密闭式石墨化生产工艺及石墨化炉制造技术

本发明专利技术涉及一种石墨化生产工艺和专用炉，提别是一种闭式石墨化生产工艺及密石墨化炉，改石墨化生产工艺步骤为装炉、煅烧、卸料等步骤。该石墨化炉包括一端或两端可开启的密闭的承压釜，在承压釜上安装有进气管、排气管和安全阀，其特征在于在承压釜内固定安装有水平导轨，在承压釜两端安装有与承压釜密闭、绝缘的电极母线，电极母线的一端在承压釜内，另一端与供电系统相连，石墨化过程中可移动炉槽车装在承压釜内。本技术方案是采用密闭式承压釜和可移动式炉槽相结合的炉型，生产中可控制釜内的压力和反应氛围，可有效降低生产周期、减少能耗和对环境的污染，提高承压釜的利用率。

Closed graphitization process and graphitization furnace

The invention relates to a graphitization production process and a special furnace, wherein the lifting is a closed graphitization production process and a dense graphitization furnace, and the graphitization production process is made by steps of furnace charging, calcination and unloading. The graphite furnace includes one or both ends can be opened and closed pressure vessel, a gas inlet pipe, an exhaust pipe and safety valve installed in the pressure vessel, which is characterized in that a horizontal guide rail is fixedly arranged in the pressure vessel, the pressure vessel and pressure vessel is installed at both ends closed, insulated electrode bus, bus electrode at one end of the pressure vessel, and the other end of the power supply system is installed in the mobile tank furnace pressure vessel graphitization process. The technical proposal is a closed type furnace pressure kettle and a movable furnace combined, can control the reactor pressure and reaction atmosphere in production, can effectively reduce the production cycle, reduce energy consumption and pollution of the environment, improve the utilization rate of pressure vessel.

【技术实现步骤摘要】
密闭式石墨化生产工艺及石墨化炉所属
本专利技术涉及一种石墨化生产工艺和专用炉，提别是一种闭式石墨化生产工艺及密石墨化炉。
技术介绍
目前石墨制品的石墨化主要采用的是艾奇逊石墨化炉和串接石墨化炉，上述两种石墨化炉各有特点，但由于其在石墨化生产过程中是采用开放式的常压生产，一方面造成炉子运行期间有大量的有害气体逸出，如CO、CO2等，作业环境较差；另一方面生产过程中的热效率只有30%—35%，如果再把20%多的电损失计算进去，能量利用的总效率就只有23%—28%；第三，由于石墨化过程是在常压下进行，石墨化制品中的碳原子晶格结构无法人为改变，同时在石墨化过程完成后炉料自然冷却过程中，大量析出的有害挥发物质会在冷却过程中，吸附在石墨化制品表面，造成石墨化制品表面的灰分上升，机械强度降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术存在的缺陷，提供一种可人为控制石墨化过程的反应氛围和压力，可有效提高石墨制品品质、降低生产过程中对环境污染的密闭式石墨化炉。1.本专利技术的技术方案是：一种密闭式石墨化生产工艺，该工艺步骤为：1）装炉：在可移动炉槽车底板两端安装好石墨电极炉墙后，在两石墨电极炉墙之间的可移动炉槽车底板上铺一层硅石颗粒，然后在硅石颗粒上铺一层冶金焦颗粒，将需要石墨化的碳素制品顺序放置在冶金焦颗粒层上，然后用石墨粉将碳素制品之间和碳素制品与两石墨电极炉墙之间的缝隙充填好之后，在需要石墨化的碳素毛坯上顺序铺一层冶金焦颗粒和硅石颗粒；2）煅烧：将装填完成的可移动炉槽车推入密闭式石墨化炉内，使可移动炉槽车两端的石墨电极炉墙上的石墨电极与承压釜两端的电极母线联通，同时将电极母线上的冷却水套与承压釜上的循环水进、排水管接通，关闭承压釜一端或两端的封头后，抽真空排出承压釜内的空气，然后向承压釜内注入惰性气体后，开始通电煅烧；3）卸料：石墨化结束后，打开承压釜一端或两端的封头，将可移动炉槽车从承压釜内拉出进行卸料，并将硅石颗粒和冶金焦颗粒粉筛后备用。上述硅石颗粒的粒度为2-10mm；上述冶金焦颗粒的粒度为12-30mm。在上述煅烧步骤中，向承压釜内注入惰性气体后通电煅烧的具体工艺过程是：通电煅烧时，当承压釜内的压力达到0.3—0.7KP时，打开承压釜上的排气阀使承压釜内的压力至常压后关闭排气阀，抽真空使承压釜内保持1KP以上的负压，并持续5-10小时后停止抽负压，通过承压釜上的压力控制阀保持承压釜内的压力在0.1—0.4MPa的正压下煅烧40-45小时后断电；当承压釜内的压力降到常压后，向釜内注入氮气，用氮气将承压釜内的反应后的气体置换掉；当承压釜内的温度至常温后，打开将承压釜一端或两端的封头，将可移动炉槽车从承压釜内拉出进行卸料。一种密闭式石墨化炉，包括一端或两端可开启的密闭的承压釜，在承压釜上安装有进气管、排气管、压力控制阀和安全阀，其特征在于在承压釜内固定安装有水平导轨，在承压釜两端安装有与承压釜密闭、绝缘的电极母线，电极母线的一端在承压釜内，另一端与供电系统相连，石墨化过程中可移动炉槽车装在承压釜内；上述可移动炉槽车是由车底板、固定安装在车底板上的滚轮、安装在车底板上的立柱、安装在两立柱之间的护墙板和装在可移动炉槽车两端的石墨电极炉墙组成，在车底板两端安装有与上述电极母线相配的母线连接装置。在上述承压釜两端安装有进、排水管。上述承压釜的截面为圆形也可为椭圆形或多边形；上述可移动炉槽车上的立柱为可拆卸式的圆弧形或多边形。上述车底板两端安装有与上述电极母线相配的连接装置为刀闸。上述装在可移动炉槽车两端的石墨电极炉墙是由保温砖和石墨电极组成，石墨电极设置在石墨电极炉墙的中部。本专利技术的技术方案是将现有的石墨化过程由常压改为在全封闭承压釜内进行，这样就可人为控制承压釜内的石墨化氛围，提高石墨制品的密度和纯度，从而提高制品的强度和性能。由于石墨化焙烧过程是在密闭环境中进行，可根据不同碳素制品的需要，控制承压釜内的反应氛围和压力，同时完成对不同材料进行冶炼、还原、煅烧、复合或提纯的工艺技术。为本工艺提供的专用密闭的承压釜，是由承压釜和可移动炉槽车组成。通过控制承压釜上的进气管和排气管打开与关闭，可控制釜内的压力，使石墨化过程中碳素的晶体结构有序排列，提高了制品的强度；通过进气管向釜内通入惰性气体和抽负压等方式改变釜内的反应氛围，可使碳素中的钙、镁、铝、铁等杂质的蒸发温度降低，有效提高石墨制品的纯度和强度；装料和卸料是在承压釜外的可移动炉槽车上进行，可有效降低生产周期和可承压釜的利用率；利用排气管将石墨化过程中的有害气体集中收集，可有效降低环境污染。附图说明附图1为本专利技术的结构示意图；附图2为本专利技术附图1的左视剖面图；附图3为本专利技术可移动炉槽车的结构示意图；附图4为本专利技术附图3的左视图；附图5为本专利技术附图3的A-A剖视图。具体实施方式在附图1-4中，1-封头、2-进、排水管、3-安全阀、4-排气管、5-承压釜、6-可移动炉槽车、6-1-连接座、6-2-车底板、6-3-滚轮、6-4-固定立柱、6-5-护墙板、7-电极母线、8-水平导轨、9-进气管、10-硅石颗粒、11-冶金焦颗粒、12-石墨粉、13-碳素毛坯。下面就本专利技术技术方案的工艺步骤及专用设备详细说明如下：实施例1：1）装炉：在可移动炉槽车底板两端安装好石墨电极炉墙后，将石墨电极炉墙上的石墨电极通过电极母线与可移动炉槽车两端的母线连接装置相连。然后在两石墨电极炉墙之间的可移动炉槽车底板上铺一层粒度为2mm硅石颗粒，然后在硅石颗粒上铺一层粒度为12mm冶金焦颗粒，将需要石墨化的碳素制品顺序放置在冶金焦颗粒层上，然后用石墨粉将碳素制品之间和碳素制品与两石墨电极炉墙之间的缝隙充填好之后，在需要石墨化的碳素毛坯上顺序铺一层冶金焦颗粒和硅石颗粒；硅石颗粒主要起隔热保温作用；冶金焦颗粒主要起导电、加热作用；石墨粉的作用是使需要石墨化的各碳素毛坯之间和墨电极炉墙之间形成电连接。3）煅烧：将装填完成的可移动炉槽车推入密闭式石墨化炉内，使可移动炉槽车两端的母线连接装置与承压釜两端的电极母线连接好，该链接可以通过刀闸或其他现有技术的连接方式，其目的是将可移动炉槽车两端与承压釜两端的电极母线之间建立可拆卸的电连接。同时将电极母线上的冷却水套与承压釜上的循环水进、排水管接通，对电极母线进行冷却，然后关闭承压釜一端或两端的封头后，抽真空排出承压釜内的空气后，向承压釜内注入惰性气体，开始通电煅烧；当承压釜内的压力达到0.3KP时，打开承压釜上的排气阀使承压釜内的压力至常压后关闭排气阀，抽真空使承压釜内保持1KP以上的负压，并持续10小时后停止抽负压，通过承压釜上的压力控制阀保持承压釜内的压力在0.1MPa的正压下煅烧45小时后断电；当承压釜内的压力降到常压后，向釜内注入氮气，用氮气将承压釜内的反应后的气体置换掉；当承压釜内的温度至常温后，打开将承压釜一端或两端的封头，将可移动炉槽车从承压釜内拉出，进行卸料，在卸料后，将硅石颗粒和冶金焦颗粒进行筛分，备下次使用。实施例2-3。实施例2、3如下表，在上述实施例中，改变硅石颗粒、冶金焦颗粒的粒度和煅烧压力、时间，其他工艺条件不变。实施例硅石粒度冶金焦粒度煅烧压力煅烧压力26mm20mm0.4KP、8小时0.4MPa、40小时310mm30mm0.7KP、5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密闭式石墨化生产工艺，该工艺步骤为：1）装炉：在可移动炉槽车底板两端安装好石墨电极炉墙后，在两石墨电极炉墙之间的可移动炉槽车底板上铺一层硅石颗粒，然后在硅石颗粒上铺一层冶金焦颗粒，将需要石墨化的碳素制品顺序放置在冶金焦颗粒层上，然后用石墨粉将碳素制品之间和碳素制品与两石墨电极炉墙之间的缝隙充填好之后，在需要石墨化的碳素毛坯上顺序铺一层冶金焦颗粒和硅石颗粒；2）煅烧：将装填完成的可移动炉槽车推入密闭式石墨化炉内，使可移动炉槽车两端的石墨电极炉墙上的石墨电极与承压釜两端的电极母线联通，同时将电极母线上的冷却水套与承压釜上的循环水进、排水管接通，关闭承压釜一端或两端的封头后，抽真空排出承压釜内的空气，然后向承压釜内注入惰性气体后，开始通电煅烧；3）卸料：石墨化结束后，打开承压釜一端或两端的封头，将可移动炉槽车从承压釜内拉出进行卸料，并将硅石颗粒和冶金焦颗粒粉筛后备用。

【技术特征摘要】
1.一种密闭式石墨化生产工艺，该工艺步骤为：1）装炉：在可移动炉槽车底板两端安装好石墨电极炉墙后，在两石墨电极炉墙之间的可移动炉槽车底板上铺一层硅石颗粒，然后在硅石颗粒上铺一层冶金焦颗粒，将需要石墨化的碳素制品顺序放置在冶金焦颗粒层上，然后用石墨粉将碳素制品之间和碳素制品与两石墨电极炉墙之间的缝隙充填好之后，在需要石墨化的碳素毛坯上顺序铺一层冶金焦颗粒和硅石颗粒；2）煅烧：将装填完成的可移动炉槽车推入密闭式石墨化炉内，使可移动炉槽车两端的石墨电极炉墙上的石墨电极与承压釜两端的电极母线联通，同时将电极母线上的冷却水套与承压釜上的循环水进、排水管接通，关闭承压釜一端或两端的封头后，抽真空排出承压釜内的空气，然后向承压釜内注入惰性气体后，开始通电煅烧；3）卸料：石墨化结束后，打开承压釜一端或两端的封头，将可移动炉槽车从承压釜内拉出进行卸料，并将硅石颗粒和冶金焦颗粒粉筛后备用。2.根据权利要求1所述的密闭式石墨化生产工艺，其特征在于上述硅石颗粒的粒度为2-10mm；上述冶金焦颗粒的粒度为12-30mm。3.根据权利要求2所述的密闭式石墨化生产工艺，其特征在于在上述煅烧步骤中，向承压釜内注入惰性气体后通电煅烧的具体工艺过程是：通电煅烧时，当承压釜内的压力达到0.3—0.7KP时，打开承压釜上的排气阀使承压釜内的压力至常压后关闭排气阀，抽真空使承压釜内保持1KP以上的负压，并持续5-10小时后停止抽负压，通过承压釜上的压力控制阀保持承压釜内的压力在0.1—0.4MPa的正压下煅烧40-45小时后...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恩礼，王舶宇，
申请(专利权)人：王恩礼，
类型：发明
国别省市：宁夏,64