[发明专利]一种石墨化炉及相应的石墨化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨化炉以及一种采用所述石墨化炉来对石墨电极坯件进行石墨化处理的方法。其中，此种石墨化炉是用于对石墨电极坯件进行石墨化处理的高温电加热炉。

背景技术

石墨化炉是炭素行业的重要生产设备之一。早期使用的石墨化炉是有近百年历史的艾奇逊式石墨化炉。这种石墨化炉是一种温度不均匀的加热炉，炉芯各处温差较大，造成同一炉产品的理化指标波动较大。在通电加热期间，70％的热能用于加热电阻料、保温料、炉头、炉尾砌体上，造成通电时间长，热损失大，炉体热效率只有30％，从而难以达到石墨化过程的最高温度，石墨化工艺成品电耗高。另外。艾奇逊式石墨化炉存在着产品质量低、能耗高等缺点，尤其不适应生产大规格石墨制品。

为了提高石墨电极质量，降低电能消耗，进一步开发出了内热串接石墨化炉。内热串接石墨化炉利用装入半成品的自身电阻加热，不用电阻料，只有保温料，电流轴向通入使电极本身发热而产生高温，温升速度快，石墨化温度可高达3000度以上。它解决了大规格制品在石墨化过程中应力集中易开裂问题，提高了石墨化电极的内在质量和成品率。

现有技术的内热串接石墨化炉为卧式结构。如图1和图2(其中，图1是沿图2中A-A线的剖视图)所示，现有技术的卧式内热串接石墨化炉的炉体大体为长方形，炉体的高度尺寸小于炉体1的长度和宽度尺寸。炉体由炉体墙101围合而成。在炉体墙101内衬有内衬102。隔墙105将炉体分成多个单独的炉体。炉头铜极板如图2的俯视图所示，卧式炉的电极坯料108是卧式(横卧)连装排列，其周围被保温料109包围。来自炉头母线106(包括正极和负极电源线)的电力通过炉头铜极板107传递至导电电极103和连接电极104，从而向电极坯料供电并加热电极坯料108。在处理完之后，电极坯料108由天车吊出炉。例如，在加工尺寸为Φ850×2500mm石墨电极的情况下，单台炉体的高度大约为2.5m，长度大约为16.6m，宽度大约为2.9m。占地面积为大约48平方米。在此情况下，该炉体每次大约能够容纳12个电极坯件。也就是说，每一个电极坯件需要占用4平方米的面积。这使得内热串接石墨化炉的占地面积效率低下，并导致如下问题：挥发份等有害气体不易收集处理，保温料扬尘污染严重，生产效率不高，石墨化过程产生的热能不便回收利用。

从而希望有一种新型炉体结构的石墨化炉来克服或至少减轻上述问题。

发明内容

本发明的目的在于通过炉型结构的变化调整来克服现有内热串接技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供一种石墨化炉，所述石墨化炉用于对石墨电极坯件进行石墨化处理，并且包括至少一个炉体，其中，所述炉体具有沿竖直方向延伸的炉膛，且所述炉膛的高度方向尺寸大于所述炉膛在水平方向上的尺寸。

由于炉膛高度方向的尺寸大于其水平方向的尺寸，从而，电极坯件可以在炉膛内竖直放置，竖直叠置5-7支(由电极坯件规格的大小决定放置电极支数的多少)，由此大大提高占地面积的利用效率。另外，由于炉膛水平方向的尺寸较小，容易对整个炉体进行密封，使得保温料便于冷却处理、余热便于回收，节约能源并提高生产效率。

优选地，所述炉膛的横截面为圆形。从而可以更好地处理圆柱形的石墨电极坯件。

优选地，所述炉膛的高度可以大于等于所述圆形横截面的直径的三倍，更优选地大于等于所述直径的六倍。从而，可以在炉膛内立式串接多个电极坯件，进一步提高石墨化炉的占地面积利用效率。

优选地，所述石墨化炉所包括炉体的数量为两个，其中所述两个炉体在上部处连通。从而可以在一个炉中一次处理更多的石墨电极坯件。

优选地，所述炉体可以包括外层钢桶、内层耐火砖和位于所述外层钢桶与内层耐火砖之间的保温材料。从而所述炉体所限定的炉膛可以具有较好的密封性，从而提高加热效率并更好地密封挥发份。

优选地，所述石墨化炉可以进一步包括设置在所述炉膛之下的换热器。从而在石墨化完电极之后，对炉膛内的热量进行有效地回收。

本发明还提供一种对石墨电极坯件进行石墨化处理的方法，其中，所述方法采用上述石墨化炉对石墨电极坯件进行石墨化处理。

优选地，可以采用煅后焦与生石油焦的混合料作为石墨化过程的保温料，经过石墨化过程的高温后，大部分保温料可转化成石墨化焦--这是一种非常好的增炭剂。

优选地，所述方法可以包括下述步骤：在排出熟电极的同时加入生电极。从而，可以提高工作效率。并且，所加入的生电极可以用于降低炉膛内的温度。

附图说明

图1是现有技术内热串接卧式炉的示意性正视剖视图。