[實用新型]石墨提純電爐

無效

• 申請號: 200920098841.5
• 申請日: 2009-01-07
• 公開（公告）號: CN201458744U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 董綱;李東;陶忠
• 申請（專利權）人: 董綱;李東;陶忠
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本實用新型涉及一種石墨提純電爐可以一次性完成高純石墨提純進行石墨深加工技術開發及產業化的技術裝備。屬電氣和材料科學領域。

背景技術：石墨的特殊原子結構，使其具有耐高溫、導電和導熱性、潤滑性、可塑性、化學穩定性、特殊的抗熱震性能等優良的特性。石墨的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃。石墨是一種特殊的非金屬材料，由于它兼有金屬、非金屬以及有機塑料等許多優良的性能，已在冶金、電氣、電子、機械、輕工、化工、原子能、航空航天、國防等工業部門獲得廣泛應用。石墨即古老且現代其極高的特性使其支撐了基礎工業到最現代的工業的發展，是現代高新技術必不可少的重要非金屬材料。

石墨的提純技術，利用浮選法從天然石墨礦石中選出的石墨精礦，其品位最高達到95％左右。由于硅酸鹽礦物及鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵的化合物浸染在石墨鱗片中，繼續用機械選礦方法進一步富集提純就比較困難，因此必須采用化學方法和熱工方法進一步除去石墨中的灰分雜質。現在國內僅有化學方法。而化學法有些不利因素。

石墨的化學法提純尚有以下不利因素：

1.化學法提純石墨純度提高到99％以上每提高0.1％難度越大，提高到99.9％就比較困難；

2.化學法石墨經酸處理后含酸會影響產品質量和應用，PH值提高到7亦較困難；

3.化學法提純石墨產品含水分約0.2％，熱工高溫法提純石墨產品含水分接近為零；

4.化學法酸、堿處理石墨后的廢液的排放對環境污染；

5.化學法使用酸、堿等化學物質，危害勞動安全和工業衛生。

石墨提純是世界石墨深加工技術重大課題之一。

本實用新型石墨提純電爐其基本原理是利用石墨能耐高溫的物理性質，當把石墨置于特制的提純電爐中隔絕空氣加熱到2500℃時，石墨灰分中的雜質就被蒸發出去，而石墨則再結晶，從而使石墨的質量大大提高。蒸發出來的廢氣由除塵器凈化。

石墨高溫法提純是在特制的純化爐中進行的，這種爐用耐火磚砌成，兩端接入石墨電極，通入電流其大小隨爐子的規格尺寸而定，爐內溫度呈直線上升，達2500℃時停電保持72小時。石墨在純化過程中，需要嚴格保溫、絕緣與空氣隔絕。這種方法，可將石墨提純到99.9～99.999％的高純石墨。

國外對石墨的高溫純化亦進行一些研究工作，研究資料表明，石墨雜質的析出速度與純化時間無關，而取決于純化爐的構造。

研究石墨純化過程中雜質分離的動力學表明，溫度在2000～2200℃在氯或氟介質中時，大多數雜質含量降低2個數量級所需的時間為10～30分鐘。故認為純化石墨的時間，不應超過幾十分鐘。

發明內容：本實用新型的目的是提供一種石墨提純電爐。可以適應不同性質和規格的天然石墨深加工提純，生產高純石墨產品。

本實用新型石墨提純電爐國內空白。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

石墨提純電爐，其構成包括：電控裝備和電爐爐體。所述的電控裝備其組成包括：一組高壓開關柜、有載調壓變壓器、可控硅整流器、直流電流互感器、及控制柜、控制臺、檢測設施。

所述的電控裝備用有載調壓變壓器和可控硅元件聯合調壓、穩流。

所述的整流變壓與可控硅整流器的電聯結為雙反星形帶平衡電抗器的變流線路，或三相全控橋。

所述的石墨提純電爐可控硅變流器主電路為同相逆并聯接線，其特點是二次引線電抗最小，無局部過熱，排列緊湊，整流效率及功率因素高。

所述的石墨提純電爐主回路設有靜電過電壓保護；操作過電壓保護；元件換相過電壓保護；元件故障保護；橋臂溫度升高保護；指示橋臂工作狀態的雙快熔熔斷檢測裝置；和過電流保護。水路系統設有斷水、水壓升高和水溫升高等保護。

所述的一種提純電爐的爐體為臥式用耐火磚砌成，爐體的兩端安裝有石墨電極，側壁安裝有光電傳感器。

這個技術方案有以下有益效果：

1.生產的高純石墨產品純度高可提高到99.9～99.999％；

2.生產的高純石墨產品含水分接近為零；

3.生產的高純石墨再結晶產品質量高；

4.產品產值高經濟效益好；

5.生產的高純石墨不含酸、堿等化學腐蝕物質；

6.無酸、堿等廢液的排放減少對環境的污染；

附圖說明：

附圖1是本產品的結構原理框圖。

附圖2是附圖1的電氣主結線系統圖。

附圖3是可控硅變流器的電聯結原理圖。

附圖4是電控配置和主接線結構圖。

附圖5是提純電爐的布置和結構示意圖。

附圖6是附圖5的A-A視圖。