[发明专利]碳精体石墨化的方法及装置

说明书

本发明涉及一种碳精体石墨化的方法，所述碳精体和相邻碳精体的端面互相接合并夹在一起构成一水平链，该链穿过一石墨化炉，在该炉中，水平链在含有保护气氛的石墨化区内由电流加热，并在随后的冷却区内冷却。随着链穿过石墨化炉，链连续从炉的进口处供入。使单个碳精体加入到链上并在炉的出口处连续截短，并从链上再提取一个单独的碳精体。本发明还涉及一种实现该方法的装置。

预热的碳精体在石墨化前，先装配成一链，该链中碳体的相邻端面相互接合在一起，所述的链靠通过自身的一部分长度的电流加热到石墨化所需的温度。为了确保石墨化过能连续进行，链以逐步输送的形式传送过石墨化炉，且其后每一输送步骤都将要石墨化的一个碳精体在炉的进口加入到链中，而一个已石墨化的碳精体同时在炉的出口取下。尽管该石墨化炉特别适用于相邻端面互相连接在一起的碳精体的连续石墨化，但是，由于这种石墨化炉有一个水平炉线，因此需要将水平移动的链很好地撑柱。为此，公知的是给石墨化炉充入松散的碳素材料，如焦炭或木炭。这将为碳精体链提供必要的支撑并将避免石墨化炉中存在有氧化现象。但是，使用这些松散的碳素材料的缺是：会有使之与要石墨化的碳精体一起在石墨化区加热，从而需要更多能量。除此之外，松散碳素材料的升温将增强其导电性使得与链并行的电流发生漏电。

为了克服上述缺陷，有方案打算不将松散碳材料充入石墨化炉中，而是给石墨化炉供入保护气体并且轴向夹持该链使之足以能自撑（奥地利专利申请389，506号和相应美国专利4，956，849号）。虽然该措施避免了使用松散碳素材料的缺点，然而此情况下需要在链上施加相当大的夹持力才能使链自撑，而且所需夹持力的量值由链的长度来确定，而且甚至在新的碳精体加入链及一个已石墨化的碳精体从链上取下时也要维持该力，从而使结构费用增加。

本发明的目的是提供一种如前述类型的碳精体的石墨化方法，该方法利用了在保护气氛下石墨化的优点而又避免了先有技术中的费用问题。

本发明的目的是这样完成的，将一系列碳精体装配形成一个链，在该链中碳精体在其相邻端面间由轴向销或螺栓互相联接起来，以使该链至少在石墨化炉的一部分能够自撑。

由于在碳精体相邻端面处互相联接相邻碳精体的轴向销或螺栓会有效地防止相邻碳精体的径向发生相互偏移，因此通过这一措施有助于理想地保持链的自撑，又由于链中的碳精体均在其相邻端面处互相联接，就有必要将很小的轴向夹持力施加在链上以保证其自撑，但当碳精体要加入或移出链时则需要将该压力部分或全部地从链上解除。这种情况特别适用于如果链的自撑长度部分仅仅由几个碳精体构成的情况，如果在炉中为链设置中间支座的话，情况更是如此。这些中间支座可以由诸如炉电极构成。这些链的支座也可以由充入部分石墨化炉的松散的碳素材料构成，以便只需很小的轴向夹持力就能保持在松散碳素材料的外部自撑，特别是在碳精体相邻端面互相联接时，情况更是如此。由于在石墨化炉的冷却区提供有松散的碳素材料，因此，将会避免在石墨化区出现这种松散材料的缺点，同时也避免了残留在该石墨化区的这种松散材料与要石墨化的碳精体一起加热以至于与链同一方向流动的电流发生漏电现象。这是由于在炉的石墨化区提供了保护气氛的缘故。

由于碳精体外层的电流传导足以达到所需的电流值，因此使用任何连接销或螺栓都不影响电流在链上的流动。但是销钉或螺栓不应影响链材料的完整性。所以建议用由带碳纤维加强的碳构成的轴向销或螺栓连接链的相邻的碳精体，这种碳纤维保证所述的碳具有所需的强度特性。由于碳精体轴向连接的装置通常设置为邻接在炭精体上形成石墨电极及容纳相应的电极夹所构成的槽处，所以用来容纳作为轴向连接装置的销或螺栓所设置的孔在石墨电极处不会产生材料的损耗。