[发明专利]一种连续感应石墨化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨化设备，特别涉及一种连续感应石墨化系统。

背景技术

石墨化碳素材料在钢铁冶炼、锂离子电池以及核工业等领域有着广泛的应用前景。

目前最为常见的石墨化炉是艾奇逊炉，它的加热方式以及其间隙式的生产方式，使得其不可避免存在热能损耗严重、原材料消耗大、产品石墨化度不均匀等缺陷。为了解决艾奇逊炉中存在的问题，专利CN1786619B提出了一种新的竖式高温连续石墨化炉，该专利成功实现了石墨化材料的低能耗连续生产，但由于没有采取保护措施，使得炉内气体流动时，不可避免会将空气引入高温区，从而使得炉衬材料的寿命较短，炉子大修周期短；另外，出气口的气流量较大，使得该炉型不适用于直接石墨化超细碳材料（如锂离子电池负极用的细碳粉以及碳纤维等）。专利CN102787394A与专利CN102797075A分别提出了一种矩形与管式的连续石墨化超高温炉，但由于是卧式的炉型，而热气流却具有向上特点，因而，这两种炉型的热能利用率还有待加强；另外，该类高温炉均采用的是通过石墨加热元件发热后再对物料石墨化的外加热模式，不可避免会导致物料性能均一性不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能生产出石墨化性能一致性良好、可处理粉料、炉子寿命长且能最大限度利用热能的连续感应石墨化系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的连续感应石墨化系统，由装料坩埚、炉底部分、炉体部分与炉顶部分构成，具有立式结构，所述的炉底部分上方设有所述的炉体部分，所述的炉体部分的上方设有炉顶部分，所述的炉底部分与所述的炉体部分之间设有第一石墨纸密封垫，所述的炉体部分与所述的炉顶部分之间设有第二石墨纸密封垫；所述的炉底部分的结构是：带第一水冷腔的炉底外壳上设有炉底进水口、炉底出水口、第一系统进气口、出料仓进气口与出料仓出气口，所述的炉底外壳内设有坩埚水平出料通道、推动坩埚移动的第一平推装置与第二平推装置、带第一硅橡胶密封垫的第一闸板、带硅橡胶密封垫的出料门以及上部装有耐火材料支撑体的用来实现坩埚升降的升降装置；所述的炉体部分的结构是：石墨内衬内设有竖立的坩埚竖立通道，所述的石墨内衬的外围依次设有由炭毡与保温砖组成的复合保温层、陶瓷绝缘隔热层和线圈绝缘固定装置，所述的线圈绝缘固定装置内设有带冷却水的铜感应线圈，所述的线圈绝缘固定装置外围设有带第二水冷腔且设有炉体出水口与炉体进水口的炉体外壳，所述的炉体外壳上设有红外测温装置、可移动坩埚支撑托板以及上盖板与下托板，所述的坩埚通道的下端与所述的升降装置对接；所述的上盖板与所述的线圈绝缘固定装置及所述的炉体外壳之间装有第三石墨纸密封垫；所述的下托板与所述的线圈绝缘固定装置及所述的炉体外壳之间装有第四石墨纸密封垫；所述的炉顶部分的结构是：带第三水冷腔的炉顶外壳内设有坩埚水平进料通道、推动坩埚移动的第三平推装置与第四平推装置、带第二硅橡胶密封垫的第二闸板、带硅橡胶密封垫的进料门以及砌筑在炉顶外壳内的耐火材料，所述的炉顶外壳上设有第二系统出气口、炉顶出水口、炉顶进水口、进料仓进气口以及进料仓出气口，所述的坩埚水平进料通道与所述的坩埚竖立通道对接；所述的坩埚水平进料通道、坩埚竖立通道和坩埚水平出料通道内设有多个所述的装料坩埚。

所述的装料坩埚为敞口方形、且四个侧面均有凹槽。

所述的可移动坩埚支撑托板一端焊接在所述的炉体外壳上、另一端搁置在所述的支撑耐火砖上的支撑架。

所述的炉底外壳内设有承重加强筋。

所述的装料坩埚的材质为石墨，所述的炉底外壳、炉体外壳与炉顶外壳的材质为无磁钢，所述的可移动坩埚支撑托板与所述的支撑架的材质为铸铁或铸钢中的任一种。

采用上述技术方案的连续感应石墨化系统，本发明的优点与积极效果：

(1)立式结构可保证向上的热气流有效预热进入石墨化高温区前的坩埚内的物料，从而可缩短物料在石墨化高温区的停留时间，高效利用热能。

(2)整个操作均在惰性气体的保护下进行，因而炉子寿命较长。

(3)感应式的内加热可实现物料石墨化能耗低，同时还有效保证了石墨化物料性能的一致性。

(4)本发明系统可完成超细粉料的石墨化，同时还可制备出片状石墨材料。

综上所述，本发明具有可生产出性能一致性良好、可处理粉料或片料、炉子寿命长且能最大限度利用热能等优点。

附图说明

图1是装料坩埚示意图。

图2是装料坩埚截面示意图。

图3是炉底部分结构示意图。

图4是沿图3中A--A线剖示图。

图5是炉体部分结构示意图。