碳素件石墨化工艺过程和设备制造技术

在石墨化炉中使碳素件石墨化，所述炉体中充满惰性气体、碳素件排成一列以步进方式送中炉中，成串的碳素件在轴向方向上被夹持，并在其中形成压应力，此应力足可以使成串件自持。在顺次的送进工序之间，当取下一个已石墨化的碳素件并加上一个待石墨化的碳素件时，在成串的碳素件中保持该轴向压力。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使碳素件石墨化的工艺过程，这些碳素件首尾相接成一线，形成一水平成串件，此成串件按送进工序沿轴向通过一石墨化炉，送进距离不小于一件碳素件的长度。在所述炉中，成串件全长的至少一部分以通过电流方式加热到石墨化温度。在顺次的两次送进之间，由于在炉体的出口端移走了至少一个已石墨化了的碳素件，所述成串件即变短。在炉体的进口端，由于添加了至少一个待石墨化的碳素件，而使成串件变长。本专利技术还涉及一种实现此工艺过程的设备。准备石墨化的已预烧过的碳素件首尾相接成一线，形成一成串件，此成串件被送进到石墨化炉中，在其中通过电极通以电流，这样即可通过焦耳效应，将碳素件加热到要求的石墨化温度。为了在石墨化炉中不出现氧化性气氛，在炉中或充以惰性气体或装入碳粒。装入碳粒的好处是，如果成串件水平放置，碳粒即可将它支撑住而不会下沉。缺点是，装入的碳粒与成串件一起被加热，从而需要更多的能源。当碳粒的温度提高后，它们的导电性将提高，这样便在填充物件中形成与成串件平行的导电层。使用碳粒作为成串件的缺点可以这样来避免，即在石墨化炉中以惰性气代替所述填充物。但在这种情况下，成串件中的碳素件将不得不借助其它种方法予以合宜的支持，因为成串件不再由粒状填充物所-->支持。因为成串件在一个充有惰性气的炉中不由粒状填充物支持，所以很难对一移动中的成串件通以电流。成串件连续通过石墨化炉的方案，只是以使用填充有碳粒的石墨化炉披露出来（EP-B-O    121    530）。在此已知的工艺过程中，成串件在炉中是按工序通过的，在每次送进之后，在炉体的出口端由于移走了一件已石墨化了的碳素件，而使成串件缩短。而在炉体的进口端，由于添加一件待石墨化的碳素件而使成串件变长。当成串件移动时，它是由抓持头夹持的，抓持头安装在炉体的两端，成串件由所述抓持头推动进行轴向移动，其距离等于一件碳素件的长度。之后，抓持头自成串件端面处脱开，从而使成串件能分别变短和变长。在顺次的两次送进之间，成串件上不施加轴向压力是没有什么影响的，因为成串件是由碳粒填充物支持的，还由于在顺次的两次送进之间，电流已被切断，这样，便不需要将碳素件挤在一起以便在相邻的碳素件之间能导电。填充物中的碳粒可在电极之间比较简单地形成导电层，炉中的电极径向地伸向成串件。由于碳粒的温度提高之后，在靠近电极处便具有了适宜的导电性，这样，电流便可通过端子通过来。端子在成串件的整个长度上是这样分布的，即在预热区、石墨化区和冷却区是有差别的。在冷却区有一些散热片伸入到炉体内部，以便将热量从冷却区更多地传送出去。但是这种结构无法消除由于使用碳粒填充物造成的缺点。此外，这种对成串件的良好支撑作用将会增加对成串件送进运动的阻力，而成串件的表面，由于成串件在送进过程中与碳粒接触而可能受损。本专利技术的一个目的是改进一种工艺过程，这种工艺过程是上面首先说明的那种，它用于使碳素件石墨化，由碳素件构成的成串件，能够以较少的能量连续地进行石墨化，炉中不需要使用碳粒填充物。-->按照本专利技术，上述目的已实现，成串件将通过炉体，炉体中充满惰性气体，成串件在轴向方向上被夹持，并在其中形成轴向压力，此压力足可以使成串件自持。在顺次的两次送进工序之内，当成串件变短和变长时，此轴向的压力仍然存在。因为当一件已石墨化了的碳素体，在炉体的出口端从成串件上移走时，以及一件准备石墨化的碳素件，在炉体的进口端添加到成串件上时，能够使成串件自持的轴向压力仍然存在，所以成串件能够连续地按工序被送入并通过石墨化炉，虽然所述炉中并没有碳粒填充物。由于这个原因，炉中可充入一种惰性气体，这样便可以避免由于使用碳粒填充物带来的缺点，同时，由于不需要加热粒状填充物，因而减少了能量消耗。以在轴向夹持成串件方式而使其能自持的，为实现这种夹持所需要的压力，必须低于碳素件的抗压强度。令人惊奇地发现，即使成串件相当长时，这种要求也能满足。由于这个原因，便有可能使成串件具有这样的长度，即成串件所显现的电阻足够使施加的合理电源电压产生的电流，能达到额定的电流值。在成串件中产生的轴向压应力，还可对已石墨化了的碳素件中的晶粒取向，产生人们期望的影响。如果成串件在石墨化炉中移动并顺次通过预热区、石墨化区和冷却区时，则成串件在冷却区中散发的热量有可能被利用去预热成串件。这时可使惰性气体以与成串件送进方向相反的方向流过石墨化炉，并使惰性气体对石墨化区旁路。这样，在预热区便可将所述惰性气在冷却室中自成串件上吸收的热的一部分，传送给成串件。因为已使惰性气对石墨化区旁路，因而在石墨化区中对成串件进行的热处理，将不会受来自冷却区的惰性气的不利影响，而惰性气也不会自石-->墨化区中为热交换被抽出。在本专利技术的范畴内，如果对自预热区中抽出的惰性气体进行净化和冷却，然后再循环流到石墨化炉的冷却区，便可形成特别理想的加热条件。当初用来预热成串件的惰性气体余热，在冷却惰性气体时仍可利用，同时使惰性气循环流动，将会使所需要的惰性气体量最少。可以利用已知的石墨化炉和一间歇式传送机实现本工艺过程。有两个抓持头，它们分别安装在石墨化炉的前方和后方，并可在轴向方向上，将碳素件成串件夹持在所述抓持头之间。它们在炉体轴线方向上是可调节的，调节距离至少等于一件碳素件的长度。石墨化炉中充有惰性气体，并为成串件装置有十分重要的气密通道，在炉体的进口端和出口端各装置有一个辅助抓持器，它有可径向运动的抓持爪，此爪可径向地夹持住成串件。在送进开始时，被抓持爪夹持的碳素件是与位于炉体出口端的抓持头接触的。在送进结束时，被抓持爪夹持的碳素件是与位于炉体进口端的抓持头接触的。辅助抓持器的抓持爪动作时可使位于石墨化炉中的成串件部分产生必要的压应力，从而不受成串件变短和变长的影响。在两个抓持头中的至少一个从成串件上退回之前，由所述辅助抓持器即可产生轴向压应力。结果是，位于两个辅助抓持器之间的成串件部分，在轴向压应力作用下仍可继续被夹持住，此压应力足够大可使成串件自持。这对使成串件通过石墨化炉所需要的送进运动是重要的。下面情况取决于具体条件，一是径向动作的抓持爪必须承受轴向压力的作用，或者所述抓持爪仅能保持住已由抓持头产生的轴向压应力。如果在轴向方向上无法动作的辅助抓持器之间形成的对成串件的径向夹持作用，不足以维持必须的最小轴向压应力时，成串件可以夹持在辅助抓持器中的一个和位于炉体某端的抓-->持头之间，此抓持头与所述的一个辅助抓持器位于炉体的各一端，因为成串件的变短和变长，不需要同时都实现，但可以依次地实现。因为石墨化炉中充满惰性气体，为容纳位于靠近炉体进口端和出口端的成串件，炉体中必须有十分重要的气密通道。用于此通道口的密封件可以是一种滑动接触密封件，它以密封接触方式围住成串件。然而这种接触方式在成串件被送进时，会产生不希望有的滑动摩擦。为了在密封件和成串件之间不产生滑动摩擦，可以在炉体的进口端和出口端各安装一个套筒状的密封室，它可以对炉壳在轴向方向上作相对移动，移动距离等于间隙传送器的送进长度。所述密封室有一容纳成串件的通道口，在靠近所述通道口处可以安装一密封室密封件，它位于成串件四周并可沿径向动作以接触成串件。在这种情况下，在每次送进过程中，套筒状密封室能与成串件一起动作，在每次送进过程中，成串件是在不与这种密封件接触的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使碳素件石墨化的处理方法，所述碳素件首尾相接成一线，构成一水平成串件，此成串件按送进工序沿轴向通过一石墨化炉，送进距离不小于一件碳素件的长度，在所述炉中，碳素件成串件全长的至少一部分以通过电流方式加热到石墨化温度，在顺次的两次送进之间，由于在炉体的出口端移走至少一个已石墨化了的碳素件，所述成串件将变短，而在炉体的进口端，由于添加了至少一个待石墨化的碳素件，而使成串件变长，其特征在于，成串件通过一充满惰性气体的炉体，成串件被轴向地夹持住，从而在成串件中产生轴向压力，此压力足可以使成串件自持，在顺次的两次送进之间，当成串件变短和变长时，此轴向压力始终存在。

【技术特征摘要】
AT 1988-8-4 A 1966/881、一种使碳素件石墨化的处理方法，所述碳素件首尾相接成一线，构成一水平成串件，此成串件按送进工序沿轴向通过一石墨化炉，送进距离不小于一件碳素件的长度，在所述炉中，碳素件成串件全长的至少一部分以通过电流方式加热到石墨化温度，在顺次的两次送进之间，由于在炉体的出口端移走至少一个已石墨化了的碳素件，所述成串件将变短，而在炉体的进口端，由于添加了至少一个待石墨化的碳素件，而使成串件变长，其特征在于，成串件通过一充满惰性气体的炉体，成串件被轴向地夹持住，从而在成串件中产生轴向压力，此压力足可以使成串件自持，在顺次的两次送进之间，当成串件变短和变长时，此轴向压力始终存在。2、根据权利要求1提出的处理方法，成串件在石墨化炉中将顺次通过一预热区，一石墨化区和一冷却区，其特征在于，惰性气体在石墨化炉中的流动方向与成串件的送进方向相反，惰性气体对石墨化区旁路，而对预热区中的成串件传送一部分热，此部分热是被所述惰性气体从位于冷却区中的成串件上吸收走的。3、根据权利要求2提出的处理方法，其特征在于，从预热区中被抽走的惰性气体将被净化和冷却，然后再循环至石墨化炉的冷却区。4、一种实现根据权利要求1至3中的任一个提出的处理方法的设备，包括有一石墨化炉和一间歇式传送机，传送机上装有两个抓持头，它们分别装置在石墨化炉体的前方和后方，在所述抓持头之间，碳素件成串件被轴向地夹持住，抓持头沿炉体轴线运动的距离是可调的，调节距离至少有一件碳素件的长度，其特征在于，石墨化炉中充满一种惰性气体，其中有至少大至气密的成串件通路，在炉体的进口端和出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍尔威古，海因里西番霍茨，卡尔维尔黑姆，沃尔夫冈特里漠，
申请(专利权)人：福斯特阿尔平机械建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]