【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在底部装卸料真空感应卤素石墨净化处理炉系统中的真空感应卤素石墨净化处理工艺。
技术介绍
1、目前国内的一些厂家使用石墨净化处理炉进行石墨制品的提纯工艺操作时，其工艺要求是在石墨制品高温密闭的环境下不被氧化，并且能够去除石墨制品当中的金属成分。第一步，需要达到的一个温度条件：石墨被加热至2300℃；第二步，在这种高温状态下，石墨材料极易容易被氧化，充入惰性气体隔绝氧气是必须采用的措施。第三步，在石墨处于高温状态下，通入一定浓度的氯气与高温石墨内的金属杂质进行化学反应，反应产生的金属盐粉尘未经处理被强制排放到厂房外面。第四步，经过高温氯气处理的石墨制品，在惰性气体的氛围中，通过把冷却水经过泵站注入到炉体夹层，从而实现对石墨产品的间接降温，直至石墨产品降至常温达到出炉条件，这个过程通常需要一周时间。第五步，石墨净化处理反应产生的金属盐粉尘废气未经处理被强制排放到厂房外面，造成周边空气被污染，严重违反了环境保护法。
2、除此之外，国内石墨净化热处理炉的工艺过程中也存在诸多问题。
3、第一，现有石墨净化处理炉的主要模式是卧式腔体石墨材料电阻棒。卧式石墨净化处理炉的热区有其最大的缺点：装载产品的物理体积使用率低。
4、第二，石墨材料电阻棒作为加热元件，有其优点，也有其缺点。优点是发热石墨材料电阻棒热辐射加热均匀、良好导热性以及耐腐蚀性。但是缺点也是非常明显，加热速度慢并且温度场有延时性，石墨材料电阻棒的温度要高于被加热工件，升温主要是通过热辐射和热传导，想要达到2300℃的高温绝非易事。
5、第三，现阶段，石墨净化处理炉为防止高温石墨工件被氧化的措施主要是采用惰性气体保护隔绝氧气，其存在明显的缺陷是无法实现炉内的氧气彻底被隔绝，石墨制件在高温时被氧气氧化造成损耗。
6、第四，石墨工件在高温状态下经过氯气净化处理之后，仅仅通过把冷却水经过泵站注入到炉体夹层，从而实现对石墨产品的间接降温，时间持续约1周。这种缓慢降温是无法满足生产的需要。
7、第五，石墨净化处理反应产生的金属盐粉尘废气未经处理被强制排放到厂房外面，造成周边空气被污染，严重违反了环境保护法。石墨净化处理炉的尾气处理，势在必行。
8、综上问题，是业内人士亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种显著提高石墨净化效果的真空感应卤素石墨净化处理工艺。
2、实现上述目的的一种技术方案是：一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，该工艺通过一种底部装卸料真空感应卤素石墨净化处理炉系统来实现，该系统包括主体设备和附属设备，主体设备包括感应电源、感应线圈、立式炉真空腔体、高温石墨热区、腔体热区碳碳结合硬质胶粘块绝缘隔热层和底部炉门，附属设备包括常规模式下的真空系统、卤素处理模式下的真空系统、底部炉门升降提升丝杆涡轮机构、底部炉门横移机构、炉外循环快速冷却系统、氯气管道供应系统、氮气吹扫系统和尾气处理系统，其特征在于，所述工艺包括下列步骤：
3、装料步骤，将需要处理的石墨工件放置在底部炉门横移小车上，并移动到立式炉的正下方，通过底部炉门升降提升丝杆涡轮机构把底部炉门和石墨工件一起装入立式真空处理炉，同时实现真空密封；
4、抽真空步骤，开启常规模式真空系统抽取立式炉真空腔体的真空，达到设定工作真空后，开启感应电源加热，继续维持工作真空值；
5、感应加热步骤，高温石墨热区开始按照设定的温度曲线持续升温至工艺设定的温度值，感应电源持续加热输出维持立式炉热区工艺要求的温度；
6、氯气净化步骤，在停止常规模式真空系统的同时，开启卤素处理模式下的真空系统，氯气管道供应系统向立式炉的高温石墨热区通入氯气和惰性气体混合气，与石墨工件中的金属和金属氧化物杂质进行充分的化学反应，生产氯化盐气体粉尘，然后由尾气处理系统的抽气风机强制抽取到尾气处理中心；
7、氮气吹扫步骤，石墨工件经过氯气净化提纯之后，使用氮气吹扫系统吹扫氯气管道供应系统以及真空腔体；
8、快速降温步骤，开启炉外循环快速冷却系统进行快速降温，石墨工件表面温度降至常温，具备出炉条件；
9、尾气处理步骤，尾气处理达标后排放至大气；
10、卸料步骤，由底部炉门升降提升丝杆涡轮机构、底部炉门横移机构完成出炉及卸料。
11、在上述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺中，其中：
12、所述高温石墨热区，被一层石墨感受器包围，所述石墨感受器外围被碳碳结合的硬质胶粘块包围，所述石墨感受器能被感应加热，高温的石墨感受器对所述高温石墨热区起到热辐射的加热作用，
13、感应加热电源及感应线圈，所述立式炉真空腔体，处于真空状态下，感应线圈放置在立式炉真空腔体内部，由感应加热电源、感应线圈和石墨感受器实现无接触感应加热升温。
14、在上述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺中，其中：
15、所述底部炉门为大、小炉门的结构，其中小炉门用以实现装卸料，大炉门用以实现立式炉真空腔体内感应线圈和高温石墨热区的安装和维修。
16、在上述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺中，其中：
17、所述炉外循环快速冷却系统包括真空轴流风机、翅片式换热器、真空夹层管道、气动换向蝶阀、上下端气缸伸缩石墨堵塞，在真空轴流风机的作用下，较高温度炉气从上端炉门抽气口抽出，经过翅片式换热器的冷却，低温气体被风机从下端进气口泵入腔体内，如此循环，立式炉真空腔体内的炉气温度将被快速降至常温。
18、在上述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺中，其中：
19、所述尾气处理系统使用强碱溶液化学处理尾气，去除废气当中有害气体，包括残余氯气、氯化物、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物。
20、在上述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺中，其中：
21、所述氯气管道供应系统，通过向所述高温石墨热区通入氯气和惰性气体混合气，与石墨工件中的金属和金属氧化物的杂质进行充分的化学反应，生产氯化盐气体粉尘，并由尾气处理系统的抽气风机强制抽取到尾气处理中心，尾气处理达标后排放至大气。
22、采用了上述的技术方案，达成了如下的技术效果，具体是：
23、1、针对现有石墨净化处理炉的主要模式是卧式腔体石墨材料电阻棒。卧式石墨净化处理炉的热区有其最大的缺点：装载产品的物理体积使用率低。本专利技术采用立式石墨处理炉，就完全解决了卧式炉的体积装载量少的问题；
24、2、针对现有石墨材料电阻棒作为加热元件的缺陷，本专利技术采用感应加热就完全避开了石墨所有的缺点。感应加热最大的优点是加热速度快、实时加热升温无延时，可随时控制加热的启动和停止，升温完全依靠感应电源的交变磁场，加热线圈的温度远远低于被加热工件，而且被加热工件温度升至2300℃能够轻松完成。同时，因为感应加热的四个特点：快速加热、随时关本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，该工艺通过一种底部装卸料真空感应卤素石墨净化处理炉系统来实现，该系统包括主体设备和附属设备，主体设备包括感应电源、感应线圈、立式炉真空腔体、高温石墨热区、腔体热区碳碳结合硬质胶粘块绝缘隔热层和底部炉门，附属设备包括常规模式下的真空系统、卤素处理模式下的真空系统、底部炉门升降提升丝杆涡轮机构、底部炉门横移机构、炉外循环快速冷却系统、氯气管道供应系统、氮气吹扫系统和尾气处理系统，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，其特征在于，所述底部炉门为大、小炉门的结构，其中小炉门用以实现装卸料，大炉门用以实现立式炉真空腔体内感应线圈和高温石墨热区的安装和维修。
4.根据权利要求1所述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，其特征在于，所述炉外循环快速冷却系统包括真空轴流风机、翅片式换热器、真空夹层管道、气动换向蝶阀、上下端气缸伸缩石墨堵塞，在真空轴流风机的作用下，较高温度炉气从上端炉门抽气口抽出，经过翅片式换热器的冷却，
5.根据权利要求1所述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，其特征在于，所述尾气处理系统使用强碱溶液化学处理尾气，去除废气当中有害气体，包括残余氯气、氯化物、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物。
6.根据权利要求1所述的一种底部装卸料真空感应卤素石墨净化处理炉系统，其特征在于，所述氯气管道供应系统，通过向所述高温石墨热区通入氯气和惰性气体混合气，与石墨工件中的金属和金属氧化物的杂质进行充分的化学反应，生产氯化盐气体粉尘，并由尾气处理系统的抽气风机强制抽取到尾气处理中心，尾气处理达标后排放至大气。
...【技术特征摘要】
1.一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，该工艺通过一种底部装卸料真空感应卤素石墨净化处理炉系统来实现，该系统包括主体设备和附属设备，主体设备包括感应电源、感应线圈、立式炉真空腔体、高温石墨热区、腔体热区碳碳结合硬质胶粘块绝缘隔热层和底部炉门，附属设备包括常规模式下的真空系统、卤素处理模式下的真空系统、底部炉门升降提升丝杆涡轮机构、底部炉门横移机构、炉外循环快速冷却系统、氯气管道供应系统、氮气吹扫系统和尾气处理系统，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，其特征在于，所述底部炉门为大、小炉门的结构，其中小炉门用以实现装卸料，大炉门用以实现立式炉真空腔体内感应线圈和高温石墨热区的安装和维修。
4.根据权利要求1所述的一种真空感应卤素石墨净化处理工艺，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐彬城，颜世清，
申请(专利权)人：无锡应达工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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