[發明專利]石墨提純及石墨化高溫立式連續感應加熱爐

有效

• 申請號: 200910042891.6
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101817523A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 言偉雄
• 申請（專利權）人: 株洲弗拉德科技有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標事務所 43105
• 代理人: 毛華學

技術領域

本發明涉及一種感應加熱爐，特別是一種能實現對顆粒狀天然石墨連續提純工藝、以及能實現對顆粒狀天然石墨進行連續石墨化工藝的高溫立式連續感應加熱爐。

技術背景

天然微晶石墨(俗稱土狀石墨，學術上稱隱晶質石墨)是我國的優勢礦產資源之一，與天然鱗片石墨(也稱顯晶質石墨或晶質石墨)相比微晶石墨提純技術難度較大，國內外對天然微晶石墨的研究也較少，雖然國內也能少量提純，但采用的方法大多是氫氟酸濕法工藝，存在工藝復雜、成本高、環境污染嚴重、回收率低、資源浪費較大的缺點。鱗片石墨的提純也是以氫氟酸濕法工藝為主，雖然能達到產業化生產，但同樣存在工藝復雜、成本高、環境污染嚴重、回收率低、資源浪費較大的缺點。高溫提純工藝可彌補氫氟酸濕法提純的不足，具有高效率、低能耗、綠色環保的特點。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種采用火法工藝一步提純顆粒狀天然石墨及實現對顆粒狀石墨進行連續石墨化工藝的高溫立式連續感應加熱爐。

本發明的技術方案：一種石墨提純及石墨化高溫立式連續感應加熱爐為立式結構，生產工作制為連續工作方式，最高使用溫度為3000℃，加熱方式為感應加熱，加熱對象為顆粒狀石墨(包括天然石墨顆粒和人造石墨顆粒)和整形包覆后的顆粒狀電池石墨負極材料。

加熱爐爐膛為一個立式圓柱體空間，中部為加熱區，底部為水冷卻區，爐膛上方連接進料系統、下方連接出料系統，物料在進料系統和出料系統協調作用下進入爐膛，以均勻速度下落并通過爐膛，物料中的灰份和灰發份在爐膛溫度作用以及溫度環境下的純化氣體作用下變成揮發物質，該揮發物質在高溫反應氣壓和清掃氣體作用下從排放管排到爐外，一步實現連續提純或連續石墨化工藝。

本高溫立式連續感應加熱爐，包括進料裝置、爐體、爐膛、感應加熱線圈、觀察窗裝置、支撐腳和出料裝置，其特征在于：

所述石墨提純及石墨化高溫立式連續感應加熱爐為立式結構，其爐體是由底座、外筒和爐蓋組成彼此連通的可通水的夾層結構的立式圓柱桶式爐體，底座和爐蓋各設有中心孔，爐體是通過底座固定在支撐腳上；

所述爐膛為一個立式圓柱體空間的爐膛，爐膛上端設有上T形法蘭套，其上T形法蘭套穿過爐蓋中心孔伸至爐膛內上部，其爐膛下端設有下T形法蘭套，下T形法蘭套設有水冷卻套，水冷卻套固定在爐膛、爐管的下方，下T形法蘭套依次穿過水冷卻套和底座與爐膛連通，下T形法蘭套上設有氣咀；爐膛上的爐管下端通過定位環設置在底座中心上，上端通過密封墊與爐蓋中心孔處相觸；爐管外周上設置保溫層和對爐管加熱的由獨立電源供電的感應加熱線圈，其保溫層是由內保溫層和外保溫層及蓋板組成，感應加熱線圈的數量為1～2個；

所述的爐膛中的上T形法蘭套通過三通分別與進料裝置和觀察窗裝置連通，爐膛下T形法蘭套與出料裝置連通；

所述的爐體上設有排放管、測溫裝置和一個給氣裝置，其排放管沿爐體圓周均勻傾斜設置，即排放管沿爐體圓周依次穿過爐體、外保溫層、內保溫層和爐管與爐膛相通使之形成向上傾斜向外排放結構，測溫裝置從爐體一側依次穿過爐體、外保溫層和內保溫層與爐管外壁相觸，所述測溫裝置所測量的溫度作為工藝參考值。給氣裝置從爐體一側依次穿過爐體、外保溫層內保溫層和爐管與爐膛相通；所述的設置在爐體上的排放管的數量不少于2組，其每組為沿圓周均布的兩個以上排放管，設置在爐體上的測溫裝置數量為1～2個。

底座、外筒、爐蓋均構成不銹鋼夾層結構，夾層內通水冷卻，外筒焊接在底座上，底座設有中心孔，中心孔與爐管相通，爐蓋與外筒法蘭連接，爐蓋設有中心孔。

爐膛為一個立式圓柱體空間，冷卻套及夾層水冷式爐體均通有冷卻水，爐膛上方連接進料裝置、下方連接出料裝置，物料在進料裝置和出料裝置協調作用下進入爐膛，以均勻速度下落并通過爐膛，物料中的灰份和灰發份在爐膛溫度作用以及溫度環境下的純化氣體作用下變成揮發物質，該揮發物質在高溫反應氣壓和清掃氣體作用下從排放管排到爐外。

感應加熱線圈的數量為1～2個；本加熱爐如采用兩個感應加熱線圈，即兩個感應線圈為兩個彼此獨立的水冷卻線圈，由兩套獨立電源供電，兩個感應加熱線圈同時加熱爐管，使爐膛產生工作溫度，以加熱爐膛中的顆粒狀石墨材料，兩個感應加熱線圈的工作溫度獨立可調，爐管通過定位環定位中心，以確保與感應線圈同心，加熱均勻。

本爐管上的保溫裝置由外保溫層、內保溫層、蓋板組成，外保溫層為氧化物筒體，內保溫層為碳黑，其碳黑保溫層填充在氧化物筒體保溫層和爐管之間，蓋板的作用是防止碳黑泄露到感應線圈上造成絕緣不良。