一种高产高效的石墨化炉的装炉方法技术

本发明专利技术的一种高产高效的新型石墨化炉的装炉方法，将两台石墨化炉串联使用，并且适当扩大石墨化炉的炉芯尺寸，炉芯尺寸长宽高为1800mm×1800mm×18000mm，由此降低坯品的石墨化能耗，吨产品的能耗降低到4500KWh左右；对拟装入石墨化炉的坯品及填料进行匹配，解决由炉芯尺寸扩大后的偏流等技术问题；对两台串联的石墨化炉进行温度同步，从而解决两台石墨化炉初始电阻差异引起的温度差异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高产高效的新型石墨化炉的装炉方法。
技术介绍
石墨化炉，又名“艾奇逊炉”，是碳素生产企业获得人造石墨的关键工艺设备。当前，国家标准为生产1吨石墨产品电耗为8800KWh。在当前的市场竞争环境下，为降低能耗，石墨化炉向串极化或大型化方向发展。对于生产石墨电极的企业来说，一次能生产更多的石墨电极是合算的。这样，艾奇逊炉就发展成为“串极石墨化”炉。对于生产特种石墨的企业来说，由于产品为“多品种小批量”的模压产品、小型的挤出产品，无法使用“串极石墨化炉”，为降低生产成本，采用大型石墨化炉石墨化特种石墨坯品。而对于生产各向同性的石墨材料的碳素企业而言，由于材料特性的原因，无法使用“串极石墨化炉”和“大型石墨化炉”。原因如下：1、各向同性石墨坯品的石墨化不适应使用“串极石墨化炉”串极石墨化炉，是将挤出的电极坯品端部进行加工后，在炉内依次摆放好后，在炉头用液压系统压紧炉头导电电极，使导电电极与产品端面贴合，并推动炉内产品依次首尾相贴。之后，启动石墨化炉的电气控制系统，石墨化炉电源系统工作，电流从炉头电极依次通过炉内坯品，电流使炉内坯品发热，实现炉内温度，完成石墨电极坯品的石墨化。串极石墨化炉，是一种高效多产的石墨化炉，可使所生产的石墨化电极的石墨化能耗降到4500-5500KWh/吨，极大地降低了石墨电极的生产成本。但串极石墨化炉，由于电流直流通过产品，导致产品在通电方向和非通电>方向存在极性差异。这种差异，对于沿轴向导电的石墨电极状态而言，是有利的；但对于有特殊需求的如光伏行业的多晶炉用石墨热场、光伏行业与电子行业的单晶炉用的石墨热场来说，或者核反应堆芯用的核石墨材料而言，并不恰当。因为它们要求的是材料的各向同性性。2、各向同性石墨坯品的石墨化不适应使用“超大型”石墨化炉对于生产的产品为“多品种小批量”的模压产品、小型的挤出产品的特种石墨的生产厂而言，为降低生产成本，采用“超大型”石墨化炉。大型石墨化炉，是将常规的炉芯尺寸为1500mm×1500mm×15000mm的石墨化炉，增大到2400mm×2400mm×30000mm，使石墨化炉的装炉量，从30mt/炉，提高到180mt/炉。对于常规的炉芯尺寸为1500mm×1500mm×15000mm的石墨化炉而言，一般不会出现偏流。正常情况下，炉芯中心高温区比高温边缘区温度约高200℃。对于大型石墨化炉，如炉芯尺寸为2400mm×2400mm×30000mm的石墨化炉，易出现偏流现象，中心高温区的温度比高温边缘区温度约高450℃，导致高温边缘区的温度过低，这个区域的坯品石墨化程度不够，影响了产品的生产质量和销售使用的范围。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服各向同性的石墨材料无法使用“串极石墨化炉”和“超大型石墨化炉”，而无法降低生产成本的不足，本专利技术提供一种高产高效的新型石墨化炉的装炉方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高产高效的新型石墨化炉的装炉方法，包括以下步骤：1)设计合适尺寸的石墨化炉：炉芯尺寸长宽高为1800mm×1800mm×18000mm，装炉量为60mt/炉；2)串联使用石墨化炉：将两台步骤1)中的石墨化炉串联，并与同一个电源系统串联组成回路；3)产品匹配：对拟装入步骤2)中的两台石墨化炉内的坯品分组匹配，使装入两台石墨化炉内的坯品技术状态(指坯品的配方、坯品的前道生产工艺与坯品的生产过程)一致、数量和重量一致或基本一致；及对坯品在石墨化炉的炉芯长度区域均匀摆放；4)电阻料填料的匹配：电阻料的匹配，拟填入步骤2)中的两台石墨化炉内的电阻料基本一致；即电阻料的种类、颗粒度、形状、电阻率、灰分等的理化指标基本一致。5)保温料填料的匹配：保温料的匹配，拟填入步骤2)中的两台石墨化炉内的保温料基本一致；即保温料的种类、颗粒度、形状、电阻率、灰分等的理化指标基本一致。6)同步两台串联的石墨化炉的温度。测量两台串联的石墨化炉的温度，以较高的温度为监视温度，即基准温度，控制较低温度的石墨化炉的温度。步骤3)的产品匹配中的分组匹配，包括坯品的配方、生产工艺过程、形状、规格尺寸和密度一致或基本一致。步骤3)的产品匹配中，利用装炉图二次匹配坯品，使得坯品在整个炉芯长度区域均匀摆放。本专利技术所述的装炉图是指坯品放入炉内的位置图，借用窑炉与硅酸盐行业的术语，本专利技术所述的装炉图在本质上体现坯品的电阻匹配，减少炉内电流偏流现象；同时可以分析产品质量，如炉内温度的一致性(均匀性)，产品的石墨化率，产品冷却过程中的氧化影响和冷却影响等。由于生产的坯品不同，每次装炉图都不一样，不同的位置，所放置的坯品不同。步骤4)中，还包括保温料的匹配，拟填入步骤2)中的两台石墨化炉内的保温料的理化指标一致或基本一致。步骤5)中，还包括保温料的匹配，拟填入步骤2)中的两台石墨化炉内的保温料的理化指标一致或基本一致。所述理化指标包括颗粒度、来源和生熟程度。本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种高产高效的新型石墨化炉的装炉方法，将两台石墨化炉串联使用，并且适当扩大石墨化炉的炉芯尺寸，由此降低坯品的石墨化能耗，吨产品的能耗降低到4500KWh左右；对拟装入石墨化炉的坯品及填料进行匹配，解决由炉芯尺寸扩大后的偏流等技术问题；对两台串联的石墨化炉进行温度同步，从而解决两台石墨化炉初始电阻差异引起的温度差异。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是碳素坯品石墨化率变化与石墨块电阻变化的趋势图。图1中粗实线为石墨块电阻变化曲线，细实线为石墨化率变化曲线。图2是本专利技术的两台石墨化炉串联使用的工作原理图。图2中1、第一台石墨化炉，2、第二台石墨化炉，3、控制系统，4、电源系统。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。1、石墨化炉的工作原理当石墨化炉内装满产品和电阻料填料及保温料填料等，整个石墨化炉就构成了一个“电阻”。启动电源控制系统之后，石墨化炉的电源系统开始工作。炉内的热量Q，即是炉内产品温度T的函数 Q = I 2 R t U 2 R t ]]>公式1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高产高效的新型石墨化炉的装炉方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设计合适尺寸的石墨化炉：炉芯尺寸长宽高为1800mm×1800mm×18000mm，装炉量为60mt/炉；2)串联使用石墨化炉：将两台步骤1)中的石墨化炉串联，并与同一个电源系统串联组成回路；3)产品匹配：对拟装入步骤2)中的两台石墨化炉内的坯品分组匹配，使装入两台石墨化炉内坯品的技术状态、数量和重量一致或基本一致；使坯品在石墨化炉的炉芯长度区域均匀摆放；并用装炉图记录装炉坯品在石墨化炉内的位置和状态。4)电阻料填料的匹配：电阻料的匹配，拟填入步骤2)中的两台石墨化炉内的电阻料的材质、颗粒度与理化指标基本一致；5)保温料填料的匹配：保温料的匹配，拟填入步骤2)中的两台石墨化炉内的保温料材质、的颗粒度与理化指标基本一致；6)同步两台串联的石墨化炉的温度。

【技术特征摘要】
1.一种高产高效的新型石墨化炉的装炉方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)设计合适尺寸的石墨化炉：
炉芯尺寸长宽高为1800mm×1800mm×18000mm，装炉量为60mt/炉；
2)串联使用石墨化炉：
将两台步骤1)中的石墨化炉串联，并与同一个电源系统串联组成回路；
3)产品匹配：对拟装入步骤2)中的两台石墨化炉内的坯品分组匹配，使
装入两台石墨化炉内坯品的技术状态、数量和重量一致或基本一致；使坯品在
石墨化炉的炉芯长度区域均匀摆放；并用装炉图记录装炉坯品在石墨化炉内的
位置和状态。
4)电阻料填料的匹配：
电阻料的匹配，拟填入步骤2)中的两台石墨化炉内的电阻料的材质、颗粒
度与理化指标基本一致；
5)保温料填料的匹配：
保温料的匹配，拟填入步骤2)中的两台石墨化炉内的保温料材质、的颗粒
度与理化指标基本一致；
6)同步两台串联的石墨化炉的温度。
2.如权利要求1所述的高产高效的新型石墨化炉的装炉方法，其特征在于：
测量两台串联的石墨化炉的温度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英丽，谢承启，李双珠，黄王英，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32