一种超高电流石墨化炉多层导电设备及其控制方法技术

本发明专利技术涉及石墨化炉技术领域，特别涉及一种超高电流石墨化炉多层导电设备及其控制方法。包括：导电车，导电车上设置有支架；母线；铝排；第一夹持结构，第一夹持结构两端的外侧设置有铜板；第二夹持结构，第二夹持结构两端的外侧设置有铜板；导电结构，导电结构包括两个平行设置的石墨电极；导电设备用于通过控制铜板与母线和石墨电极完全压实，将母线的电流通过铝排输送到石墨化炉里，以使石墨化炉内的制品产生高温并进行石墨化处理。本发明专利技术可以减少热量的带出，降低电耗，具有热效率高、送电时间短等特点，并且通过多层导电设备可以极大的提高生产效率。高生产效率。高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种超高电流石墨化炉多层导电设备及其控制方法


[0001]本专利技术涉及石墨化炉
，特别涉及一种超高电流石墨化炉多层导电设备及其控制方法。

技术介绍

[0002]石墨化炉是根据焦耳定律的原理而设计的直接加热，间歇运转的电阻炉。对艾其逊式石墨化炉而言，装入炉内的产品与少量的电阻料组成炉芯，产品本身即是发热电阻，又是被加热对象。对内串炉而言，装入炉内的产品就是炉芯，发热电阻由产品本身构成。制品靠自身的发热而使之石墨化。内串式石墨化炉是内热式串接石墨化炉，是由美国人卡斯特钠专利技术的，分为卧式内串和立体内串。内串式石墨化工艺与艾奇逊石墨化工艺的主要区别是产品加热直接通过电极本身，而不需要电阻材料发热。这也是内串式石墨化工艺较艾奇逊石墨化工艺改进的主要特点。由于内串式石墨化工艺没有填充料，因而可以减少热量的带出，即可减少热量带出10%，降低电耗20%
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35%。内串式石墨化炉具有热效率高、送电时间短等特点，在高温阶段仅需1
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2h。产品直接加热时电阻均匀，产品的成品率高。从20世纪80年代开始，德国、美国、日本等国的炭素厂生产大规格超高功率石墨电极多数已采用内串式石墨化工艺。内串式石墨化炉的炉型可分为I型U型W型和梅花型，其中U型炉较多，有单柱和多柱的，有两折、四折甚至多折的。
[0003]然而现有技术中，由于传统的石墨化工艺需要使用填充料，进而会增加热量的带出，产生高额的电耗，并且仅能进行单层导电，生产效率大大降低。因此，如何提供一种超高电流石墨化炉多层导电设备是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种超高电流石墨化炉多层导电设备及其控制方法，通过控制铜板与母线和石墨电极完全压实，将母线的电流通过铝排输送到石墨化炉里，以使石墨化炉内的制品产生高温并进行石墨化处理，本专利技术可以减少热量的带出，降低电耗，具有热效率高、送电时间短等特点，并且通过多层导电设备可以极大的提高生产效率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：一种超高电流石墨化炉多层导电设备，包括：导电车，所述导电车上设置有支架；母线；铝排；第一夹持结构，所述第一夹持结构两端的外侧设置有铜板；第二夹持结构，所述第二夹持结构两端的外侧设置有铜板；导电结构，所述导电结构包括两个平行设置的石墨电极；所述导电设备用于通过控制所述铜板与所述母线和所述石墨电极完全压实，将所述母线的电流通过所述铝排输送到所述石墨化炉里，以使所述石墨化炉内的制品产生高温
并进行石墨化处理。
[0006]在本申请的一些实施例中，还包括：支撑结构，所述支撑结构的底部设置有电瓶箱；所述导电车的底部设置有行走轮；所述支撑结构与所述行走轮之间设置有绝缘结构。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述第一夹持结构的上端还设置有滑轮，所述滑轮设置于所述支架内，所述滑轮为两个。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述铜板与所述石墨电极接触面的接触面积相等；所述铜板与所述铝排接触面的接触面积相等。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述绝缘结构为绝缘板。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种超高电流石墨化炉的控制方法，应用于一种超高电流石墨化炉多层导电设备中，包括：步骤S1：导电车就位后，控制所述导电车两侧的铜板与铝母线和石墨电极完全压实，并开始送电；步骤S2：当所述导电车完成一个炉次的送电任务，运动到下一个炉子继续工作。
[0011]在本申请的一些实施例中，在所述步骤S1中还包括：通过检测单元实时检测所述石墨化炉内的制品数量M0并确定功率P0，根据所述制品数量M0和所述功率P0通过控制单元对所述石墨化炉的加热速度进行控制，其中，所述加热速度是根据公式γ=P/mc确定的，式中，γ为加热速度，P为功率，m为制品数量，c为制品的比热；在所述控制单元内设定预设加热时的加热速度矩阵T0和预设制品的数量矩阵A，对于所述预设制品的数量矩阵A，设定A(A1,A2,A3,A4)，其中A1为第一预设制品的数量，A2为第二预设制品的数量，A3为第三预设制品的数量，A4为第四预设制品的数量，且A1＜A2＜A3＜A4；对于所述预设加热时的加热速度矩阵T0，设定T0(T01,T02,T03,T04),其中，T01为第一预设加热时的加热速度，T01为第二预设加热时的加热速度，T01为第三预设加热时的加热速度，T01为第四预设加热时的加热速度，且T01＜T02＜T03＜T04；所述控制单元用于根据M0与所述预设制品的数量矩阵A之间的关系选定相应的加热速度作为所述石墨化炉的加热速度；当M0＜A1时，选定所述第一预设加热时的加热速度T01作为所述石墨化炉的加热速度；当A1≤M0＜A2，选定所述第二预设加热时的加热速度T02作为所述石墨化炉的加热速度；当A2≤M0＜A3，选定所述第三预设加热时的加热速度T03作为所述石墨化炉的加热速度；当A3≤M0＜A4，选定所述第四预设加热时的加热速度T04作为所述石墨化炉的加热速度。
[0012]在本申请的一些实施例中，通过检测单元实时检测所述石墨化炉内的制品数量M0的同时，实检测周围环境在t0时刻的温度差W0，根据所述温度差W0通过控制单元实时计算加热过程中的热损失系数k，根据所述加热过程中的热损失系数k，确定所述石墨化炉的加热时间；
在所述控制单元内还设定有预设热损失系数矩阵K与预设石墨化炉的加热时间矩阵B，对于所述预设石墨化炉的加热时间矩阵B，设定B(B1,B2,B3,B4)，其中B1为第一预设石墨化炉的加热时间，B2为第二预设石墨化炉的加热时间，B3为第三预设石墨化炉的加热时间，B4为第四预设石墨化炉的加热时间，且B1＜B2＜B3＜B4；对于所述预设热损失系数矩阵K，设定K(K1,K2,K3,K4)，其中K1为第一预设热损失系数，K2为第二预设热损失系数，K3为第三预设热损失系数，K4为第四预设热损失系数，且K1＜K2＜K3＜K4;所述控制单元还用于根据k与所述预设热损失系数矩阵K之间的关系选定相应的加热时间作为所述石墨化炉的加热时间；当k＜K1时，选定所述第一预设石墨化炉的加热时间B1作为所述石墨化炉的加热时间；当K1≤k＜K2，选定所述第二预设石墨化炉的加热时间B2作为所述石墨化炉的加热时间；当K2≤k＜K3，选定所述第三预设石墨化炉的加热时间B3作为所述石墨化炉的加热时间；当K3≤k＜K4，选定所述第四预设石墨化炉的加热时间B4作为所述石墨化炉的加热时间。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述检测单元还用于实时检测在预设时间范围的t
x
时刻的温度差的变化值
△
W，并根据所述温度差的变化值
△
W通过所述控制单元对所述预设石墨化炉的加热时间进行修正；在所述控制单元内还设定有预设温度差的变化值矩阵R和预设石墨化炉的加热时间的修正系数矩阵L，对于所述预设石墨化炉的加热时间的修正系数矩阵L，设定L(L1,L2,L3,L4)，其中L1为第一预设石墨化炉的加热时间的修正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高电流石墨化炉多层导电设备，其特征在于，包括：导电车，所述导电车上设置有支架；母线；铝排；第一夹持结构，所述第一夹持结构两端的外侧设置有铜板；第二夹持结构，所述第二夹持结构两端的外侧设置有铜板；导电结构，所述导电结构包括两个平行设置的石墨电极；所述导电设备用于通过控制所述铜板与所述母线和所述石墨电极完全压实，将所述母线的电流通过所述铝排输送到所述石墨化炉里，以使所述石墨化炉内的制品产生高温并进行石墨化处理。2.根据权利要求1所述的一种超高电流石墨化炉多层导电设备，其特征在于，还包括：支撑结构，所述支撑结构的底部设置有电瓶箱；所述导电车的底部设置有行走轮；所述支撑结构与所述行走轮之间设置有绝缘结构。3.根据权利要求1所述的一种超高电流石墨化炉多层导电设备，其特征在于，所述第一夹持结构的上端还设置有滑轮，所述滑轮设置于所述支架内，所述滑轮为两个。4.根据权利要求1所述的一种超高电流石墨化炉多层导电设备，其特征在于，所述铜板与所述石墨电极接触面的接触面积相等；所述铜板与所述铝排接触面的接触面积相等。5.根据权利要求2所述的一种超高电流石墨化炉多层导电设备，其特征在于，所述绝缘结构为绝缘板。6.一种超高电流石墨化炉的控制方法，应用于如权利要求1
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5任一项所述的超高电流石墨化炉多层导电设备中，其特征在于，包括：步骤S1：导电车就位后，控制所述导电车两侧的铜板与铝母线和石墨电极完全压实，并开始送电；步骤S2：当所述导电车完成一个炉次的送电任务，运动到下一个炉子继续工作。7.根据权利要求6所述的一种超高电流石墨化炉的控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中还包括：通过检测单元实时检测所述石墨化炉内的制品数量M0并确定功率P0，根据所述制品数量M0和所述功率P0通过控制单元对所述石墨化炉的加热速度进行控制，其中，所述加热速度是根据公式γ=P/mc确定的，式中，γ为加热速度，P为功率，m为制品数量，c为制品的比热；在所述控制单元内设定预设加热时的加热速度矩阵T0和预设制品的数量矩阵A，对于所述预设制品的数量矩阵A，设定A(A1,A2,A3,A4)，其中A1为第一预设制品的数量，A2为第二预设制品的数量，A3为第三预设制品的数量，A4为第四预设制品的数量，且A1＜A2＜A3＜A4；对于所述预设加热时的加热速度矩阵T0，设定T0(T01,T02,T03,T04),其中，T01为第一预设加热时的加热速度，T01为第二预设加热时的加热速度，T01为第三预设加热时的加热速度，T01为第四预设加热时的加热速度，且T01＜T02＜T03＜T04；所述控制单元用于根据M0与所述预设制品的数量矩阵A之间的关系选定相应的加热速
度作为所述石墨化炉的加热速度；当M0＜A1时，选定所述第一预设加热时的加热速度T01作为所述石墨化炉的加热速度；当A1≤M0＜A2，选定所述第二预设加热时的加热速度T02作为所述石墨化炉的加热速度；当A2≤M0＜A3，选定所述第三预设加热时的加热速度T03作为所述石墨化炉的加热速度；当A3≤M0＜A4，选定所述第四预设加热时的加热速度T04作为所述石墨化炉的加热速度。8.根据权利要求7所述的一种超高电流石墨化炉的控制方法，其特征在于，通过检测单元实时检测所述石墨化炉内的制品数量M0的同时，实检测周围环境在t0时刻的温度差W0，根据所述温度差W0通过控制单元实时计算加热过程中的热损失系数k，根据所述加热过程中的热损失系数k，确定所述石墨化炉的加热时间；在所述控制单元内还设定有预设热损失系数矩阵K与预设石墨化炉的加热时间矩阵B，对于所述预设石墨化炉的加热时间矩阵B，设定B(B1,B2,B3,B4)，其中B1为第一预设石墨化炉的加热时间，B2为第二预设石墨化炉的加热时间，B3为第三预设石墨化炉的加热时间，B4为第四预设石墨化炉的加热时间，且B1＜B2＜B3＜B4；对于所述预设热损失系数矩阵K，设定K(K1,K2,K3,K4)，其中K1为第一预设热损失系数，K2为第二预设热损失系数，K3为第三预设热损失系数，K4为第四预设热损失系数，且K1＜K2＜K3＜K4;所述控制单元还用于根据k与所述预设热损失系数矩阵K之间的关系选定相应的加热时间作为所述石墨化炉的加热时间；当k＜K1时，选定所述第一预设石墨化炉的加热时间B1作为所述石墨化炉的加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈树涛，谈树明，
申请(专利权)人：青岛宜博铜业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：