端通过铜排导线同直流电源相连接，并通过电极把持器固定在炉本体5的顶板 上，其下端插入炉本体5之中，插入的深度为炉本体5高度的1/2~2/3(例如，1/2)。
[0022] 本发明方法以前述的连续式直流超高温石墨化电炉为主要设备，日产为15t，以石 油焦为原料进行散状人造石墨的生产，其生产使用方法包括以下步骤：
[0023] (1)将备好的石油焦经上料装置、进料斗送入到本项发明所设计的立式石墨化电 炉中，接通直流电源，对石墨化炉开始加热，其中，石油焦的灰分为0.48%、硫含量为 0.36%、挥发分为0.57%、真密度>2.1 8/〇113、分矿粒度为1-10111111(例如，2-10111111);
[0024] (2)随着炉内温度上升，物料先后经过干燥、煅烧阶段，这阶段产生的蒸汽和挥发 分将通过炉顶集尘设备排出；
[0025] (3)物料石油焦具有导电性，电极通电后，冷石油焦开始导电，产生电阻热，在生产 状态下电流集中在两个电极之间流动，在电极连线附近区间内可形成一个3000 °C~3200 °C 的高温区。物料下降到达3000°C以上的高温区内快速升温并平均在高温区滞留停留2小时 10分钟，完成石墨化后排出；
[0026] (4)物料石墨化完成后，进入炉底冷却设备进行冷却，冷却到180°C后进入出料设 备中出料，待物料自然冷却至室温后进行分装。
[0027]使用本发明的连续式直流超高温石墨化电炉进行连续生产时，时隔10~30min(例 如，15min)装入一次物料、排出一次产品，物料自进料口进入到出料口排出平均需要3~4小 时(例如，3小时）。
[0028] 生产过程中炉子内衬温度最高为1200°C，实现稳定生产后，对高纯散状人造石墨 抽样化验，结果列表(见表1)如下。
[0029]表 1
[0031] 通过上表的数据分析，生产的高纯散状人造石墨平均固定碳含量在99.95%以上， 硫分含量低于0.05%，平均电阻率小于100μΩ · m，真密度大于2.20g/cm3,各项物性指标均 达到尚纯石墨的要求。
[0032] 本发明设计的连续式直流超高温石墨化电炉具有如下的技术效果：
[0033] (1)使用本发明所设计的连续式直流超高温石墨化电炉设备可以进行散状人造石 墨专门的连续化生产，这和石墨电极石墨化过程中产生的副产品相比是一个很大的进步；
[0034] (2)以直流电为电源且石墨电极成直线布置，在石墨化炉内可以获得均匀的温度 场，处于高温区的原料均能获得比较一致的加热或保温，可保证生产出的散状石墨充分石 墨化，质量均匀，纯度较高；
[0035] (3)炉内存在一个保温区，保温区的物料不随高纯散状石墨排出，可避免蓄热损 失，因此生产高纯散状人造石墨的电耗可降至2000kwh/t以下；
[0036] (4)由于保温区对高温区的一定隔离作用，电炉内衬温度可降低到1150~1250Γ， 温度的降低对内衬耐火材料要求必将有所降低，另一方面也可以明显增加连续式直流超高 温石墨化电炉的整体寿命，减少维修时间，提高作业效率；
[0037] (5)生产的高纯散状人造石墨质量均匀，平均固定碳含量在99.95%以上，硫分含 量低于0.05%，平均电阻率小于100μ Ω · m，真密度大于2.20g/cm3，各项物性指标均达到国 家标准中所定义的尚纯人造石墨的要求。
【主权项】
1. 一种连续式直流超高温石墨化电炉，其特征在于，该种电炉结构及部件包括上料装 置（1)、进料斗（2)、石墨电极（3)、集尘装置(4)、炉本体（5)、炉底冷却设备（6)、出料装置 (7)、成品储料罐(8)和螺旋输送设备（10)，其中：上料装置（1)置于炉本体(5)的正前方适当 位置，上料装置（1)的上端与螺旋输送设备（10)相连接;螺旋输送设备（10)的末端置于进料 斗（2)之上;进料斗（2)置于炉本体(5)的正上方，其下部出口处与炉本体(5)直接相连通;炉 本体(5)由钢板和内衬组成，内衬为粘土砖;两根同种规格石墨电极(3)的顶端通过铜排导 线同电源相连接，并通过电极把持器固定在炉本体(5)的框架上，其下端插入炉本体(5)之 中；集尘装置(4)位于整个设备的最上方，集尘装置(4)安装有集尘分管道(13)，并与除尘系 统相连通;炉本体(5)底部开口处与炉底冷却设备(6)相连通，炉底冷却设备(6)直接和出料 装置(7)相对应；出料装置(7)位于炉底冷却设备(6)的下方并通过提升装置一直延伸到成 品储料罐(8)顶部。2. -种如权利要求1所说的连续式直流超高温石墨化电炉，其特征在于，该种电炉的石 墨电极(3)使用直流电源进行供电。3. -种如权利要求1所说的连续式直流超高温石墨化电炉，其特征在于，该种电炉的两 根石墨电极(3)在炉体中心线上对称排布，其自炉顶插入炉本体(5)中的深度为炉本体(5) 高度的1/2~2/3。4. 一种如权利要求1所说的连续式直流超高温石墨化电炉，其特征在于，该种电炉的两 根石墨电极(3)之间的距离是石墨电极(3)自身直径的3-6倍。5. -种如权利要求1所说的连续式直流超高温石墨化电炉，其特征在于，该种电炉的炉 底冷却设备(6)的和炉本体(5)相连接的口径同两个石墨电极(3)之间产生的高温区水平截 面长度相等。6. -种如权利要求1所述的连续式直流超高温石墨化电炉的生产使用方法，其特征在 于，该种方法包括原料入炉、干燥煅烧、石墨化、冷却出炉4个工序步骤，具体操作如下： (1) 将备好的石油焦或无烟煤等通过如前述设计的连续式直流超高温石墨化电炉的上 料装置（1)和进料斗（2)送入到炉本体(5)中，接通电源开始给炉本体(5)送电加热升温，其 中，装入的石油焦或无烟煤以灰分小于0.5%、硫分小于0.5%、挥发分小于0.6%、真密度〉 2-lg/cm 3、粒度l-10mm的物料为宜； (2) 随着炉本体(5)内温度上升，物料先后经过干燥、煅烧阶段，这阶段产生的蒸汽和挥 发分将通过位于炉本体(5)顶部的集尘装置(4)收集并排出； (3) 物料进入到两石墨电极（3)间形成的3000Γ~3500Γ高温区上部后温度上升至 3000°C并持续下降，在高温区段内滞留1.5~2.5小时，完成石墨化； (4) 物料完成石墨化后，下落到炉底冷却设备(6)中进行冷却，冷却到100~300°C后由 炉底冷却设备(6)的出料口排入到出料装置(7)中出料，待物料自然冷却至室温后送入到成 品储料罐(8)中等待分装。7. 根据权利要求6所述的一种连续式直流超高温石墨化电炉的生产使用方法，其特征 在于，利用该方法进行连续生产时，时隔10~30min装入一次物料、排出一次产品，物料自进 料斗（2)的进料口进入到由炉底冷却设备(6)的出料口排入到出料装置(7)中共需3~4小 时。
【专利摘要】一种连续式直流超高温石墨化电炉及使用方法，属于冶金工程非金属材料制备技术领域。所述连续式直流超高温石墨化电炉的特征在于：两根石墨电极与直流电源相接，并在炉体中心线上对称排布，其下端插入炉本体中，插入深度为炉本体高度的1/2～2/3；集尘装置位于整个设备的最上方；炉本体底部开口处与炉底冷却设备相连通；炉底冷却设备直接和出料装置相对应；出料装置位于炉底冷却设备下方。利用此设备进行人造石墨生产，其产品固定碳含量在99.95％以上，平均电阻率小于100μΩ·m，真密度大于2.20g/cm3，各指标均达到高纯人造石墨的要求。
【IPC分类】C01B31/04
【公开号】CN105645396
【申请号】
【发明人】陈文仲, 高天天, 安鑫
【申请人】陈文仲
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月3日