[發明專利]石墨化爐以及石墨的生成方法

有效

• 申請號: 201280025906.8
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN103596880A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 森和美;松田至康
• 申請（專利權）人: 株式會社IHI;IHI機械系統股份有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;胡斌

技術領域

本發明涉及將碳粉加熱而石墨化的石墨化爐以及石墨的生成方法。本申請對于在2011年5月31日申請的日本專利申請第2011-121226號而主張優先權，在此引用其內容。

背景技術

石墨(炭精(graphite))具有潤滑性、導電性、耐熱性、耐藥物性等工業方面優異的性質，在半導體領域、原子能領域、航空、機械領域等廣泛的領域中使用。例如由石墨化爐在高溫(例如2000～3000℃)下加熱碳粉而生成石墨。

公開有如下技術(例如專利文獻1)，即，作為此種石墨化爐，具備設于上部的碳粉的投入口、設于下部的石墨粉的回收口、以在水平方向上隔著投入口與回收口之間的碳粉所通過的區域而對峙的多組電極，對于各組電極依次錯開時機而通電。另外，還公開有由上方電極棒和下方電極棒插入容納碳粉的殼體并對碳粉通電加熱的技術(例如，專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平10-338512號公報；

專利文獻2：日本特開2005-291515號公報。

發明內容

發明要解決的問題

如上所述，為了生成石墨，需要通過石墨化爐使碳粉上升至例如2000～3000℃的高溫。例如，在上述專利文獻1的技術中，使多組電極對峙，將碳粉所通過的區域集中地加熱而進行石墨化處理。但是，通過電極之間以外的區域的碳粉有可能未被充分加熱而未石墨化。而且，有可能因為長時間的運用而石墨粉等粘著于爐內而產生橋連。

另外，在利用專利文獻2的技術將碳粉石墨化的情況下，對于殼體使用導電性的發熱體，因而殼體的電阻比碳粉更低，電流難以在碳粉中流動。因此，碳粉比起基于焦耳熱的直接加熱而主要因被通電加熱的殼體引起的間接加熱而升溫。因此，不能高效地進行碳粉的加熱。

本發明鑒于此種問題，目的是提供能夠將碳粉高效地石墨化的石墨化爐以及石墨的生成方法。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題，本發明的石墨化爐所涉及的第1方式具備：導電性的分離電極，其移動自如地設置；導電性的坩堝，其在分離電極的下端部埋設于碳粉并且分離電極的上端部從碳粉露出的狀態下容納碳粉；上方電極棒，其下端部配置成與分離電極的上端部對置；下方電極棒，其上端部配置成與坩堝的底部對置；以及電源部，其在上方電極棒的下端部抵接于分離電極的上端部且下方電極棒的上端部抵接于坩堝的底部的狀態下，在上方電極棒與下方電極棒之間附加電壓。

本發明的第2方式在上述第1方式所涉及的石墨化爐中，上方電極棒的下端部與分離電極的上端部面接觸，所接觸的各個面的面積不同。

本發明的第3方式在上述第2方式所涉及的石墨化爐中，上方電極棒的下端部的面的面積比分離電極的上端部的面的面積更大。

本發明的第4方式在上述第1至第3中的任一方式所涉及的石墨化爐中，上方電極棒的下端部的面與分離電極的上端部的面由半徑相等的凹狀的球面與凸狀的球面的配對構成。

本發明的第5方式在上述第1至第4中的任一方式所涉及的墨化爐中還具備：配置有多個通電機構的通電加熱區域，該通電機構為上方電極棒、下方電極棒的組合；以及輸送機構，其使坩堝在通電加熱區域內依次輸送于多個通電機構之間，電源部在坩堝分別位于多個通電機構時附加電壓。

本發明的第6方式在上述第5方式所涉及的石墨化爐中，在與輸送機構引起的坩堝的輸送方向平行的位置，還具備抑制來自坩堝的側面的散熱的側面絕熱材料。

本發明的第7方式在上述第6方式所涉及的石墨化爐中，在與輸送機構引起的坩堝的輸送方向平行的位置，還具備抑制來自坩堝的上表面的散熱的上表面絕熱材料。

本發明的第3方式在上述第1至第4中的任一方式所涉及的石墨化爐中，上述石墨化爐是在固定了坩堝的水平位置的狀態下從碳粉的容納到石墨化為止成批處理的分批爐。

為了解決上述問題，本發明的石墨的生成方法所涉及的第1方式具備以下工序：在分離電極的下端部埋設于碳粉并且分離電極的上端部從碳粉露出的狀態下將碳粉容納于坩堝的工序；使上方電極棒的下端部抵接于分離電極的上端部、使下方電極棒的上端部抵接于坩堝的底部的工序；以及在上方電極棒與下方電極棒之間附加電壓并將碳粉石墨化而生成石墨的工序。

發明效果

本發明能夠將碳粉高效地石墨化。

附圖說明

圖1是用于說明連續爐的說明圖。

圖2A是用于說明埋設于坩堝內的分離電極的下端部的說明圖。