新型石墨化爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型石墨化爐，屬于石墨加工技術(shù)領(lǐng)域，包括排料冷卻裝置、進料管、控制裝置和豎向設(shè)置的爐體；爐體設(shè)置有用于容納炭質(zhì)材料的爐膛，爐膛包括連通的加熱爐膛和保溫爐膛；爐體設(shè)置有電極對，電極對包括上部電極和下部電極，上部電極的底端位于加熱爐膛的頂部，下部電極位于加熱爐膛的底部；進料管安裝于爐體的頂部，控制裝置安裝于爐體，控制裝置位于加熱爐膛內(nèi)，控制裝置用于控制進料管的開口大?。慌帕侠鋮s裝置設(shè)置于爐體的底部。本發(fā)明提供的新型石墨化爐在爐體的頂部設(shè)置有控制裝置，控制裝置通過控制進料管在與加熱爐膛連通處的開口大小來控制進料速度，在保證石墨化爐具有極高的石墨化效率的同時可以連續(xù)工作。
【專利說明】
新型石墨化爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及石墨加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種新型石墨化爐?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]碳質(zhì)材料的碳原子為不規(guī)則排列，只有通過2200°C?2600°C的高溫熱處理，使碳原子發(fā)生再結(jié)晶，重新有序排列，才能呈現(xiàn)出石墨的晶體結(jié)構(gòu)，從而具有石墨的許多優(yōu)良性能，如導電性和導熱性顯著提高，化學和熱穩(wěn)定性更好，雜質(zhì)減少，硬度降低，更易于機械加工等等。石墨化爐的功能就是使碳質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為人造石墨材料，例如為鋼鐵冶煉、鋁冶煉、 負極材料、其它有色金屬行業(yè)、核工業(yè)等提供優(yōu)質(zhì)碳元素的石墨材料。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，石墨化爐設(shè)置有上部電極和下部電極，上部電極和下部電極之間形成一個下部橫截面積大于上部橫截面積的傘形電場或錐臺形電場，被煅燒的物料在此種電場中的發(fā)熱效率和恒溫面積較低，對于連續(xù)石墨化來說，發(fā)熱效率和恒溫面積直接影響爐窯的產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新型石墨化爐，以改善現(xiàn)有石墨化爐連續(xù)性不高的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0006]基于上述目的，本發(fā)明提供了一種新型石墨化爐，包括排料冷卻裝置、進料管、控制裝置和豎向設(shè)置的爐體；
[0007]所述爐體設(shè)置有用于容納炭質(zhì)材料的爐膛，所述爐膛包括用于加熱炭質(zhì)材料的加熱爐膛和用于保溫的保溫爐膛，所述加熱爐膛位于所述保溫爐膛的上方，且所述加熱爐膛與所述保溫爐膛連通；
[0008]所述爐體設(shè)置有電極對，所述電極對包括上部電極和位于所述上部電極的下方的下部電極，所述上部電極的底端位于所述加熱爐膛的頂部，所述下部電極位于所述加熱爐膛的底部；[〇〇〇9]所述進料管安裝于所述爐體的頂部，所述進料管與所述加熱爐膛連通，所述控制裝置安裝于所述爐體，所述控制裝置位于所述加熱爐膛內(nèi)，所述控制裝置用于控制所述進料管與所述加熱爐膛連通處的開口大小；
[0010]所述排料冷卻裝置設(shè)置于所述爐體的底部，且所述排料冷卻裝置與所述保溫爐膛連通。
[0011]本發(fā)明提供的新型石墨化爐在爐體的頂部設(shè)置有控制裝置，控制裝置通過控制進料管在與加熱爐膛連通處的開口大小來控制進料速度，避免物料在加熱爐膛內(nèi)堆積，對上部電極和下部電極的發(fā)熱效率造成影響，同時，可以使加熱爐膛內(nèi)隨時都保持充足的物料進行石墨化，當加熱爐膛內(nèi)物料堆積或者不足時，都會使石墨化的效率降低，甚至使石墨化爐停止工作進行處理，本發(fā)明提供的新型石墨化爐能在保證隨時都具有極高的石墨化效率的同時可以連續(xù)工作。
[0012]進一步地，所述控制裝置包括感應(yīng)器、連接件、支撐件和凸塊，所述連接件與所述爐體連接，所述支撐件與所述連接件滑動連接，所述支撐件沿所述加熱爐膛的軸心線方向相對于所述連接件滑動，所述感應(yīng)器安裝于所述支撐件的底部，所述感應(yīng)器用于檢測所述炭質(zhì)材料與所述支撐件底部之間的距離，所述凸塊安裝在所述支撐件上，所述凸塊位于所述進料管下方，所述炭質(zhì)材料與所述連接件的距離小于預(yù)設(shè)的距離時，所述支撐件帶動所述凸塊朝向上方滑動，令所述凸塊將所述進料管堵塞。
[0013]物料在加熱爐膛內(nèi)會堆積一定的高度，感應(yīng)器用于感應(yīng)物料的表面與支撐件的間隔的距離，在安裝控制裝置時，在感應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一個預(yù)設(shè)值，這個預(yù)設(shè)值就是物料與支撐件底部之間的距離，當物料的表面與支撐件的底部包車這個距離時，加熱爐膛的工作效率最尚；
[0014]當物料從進料管進入的太快時，物料在加熱爐膛內(nèi)堆積的高度會上升，此時物料與支撐件底部之間的距離變小，感應(yīng)器檢測到后會給使支撐件向上移動，使支撐件的底面與物料的表面保持預(yù)設(shè)距離，在支撐件上升的過程中，凸塊也會隨之一起上升，并對進料管在與加熱爐膛連通處的開口進行堵塞，在物料的表面與爐體的頂部距離小于感應(yīng)器的預(yù)設(shè)值時，凸塊會堵塞進料管的一部分，使進料管的進料速度變慢；[〇〇15]若進料管的進料速度特別大，使物料的表面與爐體頂部的距離小于感應(yīng)器預(yù)設(shè)的距離，那么凸塊就會上升到將進料管完全封閉的高度，此時停止進料，當物料在加熱爐膛內(nèi)被加工后，加熱爐膛內(nèi)的物料的表面向下沉，此時支撐件和凸塊隨之向下移動，進料管從新開始進料。
[0016]進一步地，所述凸塊的頂部呈圓錐形。[〇〇17]圓錐形的凸塊可以和進料管的形狀配合，達到完全禁進料管封閉的狀態(tài)。
[0018]進一步地，所述控制裝置還包括擋板，所述擋板安裝于所述支撐件，所述擋板位于所述凸塊和所述上部電極之間。
[0019]擋板可以避免物料在下落過程中與上部電極接觸，從而保證上部電極的放熱效率。
[0020]進一步地，所述擋板的板面與所述進料管的軸心線傾斜設(shè)置，所述擋板的板面由所述爐體的頂部朝向所述爐體底部向外傾斜。
[0021]傾斜設(shè)置的擋板可以進一步的對上部電極進行保護，同時擋板不會對進料管的進料造成影響。
[0022]進一步地，所述支撐件上還設(shè)置有通孔，所述通孔位于所述凸塊與所述擋板之間， 所述通孔沿所述凸塊的周向呈弧形。
[0023]物料在通過進料管進入爐體時，會與凸塊接觸并沿凸塊的周向向下滑動，其中的一部分會堆積在凸塊與擋板之間，當堆積到一定高度時，物料可能會翻過擋板與上部電極接觸，通孔可以使凸塊與擋板之間的物料順利落入爐體內(nèi)，避免堆積現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而避免物料與上部電極接觸。
[0024]進一步地，所述下部電極包括連接部以及放電部，所述放電部沿所述爐體的周向呈環(huán)狀，所述放電部的頂部和所述加熱爐膛連通，所述放電部的底部與所述保溫爐膛連通； 所述連接部設(shè)置有兩個，每個所述連接部的一端連接所述放電部的外周面，其另一端伸出所述爐體的外周面。
[0025]連接部用于和爐體連接，使下部電極與爐體連接的更加緊密，避免因長時間煅燒使下部電極與爐體之間產(chǎn)生裂縫，從而避免外部空氣進入將石墨氧化而發(fā)生斷裂。
[0026]進一步地，所述新型石墨化爐還包括設(shè)置于所述爐體的頂部的排氣管，所述爐膛還包括位于所述加熱爐膛的頂部且與所述加熱爐膛相互連通的頂部空腔，所述進料管和所述排氣管均與所述頂部空腔連通，所述上部電極豎向設(shè)置于所述爐體，所述上部電極的底端穿過所述頂部空腔伸至所述加熱爐膛的頂部，所述控制裝置位于所述頂部空腔內(nèi)。
[0027]原始炭質(zhì)材料在高溫加熱的過程中會產(chǎn)生部分氣體，該氣體若不及時排出，由于頂部空腔往上的溫度逐漸降低，煙氣里面的一些高熔點物質(zhì)會隨著溫度的遞減而形成流體或半流體狀態(tài)，導致煙道排氣受阻，時間長了甚至可能堵塞煙道，進而影響產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性，因此設(shè)置排氣裝置是十分必要的。
[0028]同時，現(xiàn)有石墨化爐的排氣方式為“爐膛上部設(shè)置環(huán)形煙道”，該方式是采用耐火磚在爐膛上部外側(cè)，沿鋼制爐墻板砌筑一條環(huán)形煙道，這種排氣方式的缺陷有:1、排氣不均勻，使爐膛上部預(yù)熱區(qū)同一平面的各點溫度不平衡，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定;2、爐口磚由于長期處于高溫明火的狀態(tài)下，容易變形或者燒損掉塊;3、有時候會因為原材料的品質(zhì)問題(比如，原材料中的細粉超過一定比例、和揮發(fā)份、灰分高的原材料，會產(chǎn)生大量的煙塵和煙氣)導致排氣不暢，使煙氣和煙塵無法及時排出爐外，此時煙氣就會從爐蓋的縫隙處和防爆孔快速泄露，而污染現(xiàn)場環(huán)境，同時因為雜質(zhì)無法隨著煙氣排出，也會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0029]本申請中，頂部空腔與加熱爐膛連通，經(jīng)進料管投入的原始加工炭質(zhì)材料順著頂部空腔的側(cè)壁流入加熱爐膛內(nèi)。原始炭質(zhì)材料加熱的過程中，頂部空腔內(nèi)部與排氣管保持連通狀態(tài)，加熱過程中產(chǎn)生的熱氣通過排氣管排出，避免產(chǎn)生的揮發(fā)物和煙氣積聚在爐體的頂部空腔，導致生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性降低。
[0030]進一步地，所述爐體的頂部設(shè)置有爐蓋，所述爐蓋開設(shè)有貫穿其厚度的穿設(shè)孔、排氣孔和進料孔;所述穿設(shè)孔位于所述爐蓋的正中心，所述排氣孔位于以所述穿設(shè)孔為中心的第一圓周上，所述進料孔位于以所述穿設(shè)孔為中心的第二圓周上，所述第一圓周的直徑小于所述第二圓周的直徑;所述上部電極穿設(shè)于所述穿設(shè)孔，所述排氣管穿設(shè)于所述排氣孔，所述進料管穿設(shè)于所述進料孔，所述連接件安裝于所述爐蓋。
[0031]將排氣孔設(shè)置在穿設(shè)孔與進料孔之間，在能夠防止排氣孔被阻塞的基礎(chǔ)上，利用排氣孔將穿設(shè)孔與進料孔間隔開，即使得爐體內(nèi)物料的最高點與上部電極分開，使爐體內(nèi)物料實現(xiàn)倒錐形堆積，進一步實現(xiàn)上部電極與物料集中接觸的目的，在加熱物料的過程中， 上部電極的電流集中，溫度集中，相同效率的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)省電、大幅降低能耗的目的。
[0032]進一步地，所述頂部空腔沿所述加熱爐膛朝向所述保溫爐膛的方向向內(nèi)漸縮，所述支撐件呈盤狀，且所述支撐件的橫截面沿所述加熱爐膛朝向所述保溫爐膛的方向逐漸縮小，所述支撐件設(shè)置有中心孔，所述中心孔與所述支撐件同軸，所述上部電極穿過所述中心孔。
[0033]本申請中，上部電極豎直裝設(shè)在爐體的中心，與爐體的中心線重合。開啟新型石墨化爐，來自進料管的原料經(jīng)由進料管進入頂部空腔，由于進料孔開設(shè)在排氣孔外圍的爐蓋上，即開設(shè)在爐蓋上靠近邊緣的位置，頂部空腔呈倒錐形，原料進入爐體后，順著頂部空腔的側(cè)壁流入加熱爐膛，原料將加熱爐膛填滿后，受到上部電極底部的限制，原料在加熱爐膛內(nèi)形成堆積為倒錐形。即原料堆的最高點靠近爐體邊緣，原料堆的最低點在上部電極處的底部，如此，上部電極與最低點處的物料接觸，上部電極與物料的接觸集中，電極的電流集中，上部電極在物料的最低點處集中加熱物料，產(chǎn)生的熱氣經(jīng)由排氣孔排出。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實現(xiàn)的有益效果是:
[0035]本發(fā)明提供的新型石墨化爐在爐體的頂部設(shè)置有控制裝置，控制裝置通過控制進料管在與加熱爐膛連通處的開口大小來控制進料速度，避免物料在加熱爐膛內(nèi)堆積，對上部電極和下部電極的發(fā)熱效率造成影響，同時，可以使加熱爐膛內(nèi)隨時都保持充足的物料進行石墨化，當加熱爐膛內(nèi)物料堆積或者不足時，都會使石墨化的效率降低，甚至使石墨化爐停止工作進行處理，本發(fā)明提供的新型石墨化爐能在保證隨時都具有極高的石墨化效率的同時可以連續(xù)工作?！靖綀D說明】
[0036]圖1示出了本發(fā)明較優(yōu)實施例提供的新型石墨化爐的示意圖；
[0037]圖2示出了本發(fā)明較優(yōu)實施例提供的控制裝置的示意圖；[〇〇38]圖3示出了本發(fā)明較優(yōu)實施例提供的控制裝置的俯視圖。
[0039]圖中:
[0040]爐體101;加熱爐膛102;保溫爐膛103;上部電極104;放電部105;連接部106;下部電極107;控制裝置108;頂部空腔109;爐蓋110;進料管111;排氣孔112;連接件113;支撐件 114;凸塊115;擋板116;通孔117?！揪唧w實施方式】
[0041]碳質(zhì)材料的碳原子為不規(guī)則排列，只有通過2200°C?2600°C的高溫熱處理，使碳原子發(fā)生再結(jié)晶，重新有序排列，才能呈現(xiàn)出石墨的晶體結(jié)構(gòu)，從而具有石墨的許多優(yōu)良性能，如導電性和導熱性顯著提高，化學和熱穩(wěn)定性更好，雜質(zhì)減少，硬度降低，更易于機械加工等等。石墨化爐的功能就是使碳質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為人造石墨材料，例如為鋼鐵冶煉、鋁冶煉、 負極材料、其它有色金屬行業(yè)、核工業(yè)等提供優(yōu)質(zhì)碳元素的石墨材料。現(xiàn)有技術(shù)中，石墨化爐設(shè)置有上部電極和下部電極，上部電極和下部電極之間形成一個下部橫截面積大于上部橫截面積的傘形電場或錐臺形電場，被煅燒的物料在此種電場中的發(fā)熱效率和恒溫面積較低，對于連續(xù)石墨化來說，發(fā)熱效率和恒溫面積直接影響爐窯的產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0042]為了使上述問題得到改善，本發(fā)明提供了一種新型石墨化爐，包括排料冷卻裝置、 進料管、控制裝置和豎向設(shè)置的爐體;所述爐體設(shè)置有用于容納炭質(zhì)材料的爐膛，所述爐膛包括用于加熱炭質(zhì)材料的加熱爐膛和用于保溫的保溫爐膛，所述加熱爐膛位于所述保溫爐膛的上方，且所述加熱爐膛與所述保溫爐膛連通;所述爐體設(shè)置有電極對，所述電極對包括上部電極和位于所述上部電極的下方的下部電極，所述上部電極的底端位于所述加熱爐膛的頂部，所述下部電極位于所述加熱爐膛的底部;所述進料管安裝于所述爐體的頂部，所述進料管與所述加熱爐膛連通，所述控制裝置安裝于所述爐體，所述控制裝置位于所述加熱爐膛內(nèi)，所述控制裝置用于控制所述進料管與所述加熱爐膛連通處的開口大小;所述排料冷卻裝置設(shè)置于所述爐體的底部，且所述排料冷卻裝置與所述保溫爐膛連通。
[0043]本發(fā)明提供的新型石墨化爐在爐體的頂部設(shè)置有控制裝置，控制裝置通過控制進料管在與加熱爐膛連通處的開口大小來控制進料速度，避免物料在加熱爐膛內(nèi)堆積，對上部電極和下部電極的發(fā)熱效率造成影響，同時，可以使加熱爐膛內(nèi)隨時都保持充足的物料進行石墨化，當加熱爐膛內(nèi)物料堆積或者不足時，都會使石墨化的效率降低，甚至使石墨化爐停止工作進行處理，本發(fā)明提供的新型石墨化爐能在保證隨時都具有極高的石墨化效率的同時可以連續(xù)工作。
[0044]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0045]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，上面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行了清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。[〇〇46]因此，以上對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。[〇〇47]應(yīng)注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。[〇〇48]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、 “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0049]在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、 “安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0050]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0051]參照圖1至圖3,本實施例提供了一種新型石墨化爐，包括排料冷卻裝置、進料管 111、控制裝置108和豎向設(shè)置的爐體101;
[0052]爐體101設(shè)置有用于容納炭質(zhì)材料的爐膛，爐膛包括用于加熱炭質(zhì)材料的加熱爐膛102和用于保溫的保溫爐膛103,加熱爐膛102位于保溫爐膛103的上方，且加熱爐膛102與保溫爐膛103連通；
[0053]爐體101設(shè)置有電極對，電極對包括上部電極104和位于上部電極104的下方的下部電極107,上部電極104的底端位于加熱爐膛102的頂部，下部電極107位于加熱爐膛102的底部；[〇〇54]進料管111安裝于爐體101的頂部，進料管111與加熱爐膛102連通，控制裝置108安裝于爐體101，控制裝置108位于加熱爐膛102內(nèi)，控制裝置108用于控制進料管111與加熱爐膛102連通處的開口大小；
[0055]排料冷卻裝置設(shè)置于爐體101的底部，且排料冷卻裝置與保溫爐膛103連通。
[0056]本實施例提供的新型石墨化爐在爐體101的頂部設(shè)置有控制裝置108,控制裝置 108通過控制進料管111在與加熱爐膛102連通處的開口大小來控制進料速度，避免物料在加熱爐膛102內(nèi)堆積，對上部電極104和下部電極107的發(fā)熱效率造成影響，同時，可以使加熱爐膛102內(nèi)隨時都保持充足的物料進行石墨化，當加熱爐膛102內(nèi)物料堆積或者不足時， 都會使石墨化的效率降低，甚至使石墨化爐停止工作進行處理，本發(fā)明提供的新型石墨化爐能在保證隨時都具有極高的石墨化效率的同時可以連續(xù)工作。[〇〇57]控制裝置108包括感應(yīng)器、連接件113、支撐件114和凸塊115,連接件113與爐體101 連接，支撐件114與連接件113滑動連接，支撐件114沿加熱爐膛102的軸心線方向相對于連接件113滑動，感應(yīng)器安裝于支撐件114的底部，感應(yīng)器用于檢測炭質(zhì)材料與支撐件114底部之間的距離，凸塊115安裝在支撐件114上，凸塊115位于進料管111下方，炭質(zhì)材料與連接件 113的距離小于預(yù)設(shè)的距離時，支撐件114帶動凸塊115朝向上方滑動，令凸塊115將進料管 111堵塞。[〇〇58]物料在加熱爐膛102內(nèi)會堆積一定的高度，感應(yīng)器用于感應(yīng)物料的表面與支撐件 114的間隔的距離，在安裝控制裝置108時，在感應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一個預(yù)設(shè)值，這個預(yù)設(shè)值就是物料與支撐件114底部之間的距離，當物料的表面與支撐件114的底部包車這個距離時，加熱爐膛102的工作效率最高；
[0059]當物料從進料管111進入的太快時，物料在加熱爐膛102內(nèi)堆積的高度會上升，此時物料與支撐件114底部之間的距離變小，感應(yīng)器檢測到后會給使支撐件114向上移動，使支撐件114的底面與物料的表面保持預(yù)設(shè)距離，在支撐件114上升的過程中，凸塊115也會隨之一起上升，并對進料管111在與加熱爐膛102連通處的開口進行堵塞，在物料的表面與爐體101的頂部距離小于感應(yīng)器的預(yù)設(shè)值時，凸塊115會堵塞進料管111的一部分，使進料管 111的進料速度變慢；
[0060]若進料管111的進料速度特別大，使物料的表面與爐體101頂部的距離小于感應(yīng)器預(yù)設(shè)的距離，那么凸塊115就會上升到將進料管111完全封閉的高度，此時停止進料，當物料在加熱爐膛102內(nèi)被加工后，加熱爐膛102內(nèi)的物料的表面向下沉，此時支撐件114和凸塊 115隨之向下移動，進料管111從新開始進料。
[0061]凸塊115的頂部呈圓錐形。圓錐形的凸塊115可以和進料管111的形狀配合，達到完全禁進料管111封閉的狀態(tài)。[〇〇62] 控制裝置108還包括擋板116,擋板116安裝于支撐件114,擋板116位于凸塊115和上部電極104之間。擋板116可以避免物料在下落過程中與上部電極104接觸，從而保證上部電極104的放熱效率。[〇〇63]擋板116的板面與進料管111的軸心線傾斜設(shè)置，擋板116的板面由爐體101的頂部朝向爐體101底部向外傾斜。傾斜設(shè)置的擋板116可以進一步的對上部電極104進行保護，同時擋板116不會對進料管111的進料造成影響。[〇〇64] 支撐件114上還設(shè)置有通孔117,通孔117位于凸塊115與擋板116之間，通孔117沿凸塊115的周向呈弧形。物料在通過進料管111進入爐體101時，會與凸塊115接觸并沿凸塊115的周向向下滑動，其中的一部分會堆積在凸塊115與擋板116之間，當堆積到一定高度時，物料可能會翻過擋板116與上部電極104接觸，通孔117可以使凸塊115與擋板116之間的物料順利落入爐體1 〇 1內(nèi)，避免堆積現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而避免物料與上部電極104接觸。[〇〇65]下部電極107包括連接部106以及放電部105,放電部105沿爐體101的周向呈環(huán)狀， 放電部105的頂部和加熱爐膛102連通，放電部105的底部與保溫爐膛103連通;連接部106設(shè)置有兩個，每個連接部106的一端連接放電部105的外周面，其另一端伸出爐體101的外周面。連接部106用于和爐體101連接，使下部電極107與爐體101連接的更加緊密，避免因長時間煅燒使下部電極107與爐體101之間產(chǎn)生裂縫，從而避免外部空氣進入將石墨氧化而發(fā)生斷裂。
[0066]新型石墨化爐還包括設(shè)置于爐體101的頂部的排氣管，爐膛還包括位于加熱爐膛 102的頂部且與加熱爐膛102相互連通的頂部空腔109,進料管111和排氣管均與頂部空腔 109連通，上部電極104豎向設(shè)置于爐體101，上部電極104的底端穿過頂部空腔109伸至加熱爐膛102的頂部，控制裝置108位于頂部空腔109內(nèi)。
[0067]原始炭質(zhì)材料在高溫加熱的過程中會產(chǎn)生部分氣體，該氣體若不及時排出，由于頂部空腔109往上的溫度逐漸降低，煙氣里面的一些高熔點物質(zhì)會隨著溫度的遞減而形成流體或半流體狀態(tài)，導致煙道排氣受阻，時間長了甚至可能堵塞煙道，進而影響產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性，因此設(shè)置排氣裝置是十分必要的。
[0068]同時，現(xiàn)有石墨化爐的排氣方式為“爐膛上部設(shè)置環(huán)形煙道”，該方式是采用耐火磚在爐膛上部外側(cè)，沿鋼制爐墻板砌筑一條環(huán)形煙道，這種排氣方式的缺陷有:1、排氣不均勻，使爐膛上部預(yù)熱區(qū)同一平面的各點溫度不平衡，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定;2、爐口磚由于長期處于高溫明火的狀態(tài)下，容易變形或者燒損掉塊;3、有時候會因為原材料的品質(zhì)問題(比如，原材料中的細粉超過一定比例、和揮發(fā)份、灰分高的原材料，會產(chǎn)生大量的煙塵和煙氣)導致排氣不暢，使煙氣和煙塵無法及時排出爐外，此時煙氣就會從爐蓋110的縫隙處和防爆孔快速泄露，而污染現(xiàn)場環(huán)境，同時因為雜質(zhì)無法隨著煙氣排出，也會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0069]本申請中，頂部空腔109與加熱爐膛102連通，經(jīng)進料管111投入的原始加工炭質(zhì)材料順著頂部空腔109的側(cè)壁流入加熱爐膛102內(nèi)。原始炭質(zhì)材料加熱的過程中，頂部空腔109 內(nèi)部與排氣管保持連通狀態(tài)，加熱過程中產(chǎn)生的熱氣通過排氣管排出，避免產(chǎn)生的揮發(fā)物和煙氣積聚在爐體101的頂部空腔109,導致生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性降低。
[0070]爐體101的頂部設(shè)置有爐蓋110,爐蓋110開設(shè)有貫穿其厚度的穿設(shè)孔、排氣孔112 和進料孔;穿設(shè)孔位于爐蓋110的正中心，排氣孔112位于以穿設(shè)孔為中心的第一圓周上，進料孔位于以穿設(shè)孔為中心的第二圓周上，第一圓周的直徑小于第二圓周的直徑;上部電極 104穿設(shè)于穿設(shè)孔，排氣管穿設(shè)于排氣孔112,進料管111穿設(shè)于進料孔，連接件113安裝于爐蓋 110〇
[0071]將排氣孔112設(shè)置在穿設(shè)孔與進料孔之間，在能夠防止排氣孔112被阻塞的基礎(chǔ)上，利用排氣孔112將穿設(shè)孔與進料孔間隔開，即使得爐體101內(nèi)物料的最高點與上部電極 104分開，使爐體101內(nèi)物料實現(xiàn)倒錐形堆積，進一步實現(xiàn)上部電極104與物料集中接觸的目的，在加熱物料的過程中，上部電極104的電流集中，溫度集中，相同效率的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)省電、大幅降低能耗的目的。
[0072]頂部空腔109沿加熱爐膛102朝向保溫爐膛103的方向向內(nèi)漸縮，支撐件114呈盤狀，且支撐件114的橫截面沿加熱爐膛102朝向保溫爐膛103的方向逐漸縮小，支撐件114設(shè)置有中心孔，中心孔與支撐件114同軸，上部電極104穿過中心孔。
[0073]本申請中，上部電極104豎直裝設(shè)在爐體101的中心，與爐體101的中心線重合。開啟新型石墨化爐，來自進料管111的原料經(jīng)由進料管111進入頂部空腔109,由于進料孔開設(shè)在排氣孔112外圍的爐蓋110上，即開設(shè)在爐蓋110上靠近邊緣的位置，頂部空腔109呈倒錐形，原料進入爐體101后，順著頂部空腔109的側(cè)壁流入加熱爐膛102,原料將加熱爐膛102填滿后，受到上部電極104底部的限制，原料在加熱爐膛102內(nèi)形成堆積為倒錐形。即原料堆的最高點靠近爐體101邊緣，原料堆的最低點在上部電極104處的底部，如此，上部電極104與最低點處的物料接觸，上部電極104與物料的接觸集中，電極的電流集中，上部電極104在物料的最低點處集中加熱物料，產(chǎn)生的熱氣經(jīng)由排氣孔112排出。[〇〇74]綜上所述，本發(fā)明提供的新型石墨化爐在爐體的頂部設(shè)置有控制裝置，控制裝置通過控制進料管在與加熱爐膛連通處的開口大小來控制進料速度，避免物料在加熱爐膛內(nèi)堆積，對上部電極和下部電極的發(fā)熱效率造成影響，同時，可以使加熱爐膛內(nèi)隨時都保持充足的物料進行石墨化，當加熱爐膛內(nèi)物料堆積或者不足時，都會使石墨化的效率降低，甚至使石墨化爐停止工作進行處理，本發(fā)明提供的新型石墨化爐能在保證隨時都具有極高的石墨化效率的同時可以連續(xù)工作。
[0075]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種新型石墨化爐，其特征在于，包括排料冷卻裝置、進料管、控制裝置和豎向設(shè)置 的爐體；所述爐體設(shè)置有用于容納炭質(zhì)材料的爐膛，所述爐膛包括用于加熱炭質(zhì)材料的加熱爐 膛和用于保溫的保溫爐膛，所述加熱爐膛位于所述保溫爐膛的上方，且所述加熱爐膛與所 述保溫爐膛連通；所述爐體設(shè)置有電極對，所述電極對包括上部電極和位于所述上部電極的下方的下部 電極，所述上部電極的底端位于所述加熱爐膛的頂部，所述下部電極位于所述加熱爐膛的 底部；所述進料管安裝于所述爐體的頂部，所述進料管與所述加熱爐膛連通，所述控制裝置 安裝于所述爐體，所述控制裝置位于所述加熱爐膛內(nèi)，所述控制裝置用于控制所述進料管 與所述加熱爐膛連通處的開口大小；所述排料冷卻裝置設(shè)置于所述爐體的底部，且所述排料冷卻裝置與所述保溫爐膛連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述控制裝置包括感應(yīng)器、連接 件、支撐件和凸塊，所述連接件與所述爐體連接，所述支撐件與所述連接件滑動連接，所述 支撐件沿所述加熱爐膛的軸心線方向相對于所述連接件滑動，所述感應(yīng)器安裝于所述支撐 件的底部，所述感應(yīng)器用于檢測所述炭質(zhì)材料與所述支撐件底部之間的距離，所述凸塊安 裝在所述支撐件上，所述凸塊位于所述進料管下方，所述炭質(zhì)材料與所述連接件的距離小 于預(yù)設(shè)的距離時，所述支撐件帶動所述凸塊朝向上方滑動，令所述凸塊將所述進料管堵塞。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述凸塊的頂部呈圓錐形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述控制裝置還包括擋板，所述 擋板安裝于所述支撐件，所述擋板位于所述凸塊和所述上部電極之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述擋板的板面與所述進料管的 軸心線傾斜設(shè)置，所述擋板的板面由所述爐體的頂部朝向所述爐體底部向外傾斜。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述支撐件上還設(shè)置有通孔，所 述通孔位于所述凸塊與所述擋板之間，所述通孔沿所述凸塊的周向呈弧形。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述下部電極包括連接部以及放 電部，所述放電部沿所述爐體的周向呈環(huán)狀，所述放電部的頂部和所述加熱爐膛連通，所述 放電部的底部與所述保溫爐膛連通;所述連接部設(shè)置有兩個，每個所述連接部的一端連接 所述放電部的外周面，其另一端伸出所述爐體的外周面。8.根據(jù)權(quán)利要求2至7任一項所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述新型石墨化爐還 包括設(shè)置于所述爐體的頂部的排氣管，所述爐膛還包括位于所述加熱爐膛的頂部且與所述 加熱爐膛相互連通的頂部空腔，所述進料管和所述排氣管均與所述頂部空腔連通，所述上 部電極豎向設(shè)置于所述爐體，所述上部電極的底端穿過所述頂部空腔伸至所述加熱爐膛的 頂部，所述控制裝置位于所述頂部空腔內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述爐體的頂部設(shè)置有爐蓋，所 述爐蓋開設(shè)有貫穿其厚度的穿設(shè)孔、排氣孔和進料孔;所述穿設(shè)孔位于所述爐蓋的正中心， 所述排氣孔位于以所述穿設(shè)孔為中心的第一圓周上，所述進料孔位于以所述穿設(shè)孔為中心 的第二圓周上，所述第一圓周的直徑小于所述第二圓周的直徑;所述上部電極穿設(shè)于所述穿設(shè)孔，所述排氣管穿設(shè)于所述排氣孔，所述進料管穿設(shè)于所述進料孔，所述連接件安裝于 所述爐蓋。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的新型石墨化爐，其特征在于，所述頂部空腔沿所述加熱爐膛 朝向所述保溫爐膛的方向向內(nèi)漸縮，所述支撐件呈盤狀，且所述支撐件的橫截面沿所述加 熱爐膛朝向所述保溫爐膛的方向逐漸縮小，所述支撐件設(shè)置有中心孔，所述中心孔與所述 支撐件同軸，所述上部電極穿過所述中心孔。
【文檔編號】C01B31/04GK105967180SQ201610566825
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月18日
【發(fā)明人】王啟立, 李 昊, 馬越, 李小川
【申請人】中國礦業(yè)大學