[實用新型]艾奇遜型石墨化爐高強度匣缽坩堝

有效

• 申請號: 201820505093.7
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN208327397U
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 汪應成
• 申請（專利權）人: 陜西三義高科石墨新材料有限公司
• 主分類號: C01B32/215
• 分類號: C01B32/215
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 宋秀珍

提供一種艾奇遜型石墨化爐高強度匣缽坩堝，具有一體化成型、上大下小、四棱臺形狀、圓角Ⅰ過渡的方形匣缽坩堝本體和坩堝蓋；坩堝本體底板壁厚δ1處處均勻相等、側壁壁厚δ2底部大于上部；圓角Ⅰ壁厚從頂點向兩側遞減；坩堝槽槽底與側壁圓角Ⅱ過渡。本實用新型在改善外熱型艾奇遜型石墨化爐石墨化提純坩堝立裝裝爐生產時產能低、電耗大現狀基礎上，提升了坩堝本身耐鋼絲繩反復吊裝摩擦的機械強度，延長了坩堝使用壽命；消除了原先因應力集中導致裂縫出現的影響；降低了坩堝生產的脫模難度，更具多重現實意義和推廣價值。

技術領域

本實用新型屬基于艾奇遜型石墨化爐石墨負極提純用石墨坩堝技術領域，具體涉及一種艾奇遜型石墨化爐高強度匣缽坩堝。

背景技術

隨著鋰電池石墨負極需求的不斷增長，負極石墨提純產業迅速擴大，目前，市場上完成負極材料提純的石墨化爐主要分為兩類，一類是內熱式設計的串接爐，另一類是外熱式設計的艾奇遜型石墨化爐。其中，外熱式艾奇遜型石墨化爐較內熱式的串接爐，由于設備構成簡單、操作方便、因此長期以來一直是碳素工業石墨化生產企業主要采用的爐型熱工設備。然而，如何提高外熱式艾奇遜型石墨化爐的熱效率，減少因過剩電阻料填充所產生的不必要的電能消耗，并提升單爐提純產量，是困擾企業使用該爐型生產的難題。現有技術下，使用艾奇遜型石墨化爐進行負極材料提純所用的填料坩堝直徑為φ500mm或600mm,高1100mm的圓柱形坩堝(如圖1所示)，并采用兩層立裝裝爐(如圖2、圖3所示)，單爐裝料量為35-40噸，而受圓柱坩堝的圓切外形影響，相鄰坩堝之間預留較多圓切空間，且必須用電阻料填充，而電阻料的填充不僅增加了更多電能消耗，且限制了該爐型的單爐產能比。為此，授權公告號為CN203269577U的石墨化爐提出采用外形為長方體，截面為正方形，內槽呈圓柱體的新型坩堝填料(如圖4所示)，但該外方內圓式石墨坩堝在實際應用時，受坩堝本體四角厚壁處熱阻遠大于四邊薄壁處熱阻影響，非常不利于保證石墨負極材料提純品質的均一性；此外，一些采用分體式方形石墨坩堝，以及多孔狀方形石墨坩堝的設計，又存在因制孔或分體可拆卸結構本身，導致的坩堝整體機械強度降低，不利于整體吊裝出爐，實際重復利用率并不如預期理想，以及密封性欠佳的弊端。為此，為規避外熱式艾奇遜型石墨化爐前述類型坩堝的技術缺陷，我公司于2017年10月18日提交了申請號為ZL2017213395291,名稱為《用于艾奇遜型石墨化爐的匣缽坩堝》的技術方案。但該匣缽坩堝技術方案雖具有提升產能比、保證石墨負極材料提純品質更為均一的優勢。但是，在生產過程中尤其是用鋼絲繩吊裝出爐的過程中，以及企業在生產過程中發現，在以下方面仍有待改進和完善：1、由于坩堝本體1為直棱柱結構，對于該類方形坩堝的生產企業來說，存在脫模不易的弊端；2、方形坩堝本體1在用鋼絲繩對其反復吊裝進出爐的過程中，棱邊圓角104所受外力壓強最大，若坩堝本體1的壁厚在圓角104處仍均勻相等，則該處最易變形并出現裂縫，坩堝耐用度以及壽命有待改善；3坩堝槽103槽底與內側壁為直角過渡，直接導致該處應力集中，從彈性力學考慮是影響物體產生疲勞裂紋的主要因素，亦影響坩堝本體使用壽命和整體機械強度；對此，現提出如下改進技術方案。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題：提供一種艾奇遜型石墨化爐高強度匣缽坩堝，通過一體成型、通過特殊尺寸控制的上大下小、上薄下厚、方便脫模、帶圓角Ⅰ、圓角Ⅱ過渡的方形匣缽坩堝；保證其所生產的鋰電池石墨負極產品均一性的前提下適當增加方形匣缽坩堝的Ⅰ壁厚；并在坩堝槽槽底改進為圓角Ⅱ過渡的形狀、結構改進；解決現有技術下艾奇遜型石墨匣缽坩堝用鋼絲繩反復吊裝出爐時圓角Ⅰ過渡處機械強度薄弱導致坩堝使用壽衰減的技術問題；并通過圓角Ⅱ過渡解決坩堝槽槽底原先因應力集中易導致坩堝出現疲勞裂紋的技術問題；通過特殊尺寸控制的上大下小、上薄下厚的匣缽結構坩堝，解決一體成型的坩堝本體坩堝生產企業快速脫模的技術問題。綜合上述改進，提升單爐產能20-25％；并同時保證用其生產的鋰電池石墨負極產品的均一性，為生產企業以及應用企業均帶來可觀的產能、產值、耐用、易生產等實際收益。