CN220871441U - 一种具有安全加热系统的石墨化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有安全加热系统的石墨化炉，石墨化炉包括炉体，炉体内设有中空结构的炉芯，炉芯自炉体的一端横向延伸至另一端，炉芯的两端分别具有与炉体的外部连通的开口，炉芯内用于通入待石墨化的碳素材料，炉芯的材质为石墨；石墨化炉还包括电加热装置，电加热装置包括正极电连接组件和负极电连接组件，正极电连接组件的一端用于与电源正极电连接，正极电连接组件的另一端与炉芯的一端电连接；负极电连接组件的一端用于与电源负极电连接，负极电连接组件的另一端与炉芯的另一端电连接。本实用新型中的石墨化炉能够对待石墨化的碳素材料均匀加热，提高产物的均一性；方便工人控制电加热装置的工作状态，提高石墨化作业的安全可靠性。

Description

一种具有安全加热系统的石墨化炉

技术领域

本实用新型涉及一种石墨化设备，特别涉及一种具有安全加热系统的石墨化炉。

背景技术

随着锂离子电池在电动汽车和储能领域的广泛应用，锂电行业持续高速发展，对负极材料的石墨化提出更高的要求。在锂离子电池用的碳负极材料的工业生产中，常见的碳质材料需要在2500℃以上才能进行石墨化转变，并在高温下将非碳的渣滓全部气化除去，生产出结晶度良好杂质含量非常低的人造石墨，业内通常称之为石墨化处理，与之对应的设备称为石墨化炉。在对负极材料进行石墨化处理的过程中，需要通过加热装置对负极材料进行加热以实现石墨化，以得到石墨化产物。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中对待石墨化的碳素材料进行加热的需求，提供一种新的具有安全加热系统的石墨化炉。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供了一种具有安全加热系统的石墨化炉，所述石墨化炉包括炉体，所述炉体内设有中空结构的炉芯，所述炉芯自所述炉体的一端横向延伸至另一端，所述炉芯的两端分别具有与所述炉体的外部连通的开口，所述炉芯内用于通入待石墨化的碳素材料，所述炉芯的材质为石墨；

所述石墨化炉还包括电加热装置，所述电加热装置包括正极电连接组件和负极电连接组件，所述正极电连接组件的一端用于与电源正极电连接，所述正极电连接组件的另一端与所述炉芯的一端电连接；所述负极电连接组件的一端用于与电源负极电连接，所述负极电连接组件的另一端与所述炉芯的另一端电连接。

在本方案中，采用上述结构形式，第一方面，炉芯对位于其内部的待石墨化的碳素材料进行加热，即加热的温度场均匀位于待石墨化的碳素材料的外周侧，能够对炉芯内部的待石墨化的碳素材料均匀加热，进而提高石墨化产物的均一性，减少石墨化产物的品质差异，提高产品的品质。第二方面，炉芯由石墨围合而成，石墨具有优良的导热性能，由石墨作为中间物对待石墨化的碳素材料进行加热，有效降低热传导过程中损失的能量，进而有效降低成本。除此之外，炉芯的材质采用石墨，也避免炉芯采用其他材料导致石墨化产物被污染。第三方面，正极电连接组件和负极电连接组件分别与电源正极、电源负极通电后，电源正极、正极电连接组件、炉芯、负极电连接组件和电源负极之间形成闭合回路，以实现对炉芯的通电加热，方便工作人员控制电加热装置的工作状态，进而提高石墨化作业的安全可靠性。

较佳地，所述正极电连接组件包括依次连接的正极铝排、第一电极软连接铜排和电极正极件，所述电源正极电连接于所述正极铝排，所述电极正极件电连接于所述炉芯。

在本方案中，采用上述结构形式，电源正极、正极铝排、第一电极软连接铜排、电极正极件和炉芯依次电连接，利用铝和铜优良的导电性，有效提高了正极电连接组件电连接的安全可靠性。

较佳地，所述正极铝排设于所述炉体的下方，两组所述第一电极软连接铜排分别自所述正极铝排的两端端部向上延伸，每组所述第一电极软连接铜排的另一端连接于位于所述炉芯两侧的所述电极正极件，所述电极正极件伸入所述炉体并与所述炉芯电连接。

在本方案中，采用上述结构形式，相互连接的正极铝排、第一电极软连接铜排和电极正极件围合成框架结构，并挂接在炉体上，提高了正极电连接组件的安装稳定性。另外，电极正极件对炉芯两侧进行供电，提高了炉芯通电加热的均匀性。

较佳地，所述电极正极件上设有第一液冷夹套，所述第一液冷夹套用于连通循环冷却液；

和/或，所述正极铝排和所述第一电极软连接铜排之间通过第一连接件连接，所述第一电极软连接铜排和所述电极正极件之间通过第二连接件连接。

在本方案中，采用上述结构形式，通过第一液冷夹套对电极正极件进行冷却，减少或避免出现电极正极件长时间在高温环境下变形、软化等损坏情况，有效提高了电极正极件的使用寿命。通过第一连接件对正极铝排和第一电极软连接铜排进行夹紧、固定，通过第二连接件对第一电极软连接铜排和电极正极件进行夹紧、固定，正极铝排、第一电极软连接铜排和电极正极件之间的固定效果好，进而提高了正极电连接组件内部零部件之间的连接稳定性。

较佳地，每组所述第一电极软连接铜排包括两列所述第一电极软连接铜排，每列所述第一电极软连接铜排的一端连接于所述正极铝排，每列所述第一电极软连接铜排的另一端分别连接于所述电极正极件的两侧。

在本方案中，采用上述结构形式，两列第一电极软连接铜排分别连接于电极正极件的两侧，提高电连接的稳定性。

较佳地，所述负极电连接组件包括负极铝排、第二电极软连接铜排和电极负极件，所述电源负极电连接于所述负极铝排，所述电极负极件电连接于所述炉芯。

在本方案中，采用上述结构形式，电源负极、负极铝排、第二电极软连接铜排、电极负极件和炉芯依次电连接，利用铝和铜优良的导电性，有效提高了负极电连接组件电连接的安全可靠性。

较佳地，所述负极铝排设于所述炉体的下方，两组所述第二电极软连接铜排分别自所述负极铝排的两端端部向上延伸，每组所述第二电极软连接铜排的另一端连接于位于所述炉芯两侧的所述电极负极件，所述电极负极件伸入所述炉体并与所述炉芯电连接。

在本方案中，采用上述结构形式，相互连接的负极铝排、第二电极软连接铜排和电极负极件围合成框架结构，并挂接在炉体上，提高了负极电连接组件的安装稳定性。

较佳地，所述电极负极件上设有第二液冷夹套，所述第二液冷夹套用于连通循环冷却液。

在本方案中，采用上述结构形式，通过第二液冷夹套对电极负极件进行冷却，减少或避免出现电极负极件长时间在高温环境下变形、软化等损坏情况，有效提高了电极负极件的使用寿命。

较佳地，所述负极铝排和所述第二电极软连接铜排之间通过第三连接件连接，所述第二电极软连接铜排和所述电极负极件之间通过第四连接件连接。

在本方案中，采用上述结构形式，通过第三连接件对负极铝排和第二电极软连接铜排进行夹紧、固定，通过第四连接件对第二电极软连接铜排和电极负极件进行夹紧、固定，负极铝排、第二电极软连接铜排和电极负极件之间的固定效果好，进而提高了负极电连接组件内部零部件之间的连接稳定性。

较佳地，每组所述第二电极软连接铜排包括两列所述第二电极软连接铜排，每列所述第二电极软连接铜排的一端连接于所述负极铝排，每列所述第二电极软连接铜排的另一端分别连接于所述电极负极件的两侧。

在本方案中，采用上述结构形式，两列第二电极软连接铜排分别连接于电极负极件的两侧，提高电连接的稳定性。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型中的石墨化炉的炉芯对位于其内部的待石墨化的碳素材料进行加热，即加热的温度场均匀位于待石墨化的碳素材料的外周侧，能够对炉芯内部的待石墨化的碳素材料均匀加热，进而提高石墨化产物的均一性，减少石墨化产物的品质差异，提高产品的品质。炉芯由石墨围合而成，石墨具有优良的导热性能，由石墨作为中间物对待石墨化的碳素材料进行加热，有效降低热传导过程中损失的能量，进而有效降低成本。除此之外，炉芯的材质采用石墨，也避免炉芯采用其他材料导致石墨化产物被污染。并且，正极电连接组件和负极电连接组件分别与电源正极、电源负极通电后，电源正极、正极电连接组件、炉芯、负极电连接组件和电源负极之间形成闭合回路，以实现对炉芯的通电加热，方便工作人员控制电加热装置的工作状态，进而提高石墨化作业的安全可靠性。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的石墨化炉的主视图。

图2为本实用新型较佳实施例的石墨化炉的俯视图。

图3为图2的A-A截面图。

图4为图2的B-B截面图。

图5为本实用新型较佳实施例的正极电连接组件的安装示意图。

图6为本实用新型较佳实施例的负极电连接组件的安装示意图。

附图标记说明：

炉体1

炉芯2

进料口21

进料段22

出料段23

第一段231

第二段232

出料口233

电加热装置3

正极电连接组件31

正极铝排311

第一电极软连接铜排312

电极正极件313

第一连接件314

第二连接件315

负极电连接组件32

负极铝排321

第二电极软连接铜排322

电极负极件323

第三连接件324

第四连接件325

保温料4

排气管道5

过滤件51

排气支管52

连通管路53

出口管路54

进料组件6

螺旋推料机61

料仓62

主体部621

锥形部622

控制阀63

冷却组件7

液冷管道71

内外水冷螺旋冷却器72

护炉带8

人孔9

底座10

进料段顶紧装置101

出料段顶紧装置102

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在以下的实施例范围之中。

请同时结合图1至图3进行理解，本实用新型实施例提供了一种具有安全加热系统的石墨化炉，石墨化炉包括炉体1，炉体1内设有中空结构的炉芯2，炉芯2自炉体1的一端横向延伸至另一端，炉芯2的两端分别具有与炉体1的外部连通的开口，炉芯2内用于通入待石墨化的碳素材料，炉芯2的材质为石墨。石墨化炉还包括电加热装置3，具体地，电加热装置3的至少部分伸入炉体1内部以对炉芯2进行加热，电加热装置3包括正极电连接组件31和负极电连接组件32，正极电连接组件31的一端用于与电源正极电连接，正极电连接组件31的另一端与炉芯2的一端电连接；负极电连接组件32的一端用于与电源负极电连接，负极电连接组件32的另一端与炉芯2的另一端电连接。

在本实施例中，炉芯2提供待石墨化的碳素材料由炉头至炉尾的移动空间，待石墨化的碳素材料自炉芯2的炉头投入炉芯2内部，在炉芯2内部经过高温石墨化后，石墨化产物从炉芯2的炉头输出。第一方面，炉芯2对位于其内部的待石墨化的碳素材料进行加热，即加热的温度场均匀位于待石墨化的碳素材料的外周侧，能够对炉芯2内部的待石墨化的碳素材料均匀加热，进而提高石墨化产物的均一性，减少石墨化产物的品质差异，提高产品的品质。第二方面，炉芯2由石墨围合而成，石墨具有优良的导热性能，由石墨作为中间物对待石墨化的碳素材料进行加热，有效降低热传导过程中损失的能量，进而有效降低成本。除此之外，炉芯2的材质采用石墨，也避免炉芯2采用其他材料导致石墨化产物被污染。第三方面，正极电连接组件31和负极电连接组件32分别与电源正极、电源负极通电后，电源正极、正极电连接组件31、炉芯2、负极电连接组件32和电源负极之间形成闭合回路，以实现对炉芯2的通电加热，方便工作人员控制电加热装置3的工作状态，进而提高石墨化作业的安全可靠性。

在本实施例中，如图1和图5所示，正极电连接组件31包括依次连接的正极铝排311、第一电极软连接铜排312和电极正极件313，电源正极电连接于正极铝排311，电极正极件313电连接于炉芯2。换言之，电源正极、正极铝排311、第一电极软连接铜排312、电极正极件313和炉芯2依次电连接，利用铝和铜优良的导电性，有效提高了正极电连接组件31电连接的安全可靠性。

在本实施例中，如图5所示，正极铝排311设于炉体1的下方，两组第一电极软连接铜排312分别自正极铝排311的两端端部向上延伸，每组第一电极软连接铜排312的另一端连接于位于炉芯2两侧的电极正极件313，电极正极件313伸入炉体1并与炉芯2电连接。相互连接的正极铝排311、第一电极软连接铜排312和电极正极件313围合成框架结构，并挂接在炉体1上，提高了正极电连接组件31的安装稳定性。另外，电极正极件313对炉芯2两侧进行供电，提高了炉芯2通电加热的均匀性。

在本实施例中，所述第一电极软连接铜排312包括两列第一电极软连接铜排312，每列第一电极软连接铜排312的一端连接于正极铝排311，每列第一电极软连接铜排312的另一端分别连接于电极正极件313的两侧。两列第一电极软连接铜排312分别连接于电极正极件313的两侧，提高电连接的稳定性。

在一些实施例中，电极正极件313上设有第一液冷夹套，第一液冷夹套用于连通循环冷却液。通过第一液冷夹套对电极正极件313进行冷却，减少或避免出现电极正极件313长时间在高温环境下变形、软化等损坏情况，有效提高了电极正极件313的使用寿命。正极铝排311和第一电极软连接铜排312之间通过第一连接件314连接，第一电极软连接铜排312和电极正极件313之间通过第二连接件315连接。通过第一连接件314对正极铝排311和第一电极软连接铜排312进行夹紧、固定，通过第二连接件315对第一电极软连接铜排312和电极正极件313进行夹紧、固定，正极铝排311、第一电极软连接铜排312和电极正极件313之间的固定效果好，进而提高了正极电连接组件31内部零部件之间的连接稳定性。例如，第一连接件314可采用铝排夹板，第二连接件315可采用电极软连接夹板。

在本实施例中，如图1和图6所示，负极电连接组件32包括负极铝排321、第二电极软连接铜排322和电极负极件323，电源负极电连接于负极铝排321，电极负极件323电连接于炉芯2。换言之，电源负极、负极铝排321、第二电极软连接铜排322、电极负极件323和炉芯2依次电连接，利用铝和铜优良的导电性，有效提高了负极电连接组件32电连接的安全可靠性。

在本实施例中，如图6所示，负极铝排321设于炉体1的下方，两组第二电极软连接铜排322分别自负极铝排321的两端端部向上延伸，每组第二电极软连接铜排322的另一端连接于位于炉芯2两侧的电极负极件323，电极负极件323伸入炉体1并与炉芯2电连接。相互连接的负极铝排321、第二电极软连接铜排322和电极负极件323围合成框架结构，并挂接在炉体1上，提高了负极电连接组件32的安装稳定性。

在本实施例中，每组第二电极软连接铜排322包括两列第二电极软连接铜排322，每列第二电极软连接铜排322的一端连接于负极铝排321，每列第二电极软连接铜排322的另一端分别连接于电极负极件323的两侧。两列第二电极软连接铜排322分别连接于电极负极件323的两侧，提高电连接的稳定性。

在本实施例中，电极负极件323上设有第二液冷夹套，第二液冷夹套用于连通循环冷却液。通过第二液冷夹套对电极负极件323进行冷却，减少或避免出现电极负极件323长时间在高温环境下变形、软化等损坏情况，有效提高了电极负极件323的使用寿命。

在本实施例中，负极铝排321和第二电极软连接铜排322之间通过第三连接件324连接，第二电极软连接铜排322和电极负极件323之间通过第四连接件325连接。通过第三连接件324对负极铝排321和第二电极软连接铜排322进行夹紧、固定，通过第四连接件325对第二电极软连接铜排322和电极负极件323进行夹紧、固定，负极铝排321、第二电极软连接铜排322和电极负极件323之间的固定效果好，进而提高了负极电连接组件32内部零部件之间的连接稳定性。例如，第三连接件324可采用铝排夹板，第四连接件325可采用电极软连接夹板。

在本实施例中，如图3、图5和图6所示，炉体1内设有保温料4，保温料4设于炉芯2的外周侧。通过在炉芯2的外周侧填充保温料4，随着炉体1内部温度的升高，保温料4能够防止热量的外失，减少热能的损失，有效降低能耗。

在本实施例中，保温料4的材料为炭黑。利用炭黑电阻率较高、有阻电和保温作用的特点，将炭黑作为保温料4，有效减少热能的损失。

在本实施例中，如图3所示，石墨化炉还包括排气管道5，排气管道5的一端与炉芯2连通，排气管道5的另一端伸出炉体1。使得炉芯2内的待石墨化的碳素材料经高温石墨化后产生的气体能够通过排气管道5排出，避免气体在炉芯2内聚集而影响产品质量以及设备的安全运行。其中，排气管道5可选用碳钢管。

优选地，排气管道5的另一端连接净化装置，通过净化装置对排气管道5排出的气体进行净化处理，减少空气污染。

在本实施例中，如图3所示，排气管道5内设有耐高温的过滤件51。通过过滤件51对炉芯2内的待石墨化的碳素材料经高温石墨化后产生的气体进行过滤，进而减少空气排放污染。

优选地，过滤件51为石墨化焦粒。采用石墨化焦粒对排气管道5内的气体进行过滤，有效起到净化排放的作用，且石墨化焦粒具有耐高温的性能，能够避免被高温损坏，影响过滤效果。具体地，过滤件51采用不同颗粒度的石墨化焦粒，使得石墨化焦粒堆积形成的过滤件51内部形成很多孔洞，供气体通过。在其他实施例中，过滤件51也可选用其他耐高温过滤材料。

在本实施例中，如图3所示，排气管道5包括多个排气支管52，排气支管52沿着炉芯2的延伸方向间隔设置，多个排气支管52的一端分别与炉芯2的内腔连通，另一端与炉体1的外部连通。炉芯2中的气体通过位于不同位置的多个排气支管52排出，炉芯2内石墨化的碳素材料经高温石墨化后产生的气体能够得到及时排放，避免气体堵塞在炉芯2内部，从而影响石墨化产物的质量。

在本实施例中，如图3所示，排气管道5还包括相互连通的连通管路53和出口管路54，连通管路53被配置为将多个排气支管52的远离炉芯2的一端连通，出口管路54连接于连通管路53的侧壁。通过连通管路53将多个排气支管52的排放气体集合在一起，再通过出口管路54排出，有效控制气体最终排放口的数量及位置，进而能够减少与气体最终排放口对接的净化装置的数量，降低成本。

具体地，如图3所示，五根排气支管52沿着炉芯2的延伸方向间隔设置，连通管路53的两端分别连通位于两端的排气支管52，并将五根排气支管52连通起来，出口管路54连接于连通管路53的中部。需要说明的是，排气支管52的数量、出口管路54的安装位置可根据实际需要性选择，在此不做限定。

在本实施例中，多根排气支管52、连通管路53和出口管路54一体成型，提高了排气管道5的装配效率，并且避免气体从排气支管52、连通管路53和出口管路54之间的连接处泄漏出去。

在其他实施例中，排气支管52和连通管路53之间通过连接件连接，连通管路53和出口管路54之间也通过连接件连接，便于根据实际情况调整排气支管52的数量。

在本实施例中，如图1和图3所示，石墨化炉还包括进料组件6，进料组件6连通于炉芯2的进料口21，且进料组件6用于将待石墨化的碳素材料送至炉芯2内。通过进料组件6将待石墨化的碳素材料投放至炉芯2内，提高自动化程度，减少人力成本，提高生产效率。

在本实施例中，进料组件6包括螺旋推料机61，螺旋推料机61的出料口与进料口21连通。螺旋推料机61将投放的待石墨化的碳素材料输送至炉芯2内，实现石墨化过程的连续性，输送效率高，进而能够加快石墨化进程，并且安全可靠，密封性能好。其中，螺旋推料机61的具体结构和工作原理是本领域技术人员所公知的，在此不再赘述。

在本实施例中，石墨化炉还包括进料段22，进料段22为筒状结构，进料段22位于炉体1外部且靠近正极电连接组件31的一端，进料段22的进料口与螺旋推料机61的出料口连通，进料段22的出料口与炉芯2的进料口21连通，螺旋推料机61用于将待石墨化的碳素材料通过进料段22送至炉芯2内。

在本实施例中，炉芯2与进料段22同轴且沿水平方向延伸，便于进料段22内的待石墨化的碳素材料能够顺利送至炉芯2，避免待石墨化的碳素材料堵塞在进料段22内。

在本实施例中，进料组件6还包括料仓62，料仓62的出料口与螺旋推料机61的进料口连通。待石墨化的碳素材料投入料仓62，并从料仓62的出料口输出，螺旋推料机61对从料仓62的出料口输出的碳素材料进行运输，以实现进料。料仓62和螺旋推料机61相互配合实现自动化进料，结构紧凑，输送效率高。除此之外，与传统的石墨化炉采用人工投料的方式相比，通过料仓62的投料方式，有效降低了危险系数，避免待石墨化的碳素材料中的粉尘对工人的健康造成影响。

在本实施例中，料仓62的出料口设有控制阀63，控制阀63被配置为通过调节控制阀63的开度控制待石墨化的碳素材料的进入炉芯2内的量。可以根据实际工况，通过控制阀63调整需要进行石墨化的碳素材料的量，灵活程度高。

在本实施例中，料仓62包括相互连通的主体部621和锥形部622，锥形部622连接于主体部621的下方。锥形部622提供主体部621到螺旋推料机61的进料口之间的下料通道，空间布局合理。除此之外，锥形部622的壁面可以承担一部分待石墨化的碳素材料带来的压力。

在本实施例中，料仓62中的进料通道竖直设置，保证料仓62内的待石墨化的碳素材料能够顺利下落，防止在下料的过程中待石墨化的碳素材料在料仓62内堵塞。

具体地，如图1所示，主体部621采用管状结构，主体部621的轴线竖直设置，锥形部622的开口朝上，锥形部622的轴线竖直设置。

在本实施例中，料仓62上还设有上盖，上盖一侧与主体部621铰接，上盖用于封闭料仓62的进料口。通过上盖实现料仓62的进料口密封，使得炉芯2内的待石墨化的碳素材料受热产生的气体从料仓62的进料口逸出，进而避免对工人的健康造成影响。

在本实施例中，料仓62上还设有振动机构。利用振动机构作为振动源，使得料仓62的壁面振动，使得料仓62内的待石墨化的碳素材料能够顺利下落，避免堵塞在料仓62内。

石墨化炉还包括进料段顶紧装置101，进料段顶紧装置101设置于进料段22靠近螺旋推料机61的一端，进料段顶紧装置101用于施加给进料段22朝向炉芯2方向的力。减少或避免进料段22在螺旋推料机61工作的过程中出现剧烈晃动的情况，进而对炉芯2进行固定、保护。

在本实施例中，进料段22的内径大于炉芯2的内径，进料段22内的待石墨化的碳素材料送至炉芯2的过程中，使得待石墨化的碳素材料能够尽可能填充炉芯2内的空间，提高空间利用率，也提高了石墨化效率。在其他实施例中，进料段22的内径与炉芯2的内径一致。

在本实施例中，进料段22的材质采用石墨，以避免进料段22采用其他材料导致待石墨化的碳素材料被污染。

在本实施例中，如图3和图4所示，石墨化炉包括出料段23，出料段23位于炉体1的外部且与炉芯2连通，具体地，出料段23靠近负极电连接组件32的一端，出料段23上设有冷却组件7，冷却组件7用于对出料段23内的石墨化产物进行冷却。炉芯2内的石墨化产物在出料过程中，利用冷却组件7对石墨化产物进行冷却，以将石墨化产物温度降低到常温水平。换言之，石墨化产物的出料进程和冷却进程同时进行，进一步实现石墨化过程的连续性，缩短了生产周期，提高了石墨化效率。

在本实施例中，出料段23的材质为石墨，以避免出料段23采用其他材料导致石墨化产物被污染。

在本实施例中，出料段23内且位于出料段23的内腔的外周侧设有液冷通道，冷却组件7设置在液冷管道内。通过出料段23内部的液冷通道对出料段23内部石墨化产物进行冷却，空间布局合理，有效对石墨化产物进行冷却；液冷通道位于石墨化产物的外周侧，还能保证冷却的均匀性，避免石墨化产物冷却速度不均导致的产品均一性较差的问题。进一步地，冷却组件7包括液冷管道71，至少部分液冷管道71穿过液冷通道，液冷管道71与外部循环冷却液系统连通。冷却液流经液冷管道71时，通过对液冷管道降温实现对石墨化产物进行冷却，有效对石墨化产物进行冷却。

在其他实施例中，出料段23内且位于出料段23的内腔的外周侧设有液冷通道，冷却组件7与液冷管道连通。进一步地，冷却组件7包括液冷管道71和水嘴，液冷通道的进口和出口分别设有水嘴，水嘴通过液冷管道71与外部循环冷却液系统连通。冷却液通过水嘴从液冷管道71中流入液冷通道，以实现对石墨化产物进行降温，水嘴和液冷管道71安装在液冷通道外部，便于安装，也便于控制冷却组件7的工作状态，可靠性高。

在本实施例中，液冷通道有多个，多个液冷通道在出料段23内沿着出料段23的延伸方向间隔设置。多个液冷通道分别安装，可以有效提升石墨化产物冷却效率。

在其他实施例中，液冷通道在出料段23内沿着出料段的延伸方向螺旋设置，便于液冷通道的安装。进一步地，液冷通道靠近炉芯2的一端设有进液口，液冷通道远离所述炉芯2的一端设有出液口。石墨化产物在出料段23内移动，出料段23内靠近炉芯2的石墨化产物的温度高于远离炉芯2的石墨化产物的温度，冷却液从靠近炉芯2的进液口通入液冷管道1内部，降温效果好。

在本实施例中，石墨化炉还包括内外水冷螺旋冷却器72，出料段23的出料口233与内外水冷螺旋冷却器72的进料口连通。石墨化产物通过内外水冷螺旋冷却器72进行冷却后出炉，实现石墨化的连续性。另外，利用液冷管道71对石墨化产物进行第一重冷却，利用内外水冷螺旋冷却器72对从出料口223中输出的石墨化产物进行第二重冷却，通过连续式的双重冷却对石墨化产物进行降温，降温效果好，进一步加快石墨化产物的冷却速度，提高生产效率。其中，内外水冷螺旋冷却器72包含内水冷和外水冷，内外水冷螺旋冷却器72的具体结构和工作原理是本领域技术人员所公知的，在此不再赘述。

在本实施例中，如图3所示，出料段23包括呈预设角度连接的第一段231和第二段232，第二段232自第一段231远离炉体1的一端向下延伸。相互连接的第一段231和第二段232组成出料段23，延长了石墨化产物的冷却路径，并且第二段232弯折向下，一方面减少了石墨化炉的整体长度，有效减少石墨化炉的占用空间，另一方面，便于对接内外水冷螺旋冷却器72。具体地，第一段231和第二段232之间呈90度设置。

石墨化炉还包括出料段顶紧装置102，出料段顶紧装置102设置于第一段231远离炉芯2的一端，出料段顶紧装置102用于施加给第一段231朝向炉芯2方向的力。减少或避免出料段23在冷却组件7工作的过程中出现剧烈晃动的情况，进而对炉芯2进行固定、保护。

在一些实施例中，炉体1包括硅酸铝壳体，炉芯2贯穿硅酸铝壳体设置。利用硅酸铝的耐高温性，使得炉芯2、待石墨化的碳素材料能够在炉体1内部进行加热，提高石墨化炉的可靠性。例如，硅酸铝壳体的外形呈长方体状。炉体1的外周壁设有护炉带8，通过护炉带8保护炉体1。具体地，如图1和图2所示，至少部分护炉带8沿着炉体1的长度方向和/或宽度方向周向环绕在炉体1的外周侧。

在一些实施例中，如图2所示，炉体1的壁面上开设有人孔9，以便工人观察或对石墨化炉进行检修。具体地，四个人孔9分散开设在炉体1的上壁面。需要说明的是，人孔9的数量可根据实际需要性选择，在此不做限定。如图1和图3所示，石墨化炉还包括底座10，炉体1置于底座10上，以便放置炉体1，也便于根据实际工况对炉体1进行移动。

在具体实施时，待石墨化的碳素材料从料仓62进行投料，调节控制阀63的开度以控制从料仓62的出料口输出的待石墨化的碳素材料的量，由螺旋推料机61将待石墨化的碳素材料送至炉芯2内。在此过程中，正极电连接组件31和负极电连接组件32对炉芯2进行通电加热，以对炉芯2内移动的待石墨化的碳素材料进行高温石墨化，碳素材料受热产生的气体通过排气管道5排至炉体1外部。碳素材料经过高温石墨化后形成石墨化产物，石墨化产物依次经过液冷管道71和内外水冷螺旋冷却器72进行冷却，以将石墨化产物的温度降低到常温水平。可见，投料、加热、冷却降温和出炉等步骤均可通过石墨化炉完成，而无需在不同设备中分别单独完成前述操作，提高了石墨化过程的连续性，有效降低了生产周期，并且本实施例中的石墨化炉自动化程度高，有效降低人力成本。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，所述石墨化炉包括炉体，所述炉体内设有中空结构的炉芯，所述炉芯自所述炉体的一端横向延伸至另一端，所述炉芯的两端分别具有与所述炉体的外部连通的开口，所述炉芯内用于通入待石墨化的碳素材料，所述炉芯的材质为石墨；

所述石墨化炉还包括电加热装置，所述电加热装置包括正极电连接组件和负极电连接组件，所述正极电连接组件的一端用于与电源正极电连接，所述正极电连接组件的另一端与所述炉芯的一端电连接；所述负极电连接组件的一端用于与电源负极电连接，所述负极电连接组件的另一端与所述炉芯的另一端电连接。

2.如权利要求1所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，所述正极电连接组件包括依次连接的正极铝排、第一电极软连接铜排和电极正极件，所述电源正极电连接于所述正极铝排，所述电极正极件电连接于所述炉芯。

3.如权利要求2所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，所述正极铝排设于所述炉体的下方，两组所述第一电极软连接铜排分别自所述正极铝排的两端端部向上延伸，每组所述第一电极软连接铜排的另一端连接于位于所述炉芯两侧的所述电极正极件，所述电极正极件伸入所述炉体并与所述炉芯电连接。

4.如权利要求2所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，所述电极正极件上设有第一液冷夹套，所述第一液冷夹套用于连通循环冷却液；

和/或，所述正极铝排和所述第一电极软连接铜排之间通过第一连接件连接，所述第一电极软连接铜排和所述电极正极件之间通过第二连接件连接。

5.如权利要求3所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，每组所述第一电极软连接铜排包括两列所述第一电极软连接铜排，每列所述第一电极软连接铜排的一端连接于所述正极铝排，每列所述第一电极软连接铜排的另一端分别连接于所述电极正极件的两侧。

6.如权利要求1所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，所述负极电连接组件包括负极铝排、第二电极软连接铜排和电极负极件，所述电源负极电连接于所述负极铝排，所述电极负极件电连接于所述炉芯。

7.如权利要求6所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，所述负极铝排设于所述炉体的下方，两组所述第二电极软连接铜排分别自所述负极铝排的两端端部向上延伸，每组所述第二电极软连接铜排的另一端连接于位于所述炉芯两侧的所述电极负极件，所述电极负极件伸入所述炉体并与所述炉芯电连接。

8.如权利要求6所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，所述电极负极件上设有第二液冷夹套，所述第二液冷夹套用于连通循环冷却液。

9.如权利要求6所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，所述负极铝排和所述第二电极软连接铜排之间通过第三连接件连接，所述第二电极软连接铜排和所述电极负极件之间通过第四连接件连接。

10.如权利要求7所述的具有安全加热系统的石墨化炉，其特征在于，每组所述第二电极软连接铜排包括两列所述第二电极软连接铜排，每列所述第二电极软连接铜排的一端连接于所述负极铝排，每列所述第二电极软连接铜排的另一端分别连接于所述电极负极件的两侧。