JP2015189645A - 二段加熱方式縦型黒鉛化炉および黒鉛の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上部から投入された炭素材料を加熱して黒鉛化し、得られた黒鉛を下部から取り出す連続式の縦型黒鉛化炉であって、炉本体と、炉本体の上端に接続された通電加熱筒を備え、通電加熱筒が、炭素材料を上部から投入して充填させる筒状部材と、炭素材料を介して対向して筒状部材の内壁に設置され、通電することにより炭素材料を加熱する通電領域を形成する、少なくとも2つの電極とを具備し、炉本体が、炉本体の外周部に備えられ、炉本体の外側から炭素材料を加熱する外部熱源領域を形成する熱源と、外部熱源領域の下で炉本体の外周部に備えられ、生成された黒鉛を冷却する冷却領域を形成する冷却用ジャケットと、冷却領域の下に設けられた黒鉛を取り出す取り出し口とを具備する縦型黒鉛化炉を提供する。
【選択図】図1
Description
炉本体と、前記炉本体の上端に接続された通電加熱筒を備え、
前記通電加熱筒が、前記炭素材料を上部から投入して充填させる筒状部材と、
前記炭素材料を介して対向して前記筒状部材の内壁に設置され、通電することにより前記炭素材料を加熱する通電領域を形成する、少なくとも2つの電極とを具備し、
前記炉本体が、前記炉本体の外周部に備えられ、前記炉本体の外側から前記炭素材料を加熱する外部熱源領域を形成する熱源と、
前記外部熱源領域の下で前記炉本体の外周部に備えられ、生成された黒鉛を冷却する冷却領域を形成する冷却用ジャケットと、
前記冷却領域の下に設けられた前記黒鉛を取り出す取り出し口と
を具備する縦型黒鉛化炉を提供することができる。
また、本発明の別の態様によると、炉本体と、前記炉本体の上端に接続された通電加熱筒を備える、縦型黒鉛化炉の前記通電加熱筒の内部に、上部から炭素材料を投入する工程と、前記投入された炭素材料を前記通電加熱筒の筒状部材の内壁に設置された少なくとも2つの電極を通電して1700〜2300℃に加熱する通電領域を通過させる工程と、さらに、前記炉本体の外周部に設けられた熱源で、2300〜3000℃に加熱する外部熱源領域を通過させて黒鉛に変換する工程と、前記黒鉛を冷却する工程と、前記冷却された黒鉛を前記炉の下部から取り出す工程とを少なくとも含む黒鉛の製造方法を提供することができる。
炉本体の上端には通電加熱筒が接続されており、通電加熱筒の上部から炭素材料を投入する。通電加熱筒の上部にテーバー形状のホッパーを設置してもよい。さらに、ホッパーの上に計量フィーダーを設置し、炭素材料を一定量ずつ投入してもよい。投入された炭素材料は、通電加熱筒と炉本体内で、十分に充填された状態で加熱され黒鉛に変換される。また、通電加熱筒の上部および炉本体の下部で、シールガスとして不活性ガス(例えば、窒素、アルゴンまたはヘリウムなど)を流す。このガスは、通電加熱筒の上部および炉本体の下部で空気等の混入を防ぐためである。不活性ガスの流量は、例えば、通電加熱筒の上部では、5〜40L/分、好ましくは10〜30L/分である。また、炉本体の下部では、0.5〜10L/分、好ましくは1〜5L/分である。
また、炉本体を黒鉛材で構成した場合、炉本体の上端に接続させる通電加熱筒の筒状部材を絶縁性物質で構成することによって、炉本体に直接通電させたり、漏電させたりすることがなく、炉の損傷を極めて少なくすることが可能である。さらに、絶縁性物質は黒鉛よりも放熱性に優れることから、電極材料に熱が溜まりにくいので、電極の劣化を妨げることができ、結果として電極の寿命をより長くさせる。
fa=(A1+A2)/(A1+A2+A3)
により求められる。13C−NMR法が、ピッチ類の化学構造パラメータの最も基本的な量であるfaを定量的に求められる最良の方法であることは、文献(「ピッチのキャラクタリゼーション II. 化学構造」横野、真田、(炭素、1981(No.105)、p73〜81)に示されている。
(1)炭素材料の準備
使用した原料である炭素材料は、以下のとおりである。
<生コークスA>
初留点335℃、アスファルテン+レジン分の含量が27質量%、飽和分の含量が43質量%の重油と芳香族指数0.4以上かつ初留点が168℃の重油の混合物を平均温度450℃でディレードコーキングした生コークスを、振動篩で3mm以下に篩った。その後、150〜200℃で熱風循環炉を用いて水分が1質量%以下になるまで乾燥させ、ローターミルで平均粒径12μmの粉末とした。
<か焼コークスA>(実施例1で使用)
ローターリーキルンを用いて生コークスAを約1500℃でか焼して得られたか焼コークスを振動篩等で3mm以下に篩ったのち、ローターミルで平均粒径12μmの粉末とした。
<生コークスB>
市販の生コークスを、振動篩で3mm以下に篩ったのち、150〜200℃で熱風循環炉を用いて水分が1質量%以下になるまで乾燥させ、ローターミルで平均粒径12μmの粉末とした。
<か焼コークスB>(実施例2、比較例1で使用)
ローターリーキルンを用いて生コークスBを約1500℃でか焼して得られたか焼コークスを振動篩等で3mm以下に篩ったのち、ローターミルで平均粒径12μmの粉末とした。
得られた炭素材料を、縦型黒鉛化炉を用いて黒鉛に変換させた。黒鉛化炉は、黒鉛製の内壁を備えた内径20cm、全長4.5mの円筒形状の炉本体を有し、炉の下部に取り出し口が設置されている。炉本体の上部から投入された炭素材料を、加熱して黒鉛に変換させた。炉本体の底部から上方1mの間に冷却ジャケットを設置して、黒鉛に変換した材料を冷却させた。冷却した黒鉛を、炉本体の取り出し口を経て、回収部で回収した。実質上の黒鉛化時間が7〜10時間となるようにした。
使用した黒鉛化炉の内部を観察して損傷の有無を評価した。
2a、2b:炉本体
3a−1、3a−2、3a−3、3a−4、3a−5:電極
4a、4b、4c:筒状部材
4h−1、4h−2、4h−3、4h−4、4h−11、4h−12:筒状部材の貫通孔部分
5:配線
6:計量フィーダー
7:ホッパー投入口
8:加熱装置
10:保温材
11:冷却ジャケット
12:取り出し口
13:回収部
14: 保持部材
M:炭素材料
G:黒鉛
Claims (7)
- 上部から投入された炭素材料を加熱して黒鉛化し、得られた黒鉛を下部から取り出す連続式の縦型黒鉛化炉であって、
炉本体と、前記炉本体の上端に接続された通電加熱筒を備え、
前記通電加熱筒が、前記炭素材料を上部から投入して充填させる筒状部材と、
前記炭素材料を介して対向して前記筒状部材の内壁に設置され、通電することにより前記炭素材料を加熱する通電領域を形成する、少なくとも2つの電極とを具備し、
前記炉本体が、前記炉本体の外周部に備えられ、前記炉本体の外側から前記炭素材料を加熱する外部熱源領域を形成する熱源と、
前記外部熱源領域の下で前記炉本体の外周部に備えられ、生成された黒鉛を冷却する冷却領域を形成する冷却用ジャケットと、
前記冷却領域の下に設けられた前記黒鉛を取り出す取り出し口と
を具備する縦型黒鉛化炉。 - 前記少なくとも2つの電極の一方が、前記筒状部材の内壁の一部又は全部に設けられ、前記少なくとも2つの電極の他方が、前記筒状部材の内部の中心軸上に設けられる請求項1に記載の縦型黒鉛化炉。
- 前記電極が、1700〜2300℃の前記通電領域を形成し、前記熱源が、2300〜
3000℃の前記外部熱源領域を形成する請求項1または請求項2に記載の縦型黒鉛化炉。 - 前記外部熱源領域と前記冷却領域の間に、1900〜2100℃となる中間領域が形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の縦型黒鉛化炉。
- 前記炉本体の内壁が黒鉛で構成され、前記筒状部材が絶縁性物質で構成される請求項1〜4のいずれか1項に記載の縦型黒鉛化炉。
- 前記絶縁性物質が、炭化ケイ素である請求項1〜5のいずれか1項に記載の縦型黒鉛化炉。
- 炉本体と、前記炉本体の上端に接続された通電加熱筒を備える、縦型黒鉛化炉の前記通電加熱筒の内部に、上部から炭素材料を投入する工程と、
前記投入された炭素材料を前記通電加熱筒の筒状部材の内壁に設置された少なくとも2つの電極を通電して、1700〜2300℃に加熱する通電領域を通過させる工程と、
さらに、前記炉本体の外周部に設けられた熱源で、2300〜3000℃に加熱する外部熱源領域を通過させて黒鉛に変換する工程と、
前記黒鉛を冷却する工程と、
前記冷却された黒鉛を前記炉の下部から取り出す工程と
を少なくとも含む黒鉛の製造方法。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108658068A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-10-16 | 百色皓海碳素有限公司 | 利用内串石墨炉生产石墨碎的装置 |
CN110790270A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-02-14 | 安徽科达新材料有限公司 | 一种石墨负极材料碳化新工艺 |
WO2021131350A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 日本電極株式会社 | 炭素質粒体の熱処理装置及びその方法 |
KR102315610B1 (ko) * | 2021-06-10 | 2021-10-21 | 에스아이에스 주식회사 | 수직형 흑연화로 시스템 |
JP2021529148A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-10-28 | サン−ゴバン インドゥストリーケラミク レーデンタール ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングSAINT−GOBAIN IndustrieKeramik Roedental GmbH | さや状受容要素、特にリチウムイオン蓄電池用の粉末状のカソード材料を焼成するためのさや、およびそれのための混合物 |
CN114514196A (zh) * | 2019-09-30 | 2022-05-17 | 元峻有限公司 | 用于制造石墨的方法及竖式石墨化炉 |
CN114608308A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-06-10 | 四川金汇能新材料股份有限公司 | 石墨化炉 |
WO2023169541A1 (zh) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 中国铝业股份有限公司 | 一种石墨化炉 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS526392A (en) * | 1975-07-01 | 1977-01-18 | Graphite Synthesis Co | Method and apparatus for treating materials in fluidized bed |
JPH0383809A (ja) * | 1989-08-29 | 1991-04-09 | Osaka Gas Co Ltd | 黒鉛粉末製造装置 |
JPH11209114A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-08-03 | Hitachi Chem Co Ltd | 黒鉛の製造法、リチウム二次電池及びその負極 |
JPH11335113A (ja) * | 1998-05-22 | 1999-12-07 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 黒鉛化電気炉 |
JP2001221573A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Chugai Ro Co Ltd | シャフト炉における原料粉体供給方法 |
JP2002167208A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 連続式黒鉛化炉 |
JP2002173309A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 黒鉛化装置および黒鉛化方法 |
-
2014
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS526392A (en) * | 1975-07-01 | 1977-01-18 | Graphite Synthesis Co | Method and apparatus for treating materials in fluidized bed |
US4160813A (en) * | 1975-07-01 | 1979-07-10 | Graphite Synthesis Company | Method for heat treating carbonaceous material in a fluidized bed |
JPH0383809A (ja) * | 1989-08-29 | 1991-04-09 | Osaka Gas Co Ltd | 黒鉛粉末製造装置 |
JPH11209114A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-08-03 | Hitachi Chem Co Ltd | 黒鉛の製造法、リチウム二次電池及びその負極 |
JPH11335113A (ja) * | 1998-05-22 | 1999-12-07 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 黒鉛化電気炉 |
JP2001221573A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Chugai Ro Co Ltd | シャフト炉における原料粉体供給方法 |
JP2002167208A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 連続式黒鉛化炉 |
JP2002173309A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 黒鉛化装置および黒鉛化方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108658068A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-10-16 | 百色皓海碳素有限公司 | 利用内串石墨炉生产石墨碎的装置 |
JP2021529148A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-10-28 | サン−ゴバン インドゥストリーケラミク レーデンタール ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングSAINT−GOBAIN IndustrieKeramik Roedental GmbH | さや状受容要素、特にリチウムイオン蓄電池用の粉末状のカソード材料を焼成するためのさや、およびそれのための混合物 |
CN114514196A (zh) * | 2019-09-30 | 2022-05-17 | 元峻有限公司 | 用于制造石墨的方法及竖式石墨化炉 |
CN110790270A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-02-14 | 安徽科达新材料有限公司 | 一种石墨负极材料碳化新工艺 |
WO2021131350A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 日本電極株式会社 | 炭素質粒体の熱処理装置及びその方法 |
KR102315610B1 (ko) * | 2021-06-10 | 2021-10-21 | 에스아이에스 주식회사 | 수직형 흑연화로 시스템 |
CN114608308A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-06-10 | 四川金汇能新材料股份有限公司 | 石墨化炉 |
WO2023169541A1 (zh) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 中国铝业股份有限公司 | 一种石墨化炉 |
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