[發明專利]一種用于生產石墨氈的連續式碳化、石墨化系統

有效

• 申請號: 202210603856.2
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114906845B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 程繼發;瞿海斌;袁昭嵐;蔣益民;宋曉峰;王建業
• 申請（專利權）人: 湖南爍科熱工智能裝備有限公司
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 覃族

本發明公開了一種用于生產石墨氈的連續式碳化、石墨化系統，包括：依次連接的進料裝置、若干隧道式碳化爐、過渡段爐體、若干隧道式石墨化爐、冷卻段爐體、若干水冷裝置以及出料裝置；隧道式碳化爐和隧道式石墨化爐內部均設有傳送組件、加熱組件和保溫層，實現了碳氈在爐體內邊傳送邊均勻受熱；進料裝置和出料裝置分別與卷筒裝置連接配合，用于輔助碳氈依次自動進出隧道式碳化爐、過渡段爐體、隧道式石墨化爐、冷卻段爐體和水冷裝置，以實現持續生產石墨軟氈。本發明具有結構緊湊、生產效率高、熱能利用率高且自動化程度高等優點，實現了碳氈在爐膛內部邊傳送邊加熱，提高了碳氈的受熱均勻性，增強了碳化效果，有效確保了產品的質量穩定性。

技術領域

本發明屬于石墨軟氈制造設備技術領域，具體涉及一種用于生產石墨氈的連續式碳化、石墨化系統。

背景技術

石墨軟氈是將硬氈經過石墨化制成，它具有質輕、擾性好、炭含量高、耐高溫、高溫無揮發、耐腐蝕、導熱系數小等性能，并有高度的形狀保持性，特別適用于半導體的特種材料。石墨軟氈既是高溫真空爐(特別適用于單晶爐)的優良保溫材料，也是抗腐蝕的過濾材料。隨著現代工業的快速發展，石墨軟氈的連續式批量化生產顯得尤為迫切。

現階段制備石墨軟氈的方法為：高溫爐間歇式生產。碳纖維預氧化氈裝入間歇式爐，然后升溫到1200℃，再保溫一定時間后降溫至室溫，將碳化后的碳氈裝入間歇式爐，升溫到2200℃，保溫一定時間后降溫至室溫。現有的制備技術中存在以下缺陷：

(1)碳化和石墨化單獨加工，生產效率低。碳纖維預氧化氈先進行1200℃碳化處理，然后再進行2200℃石墨化處理，兩道工序采用不同的高溫爐間歇式爐生產，無法連續生產，導致間歇周期長、生產效率低。

(2)熱效率低、能耗高。間歇式爐是間斷式循環生產，每生產一爐產品就需要重復裝料、升溫、恒溫、降溫和卸料等工序，碳化段重復升溫將爐膛內的冷環境加熱升溫到1200℃，保溫一定時間后再降溫至室溫，石墨化段重復升溫將爐膛內的冷環境加熱升溫到2200℃，保溫一定時間后再將爐膛內溫度降至室溫，這樣反復升溫和降溫大量熱量被流失，再加上每次升溫過程中需將保溫層溫度和爐壁溫度與外界室溫達到溫度平衡交換點，使得能耗高，熱利用低。

(3)石墨軟氈產量低，質量不穩定。間歇式爐是裝料和卸料等工序的間斷式生產，無法自動化生產，產量低。生產過程中受焦油和灰塵等各種因素的影響較多，每爐生產出的產品難以達到產品質量一致。

碳纖維預氧化氈在碳化和石墨化的恒溫過程中經過一系列的物理和化學反應，會產生大量的焦油和灰粉等，間歇式爐生產過程中為封閉空間，無法將焦油和灰粉排除爐外，嚴重影響產品質量和設備使用壽命。

(4)勞動環境差，工作強度大，不易實現自動化。間歇式爐的裝料、卸料工序復雜，需要人工操作，爐內產生大量的焦油和灰粉也需要人工清理，工作環境差，無法實現自動化生產。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊、生產效率高、熱能利用率高且自動化程度高的用于生產石墨氈的連續式碳化、石墨化系統。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種用于生產石墨氈的連續式碳化、石墨化系統，包括：依次連接的進料裝置、若干隧道式碳化爐、過渡段爐體、若干隧道式石墨化爐、冷卻段爐體、若干水冷裝置以及出料裝置；

所述隧道式碳化爐包括：碳化爐本體，所述碳化爐本體內部設有隧道式的爐膛，所述爐膛內部設有第一傳送組件、第一加熱組件、第一保溫層和碳布；所述第一加熱組件設置在第一傳送組件的上下兩側，第一加熱組件用于實現碳氈在爐膛內加熱；所述第一傳送組件用于輔助碳氈在爐膛內傳送；所述第一保溫層設置在爐膛頂部和底部，用于實現爐膛內部保溫；所述碳布設置在爐膛上部，且位于第一傳送組件與第一加熱組件之間，用于防止雜質滴落到碳氈上；