石墨提纯及石墨化高温立式连续感应加热炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种石墨提纯及石墨化高温立式连续感应加热炉。本感应加热炉为立式结构感应加热炉，包括包括炉体、炉膛、感应加热线圈、观察窗装置和进出料装置等。本加热炉为立式结构，连续工作方式和感应加热，最高使用温度为３０００℃，本炉膛为一个圆柱体空间，炉膛上方连接进料装置、下方连接出料装置，物料在进料装置和出料装置协调作用下进入炉膛，以均匀速度下落并通过炉膛，物料中的灰份和灰发份在炉膛温度作用以及温度环境下的纯化气体作用下变成挥发物质，该挥发物质在高温反应气压和清扫气体作用下从排放管排到炉外，一步实现连续提纯或连续石墨化工艺。本感应加热炉弥补氢氟酸湿法提纯的不足，具有高效率、低能耗、绿色环保的特点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种感应加热炉，特别是一种能实现对颗粒状天 然石墨连续提纯工艺、以及能实现对颗粒状天然石墨进行连续石墨化 工艺的高温立式连续感应加热炉。 技术背景天然微晶石墨(俗称土状石墨，学术上称隐晶质石墨)是我国的 优势矿产资源之7，与天然鳞片石墨(也称显晶质石墨或晶质石墨) 相比微晶石墨提纯技术难度较大，国内外对天然微晶石墨的研究也较 少，虽然国内也能少量提纯，但采用的方法大多是氢氟酸湿法工艺， 存在工艺复杂、成本高、环境污染严重、回收率低、资源浪费较大的 缺点。鳞片石墨的提纯也是以氢氟酸湿法工艺为主，虽然能达到产业 化生产，但同样存在工艺复杂、成本高、环境污染严重、回收率低、 资源浪费较大的缺点。高温提纯工艺可弥补氢氟酸湿法提纯的不足， 具有高效率、低能耗、绿色环保的特点。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种采用火法工艺一 步提纯颗粒状天然石墨及实现对颗粒状石墨进行连续石墨化工艺的高 温立式连续感应加热炉。本技术的技术方案 一种石墨提纯及石墨化高温立式连续感 应加热炉为立式结构，生产工作制为连续工作方式，最高使用温度为300(TC，加热方式为感应加热，加热对象为颗粒状石墨(包括天然石墨颗粒和人造石墨颗粒)和整形包覆后的颗粒状电池石墨负极材料。加热炉炉膛为一个立式圆柱体空间，中部为加热区，底部为水冷 却区，炉膛上方连接进料系统、下方连接出料系统，物料在进料系统 和出料系统协调作用下进入炉膛，以均匀速度下落并通过炉膛，物料 中的灰份和灰发份在炉膛温度作用以及温度环境下的纯化气体作用下 变成挥发物质，该挥发物质在高温反应气压和清扫气体作用下从排放 管排到炉外， 一步实现连续提纯或连续石墨化工艺。本高温立式连续感应加热炉，包括进料装置、炉体、炉膛、感应 加热线圈、观察窗装置、支撑脚和出料装置，其特征在于-所述石墨提纯及石墨化高温立式连续感应加热炉为立式结构，其 炉体是由底座、外筒和炉盖组成彼此连通的可通水的夹层结构的立式 圆柱桶式炉体，底座和炉盖各设有中心孔，炉体是通过底座固定在支撑脚上；所述炉膛为一个立式圆柱体空间的炉膛，炉膛上端设有上T形法 兰套，其上T形法兰套穿过炉盖中心孔伸至炉膛内上部，其炉膛下端 设有下T形法兰套，下T形法兰套设有水冷却套，水冷却套固定在炉 膛、炉管的下方，下T形法兰套依次穿过水冷却套和底座与炉膛连通， 下T形法兰套上设有气咀；炉膛上的炉管下端通过定位环设置在底座 中心上，上端通过密封垫与炉盖中心孔处相触；炉管外周上设置保温 层和对炉管加热的由独立电源供电的感应加热线圈，其保温层是由内 保温层和外保温层及盖板组成，感应加热线圈的数量为1~2个；所述的炉膛中的上T形法兰套通过三通分别与进料装置和观察窗装置连通，炉膛下T形法兰套与出料装置连通；所述的炉体上设有排放管、测温装置和一个给气装置，其排放管 沿炉体圆周均匀倾斜设置，即排放管沿炉体圆周依次穿过炉体、外保 温层、内保温层和炉管与炉膛相通使之形成向上倾斜向外排放结构， 测温装置从炉体一侧依次穿过炉体、外保温层和内保温层与炉管外壁 相触，所述测温装置所测量的温度作为工艺参考值。给气装置从炉体 一侧依次穿过炉体、外保温层内保温层和炉管与炉膛相通；所述的设 置在炉体上的排放管的数量为1 2组以上，其每组为沿圆周均布的两个以上排放管，设置在炉体上的测温装置数量为1~2个。底座、外筒、炉盖均构成不锈钢夹层结构，夹层内通水冷却，外 筒焊接在底座上，底座设有中心孔，中心孔与炉管相通，炉盖与外筒 法兰连接，炉盖设有中心孔。炉膛为一个立式圆柱体空间，冷却套及夹层水冷式炉体均通有冷 却水，炉膛上方连接进料装置、下方连接出料装置，物料在进料装置 和出料装置协调作用下进入炉膛，以均匀速度下落并通过炉膛，物料 中的灰份和灰发份在炉膛温度作用以及温度环境下的纯化气体作用下 变成挥发物质，该挥发物质在高温反应气压和清扫气体作用下从排放 管排到炉外。感应加热线圈的数量为1~2个；本加热炉如采用两个感应加热线圈，即两个感应线圈为两个彼此独立的水冷却线圈，由两套独立电源 供电，两个感应加热线圈同时加热炉管，使炉膛产生工作温度，以加 热炉膛中的颗粒状石墨材料，两个感应加热线圈的工作温度独立可调，炉管通过定位环定位中心，以确保与感应线圈同心，加热均匀。本炉管上的保温装置由外保温层、内保温层、盖板组成，外保温 层为氧化物筒体，内保温层为碳黑，其碳黑保温层填充在氧化物筒体 保温层和炉管之间，盖板的作用是防止碳黑泄露到感应线圈上造成绝 缘不良。本技术中的给气装置是设置在炉体上与炉膛相通，纯化气体 从给气装置中进入高温区感应加热线圈下方的炉膛区域并往上方向流 动。保护气体(或清扫气体)是从焊接在下T形法兰套上的气咀给入， 通过下T形法兰套流入炉膛内，为了确保炉膛气体从下往上流动，出 料装置中的上阀门和下阀门任何时候至少有一只处于关闭状态。本加热炉中的排放管是将炉膛中的废气、灰份和灰发份是通过排 放管排往炉外，经净化系统处理后排入大气。所述观察窗装置由观察镜、照明灯、气咀、阀门组成，通过观察 窗装置可观察物料在炉膛中的高度和落料情况，以便统调物料在炉膛 中的流动速度和松紧程度。观察时将阀门和照明灯打开，清扫气体从 气咀随阀门的开启流入炉膛，以清洁观察视场，观察完毕关闭阀门和 照明灯，清扫气体也随阀门而关闭。本加热炉物料在进料装置和出料装置协调作用下进入炉膛，以均 匀速度下落并通过炉膛，物料中的灰份和灰发份在炉膛温度作用以及 温度环境下的纯化气体作用下变成挥发物质，该挥发物质在高温反应 气压和清扫气体作用下从排放管排到炉外。本石墨提纯高温立式连续感应加热炉弥补了氢氟酸湿法提纯的不足，具有高效率、低能耗、绿 色环保的特点。附图说明附图为本技术的结构示意图(双感应加热线圈结构)；图中1—料斗，2—输送管，3—减速机构，4一观察镜，5—照明灯，6—观 察筒，7—气咀，8—阀门，9—上T形法兰套，IO—密封垫，ll一炉盖， 12—盖板，13—排放管，14一外筒，15—外保温层，16—感应加热线 圈，17—内保温层，18—测温装置，19一炉管，20—炉膛，21—给气 装置，22—定位环，23—底座，24—水冷却套，25—下T形法兰套， 26—支撑脚，27—气咀，28—输出管，29—减速机构，30—阀门，31 一波纹管，32—真空阀门，33—气咀，34—出料斗，35—阀门，36— 出料口具体实施方式参看附图， 一种石墨提纯及石墨化高温立式连续感应加热炉，包 括进料装置、炉体、炉膛20、感应加热线圈16、观察窗装置、支撑脚 26和出料装置，其特征在于所述的石墨提纯及石墨化高温立式连续感应加热炉为立式结构， 其炉体是由底座23、外筒14和炉盖11组成彼此连通的可通水的夹层 结构的立式圆柱桶式炉体，底座23和炉盖11各设有中心孔，炉体是 通过底座固定在支撑脚26上；所述的炉膛20为一个立式圆柱体空间的炉膛，炉膛20上端设有上T形法兰套9，上T形法兰套9穿过炉盖11中心孔伸至炉膛20内 上部，炉膛20下端设有下T形法兰套25，下T形法兰套25设有水冷 却套24。水冷却套24固定在炉膛20、炉管19下方，下T形法兰套 25依次穿过水冷却套24和底座本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨提纯及石墨化高温立式连续感应加热炉，包括进料装置、炉体、炉膛（２０）、感应加热线圈（１６）、观察窗装置、支撑脚（２６）和出料装置，其特征在于：　所述的石墨提纯及石墨化高温立式连续感应加热炉为立式结构，其炉体是由底座（２３）、外 筒（１４）和炉盖（１１）组成彼此连通的可通水的夹层结构的立式圆柱桶式炉体，底座（２３）和炉盖（１１）各设有中心孔，炉体通过底座固定在支撑脚（２６）上；　所述的炉膛（２０）为一个立式圆柱体空间的炉膛，炉膛（２０）上端设有上Ｔ形法兰套（９ ），其上Ｔ形法兰套（９）穿过炉盖（１１）中心孔伸至炉膛（２０）内上部，其炉膛（２０）下端设有下Ｔ形法兰套（２５），下Ｔ形法兰套（２５）设有水冷却套（２４），水冷却套（２４）固定在炉膛（２０）、炉管（１９）下方，下Ｔ形法兰套（２５）依次穿过水冷却套（２４）和底座（２３）与炉膛（２０）连通，下Ｔ形法兰套（２５）上设有气咀（２７）；炉膛上的炉管（１９）下端通过定位环（２２）设置在底座（２３）中心上，上端通过密封垫（１０）与炉盖（１１）中心孔处相触；炉管（１９）外周上设置保温层和对炉管加热的由独立电源供电的感应加热线圈（１６），其保温层由内保温层（１７）和外保温层（１５）及盖板（１２）组成，感应加热线圈（１６）的数量为１～２个；　所述的炉膛（２０）中的上Ｔ形法兰套（９）通过三通分别与进料装置和观察窗装置连通，炉膛 （２０）下Ｔ形法兰套（２５）与出料装置连通；　所述的炉体上设有排放管（１３）、测温装置（１８）和给气装置（２１），其排放管（１３）沿炉体圆周均匀倾斜设置，即排放管（１３）沿炉体圆周依次穿过炉体、外保温层（１５）、内保温层（１７）和炉管 （１９）与炉膛（２０）相通使之形成向上倾斜向外排放结构，测温装置（１８）从炉体一侧依次穿过炉体、外保温层（１５）和内保温层（１７）与炉管（１９）外壁相触，给气装置（２１）从炉体一侧依次穿过炉体、外保温层（１５）内保温层（１７）和炉管（１９）与炉膛（２０）相通；所述的设置在炉体上的排放管（１３）的数量为１～２组，其每组为沿圆周均布的两个以上排放管，设置在炉体上的测温装置（１８）数量为１～２个。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：言伟雄，
申请(专利权)人：株洲弗拉德科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]