推板炉，其特征在于，所述外壳包括内层壳体(51)和与所述内层壳体(51)形成隔温腔(53)的外层壳体(52)，所述隔温腔(53)内填充有水。

7.根据权利要求3所述的石墨提纯用推板炉，其特征在于，所述高温段(12)由多个拼接段通过法兰拼接而成，每个所述拼接段的所述浇注层和所述外壳通过四个周向布设的连接组件(71)连接。

8.根据权利要求3所述的石墨提纯用推板炉，其特征在于，所述流通腔室(211)内设有用于支撑物料的炉板(14)，所述炉板(14)通过支撑组件(72)连接于所述外壳。

9.根据权利要求8所述的石墨提纯用推板炉，其特征在于，所述炉板(14)上设有用于放置物料的匣钵(8)。

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