[發(fā)明專利]細顆粒高體密石墨制品的制備方法及敞開式環(huán)式焙燒爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110210083.3
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102344133A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 張培模;龐忠海;范志利;趙有義;祁進君;紀永良;王謙;李建國
• 申請（專利權）人: 大同市新成特炭有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本發(fā)明涉及炭素制品的生產領域，特別是一種細顆粒高體密石墨制品的制備方法，還涉及該制備方法中所應用的敞開式環(huán)式焙燒爐。?

背景技術

細顆粒石墨制品廣泛用于鑄造、高端精密熱交換器、保溫套、電子及納米技術。近幾年由于國際市場新能源光伏產業(yè)迅速發(fā)展，用于單晶硅生產的石墨熱場等靜壓石墨材料嚴重緊缺，而國際細顆粒石墨產品質量不斷提高，熱場50％的部件正由細顆粒石墨代替等靜壓石墨，所以細顆粒石墨制品在未來幾十年有著廣闊的發(fā)展前景。?

由于成品率高，目前碳素行業(yè)一次焙燒時大部分選用帶蓋式環(huán)式焙燒爐，該爐內置煙道且煙道用格子磚砌成，故熱效率較高，焙燒曲線較短，但內置煙道影響裝爐量，主要是由于產品與煙氣都在一個爐內只用填充料隔絕，這樣產品中的揮發(fā)份溢出較快，降低了產品的結焦值，這就給產品高體密的要求帶來不利的影響。?

使用敞開式環(huán)式焙燒爐時，產品與火道之間不只有填充料還有較厚的耐火磚。產品在焙燒時，煙氣系統與產品隔絕較好，不會因為系統的負壓較大而影響產品的結焦值。但是，敞開式環(huán)式焙燒爐由于砌筑火道的耐火磚較厚，這樣焙燒過程中與產品溫度對應的火道溫度較帶蓋環(huán)式爐要低些，造成了焙燒時工藝曲線與工作曲線不同步，由于細顆粒制品自身對抗熱膨脹的能力較小，所以在黏結劑成焦階段升溫快速容易造成產品產生裂紋。?

發(fā)明內容

為了解決敞開式環(huán)式焙燒爐焙燒細顆粒高體密石墨制品時產品容易出現裂紋而導致成品率低的技術問題，本發(fā)明提供了一種細顆粒高體密石墨制品的制備方法，還提供了該制備方法中所應用的敞開式環(huán)式焙燒爐，使用本發(fā)明所述的方法不但可以提高成品率還可以保證產品具有高體積密度。?

本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是：一種細顆粒高體密石墨制品的制備方法，其特征是：由下述步驟組成：配料、混捏、晾料、成型、一次焙燒、浸漬、二次焙燒、石墨化；所述一次焙燒分為低溫預熱階段、黏結劑成焦階段、?高溫燒結階段、冷卻階段；所述低溫預熱階段的初始溫度為195℃～205℃。?

采用低溫點火，使工作曲線能夠按照工藝曲線執(zhí)行。傳統操作廢氣連接爐室不點火，以防止煙道著火，引燃排煙機，這樣低溫火點火時工藝曲線要求已達400℃左右，而該火道實際溫度只有300℃左右，這與工藝曲線相差100℃溫差，不能有效執(zhí)行工藝，需16-24h趕上工藝溫度要求，在黏結劑成焦階段爐內產品很快升溫，很容易造成產品裂紋。焙燒細顆粒高體密制品要求340℃前預熱，要提升產品質量必須火道溫度在195℃～205℃時就點火，才能滿足工藝要求300℃時火道溫度也同時達到300℃的要求，這樣就解決了產品在300-400℃升溫過快而造成的裂紋。?

采用敞開式環(huán)式焙燒爐代替?zhèn)鹘y帶蓋環(huán)式焙燒爐對細顆粒高體密石墨進行一次焙燒，能夠使一次焙燒品的結焦值到1.62g/cm³以上，可以減少二次浸漬和三次焙燒兩個工序，并使二次焙燒后的體積密度高于1.74g/cm³。?

優(yōu)選所述低溫預熱階段的初始溫度為200℃。?

優(yōu)選所述低溫預熱階段的明火溫度為195℃～400℃，升溫速度為6.5℃～7.0℃每小時。?

優(yōu)選所述黏結劑成焦階段的明火溫度為400℃～700℃，升溫速度為9.0℃～9.5℃每小時。?

優(yōu)選所述高溫燒結階段的明火溫度為700℃～900℃，升溫速度為8.0℃～8.5℃每小時，在達到最高溫度后保溫20～40小時。?

優(yōu)選在配料步驟中，原料中骨料的粒度大于0mm并且小于0.8mm。?

一次焙燒后石墨制品的體積密度為1.65g/cm³～1.68g/cm³。?

上述制備方法中使用的敞開式環(huán)式焙燒爐，其特征是：包括爐墻和爐墻圍成的電極箱，爐墻中設置有上隔墻和下隔墻，上隔墻和下隔墻及爐墻形成了火道，焙燒爐的上部設置有火道入口，火道入口處下隔墻與上隔墻之間的上部爐墻設置有燃料投放口，焙燒爐的下部設置有火道出口，火道出口與爐墻中的煙道相連。?

與現有技術中燃料在燃燒室中燃燒相比，燃料在火道中燃燒熱效率高，傳熱更快速，有利于火道的工作曲線與工藝曲線同步，減少裂紋，提高成品率。?

優(yōu)選上部的爐墻還設置有熱電偶，所述熱電偶設置在火焰燃燒方向與燃料投放口相鄰的上隔墻與下隔墻之間，優(yōu)選熱電偶插入火道部分的長度為145mm～160mm，進一步優(yōu)選熱電偶插入火道部分的長度為150mm。?