防喷炉装置、炉盖、可移动式和固定式石墨化系统的制作方法

本申请主要涉及石墨化领域，尤其涉及一种防喷炉装置、炉盖、可移动式和固定式石墨化系统。

背景技术：

1、石墨化生产的核心原理为，碳质材料在石墨化炉中被加热至 2600℃以上高温后，完成结构转化，成为石墨质材料。石墨化炉的装炉材料（含待加工产品与装炉辅料，二者均以焦炭质材料为主要成分），在升温过程及维持 2600℃以上高温的阶段，会持续产生并排出可燃性 ch 化合物和硫挥发分，这些气体排出炉面与空气接触时，会立即发生剧烈燃烧。通常，石墨化炉送电升温的后期，以及停电后的 24 小时内，炉内始终处于超高温高压状态，若此时炉内积聚的可燃ch 化合物呈集中式排出会引发剧烈燃烧，形成强气流带动炉内粉状碳材料一起流动燃烧，形成喷炉事故，严重时还会导致爆炸发生。

2、具体的，领域内通常认为喷炉通过如下原因产生：炉芯调温区物料含有的碳材料以外的杂质（行业内称作灰分，包括钙、镁化合物等）在高温下气化，然后向上转移到炉顶上层温度较低的区域中，遇冷凝结，随后结块。当结块达到一定厚度和面积时，导致炉内产生的可燃气体排出受阻，炉内气压升高，最后集中喷射排出，形成喷炉。

3、石墨化喷炉与爆炸并非偶发事故，而是石墨化生产中的高频安全隐患，各类石墨化工厂或石墨化产线，每日均需面临该风险的直接威胁。喷炉或爆炸事故一旦发生，将造成多维度危害。轻度情况导致产品报废、炉窑损坏；严重时会损毁厂房及区域内配套设备；最严重的情形下，会对车间内工作人员造成人身伤害，造成巨大的经济损失。

技术实现思路

1、本申请要解决的技术问题是提供一种防喷炉装置、炉盖、可移动式和固定式石墨化系统，依据结壳首先形成在排气通道而非保温料层这一核心原理的发现，能够降低石墨化炉的喷炉风险。

2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种防喷炉装置，适用于石墨化炉，所述石墨化炉的顶部包括保温料层，所述保温料层填充有保温料，所述保温料层设置有排气通道，所述排气通道由大颗粒焦柱体形成，其中，所述大颗粒焦柱体的颗粒直径大于所述保温料的颗粒直径，所述防喷炉装置包括：冲击部，适于装配于所述排气通道的上方；以及驱动部，所述驱动部配置为驱动所述冲击部插入所述排气通道中以进行冲击、并在冲击完成后退出所述排气通道。

3、可选地，所述冲击部包括冲击部主体以及锥形冲击头，所述冲击部主体具有相对的第一端和第二端，其中，所述锥形冲击头位于所述第一端，所述第二端连接至所述驱动部，所述冲击部适于通过所述锥形冲击头插入所述排气通道中。

4、可选地，所述驱动部包括活塞式气缸，所述活塞式气缸包括气缸以及活塞，所述活塞滑动设于所述气缸的内部，所述气缸内适于通入压缩空气，以驱动所述冲击部插入所述排气通道中、并在冲击完成后自所述排气通道中退出。

5、可选地，所述活塞将气缸的内腔分隔为无杆腔与有杆腔，且所述活塞连接至所述冲击部主体的所述第二端，所述气缸分别设置连通无杆腔的第一气口、以及连通有杆腔的第二气口，其中，当准备冲击时，所述压缩空气经所述第一气口通入所述无杆腔，以推动所述活塞沿第一方向滑移，同步带动所述冲击部沿所述第一方向移动从而插入所述排气通道中；当冲击完成后，所述无杆腔通过所述第一气口排气，所述压缩空气经所述第二气口通入所述有杆腔，以驱动所述活塞沿第二方向滑移，同步带动所述冲击部沿所述第二方向移动而自所述排气通道中退出，所述第二方向与所述第一方向相反。

6、可选地，防喷炉装置还包括连接部件，所述冲击部主体的所述第二端通过所述连接部件连接至所述气缸。

7、可选地，防喷炉装置还包括位置调整机构，所述驱动部配置为在所述冲击部插入所述排气通道的过程中，通过所述位置调整机构控制所述冲击部的推进行程。

8、可选地，所述位置调整机构包括设置在所述驱动部中的限位部，所述冲击部还设置有卡位件，当所述驱动部驱动所述冲击部插入所述排气通道的过程中，若所述卡位件到达所述限位部并卡位于所述限位部，则所述冲击部停止继续冲击。

9、可选地，防喷炉装置还包括耐高温保护套件，所述耐高温保护套件适于套设在所述驱动部的外周。

10、可选地，所述耐高温保护套件设置有进液口和出液口，以及与所述进液口和所述出液口连通的液冷回路。

11、可选地，所述冲击部的材质包括耐热钢，所述耐热钢适于承受300℃~700℃的温度。

12、本申请的另一方面还提出了一种石墨化炉的炉盖，包括：炉盖本体；以及本申请任一实施例所述的防喷炉装置，其中，所述防喷炉装置设置于所述炉盖本体上，当所述炉盖安装于所述石墨化炉的上方时，所述防喷炉装置与所述保温料层中的所述排气通道的位置对应。

13、可选地，炉盖还包括密封件，设置在所述防喷炉装置和所述炉盖本体之间。

14、本申请的另一方面还提出了一种移动式石墨化系统，包括送电工位，其中，所述送电工位配置为具有本申请任一实施例提出的石墨化炉的炉盖，所述石墨化炉适于移动至所述送电工位，并在装配所述炉盖后进行送电工序。

15、可选地，所述炉盖中的所述防喷炉装置配置为在预设时刻启动，以使所述冲击部插入所述排气通道进行冲击、并在冲击完成后退出所述排气通道。

16、本申请的另一方面还提出了一种固定式石墨化系统，所述固定式石墨化系统包括本申请任一实施例提出的炉盖；或者所述固定式石墨化系统包括可移动机构以及本申请任一实施例所述的防喷炉装置，其中，所述可移动机构适于带动所述防喷炉装置在石墨化炉的上方进行移动。

17、可选地，所述防喷炉装置配置为在预设时刻启动，以使所述冲击部插入所述排气通道进行冲击、并在冲击完成后退出所述排气通道。

18、与现有技术相比，本申请具有以下优点：本申请提出的防喷炉装置，能够与保温料层中通过大颗粒焦柱体形成的排气通道对应，并适于对排气通道完成冲击，使排气通道处于畅通状态，从而降低石墨化炉的喷炉风险，保障生产人员和设备安全。本申请提出的防喷炉装置、炉盖和石墨化系统能够有效防止石墨化高温状态时可燃性气体集中排放的装置，保证在石墨化炉高温时段，炉内设置的分布均匀的排气通道正常排气，同时装置在石墨化炉内超高温状态下（2500℃以上）能保持持续正常工作。本申请依据结壳首先形成在排气通道而非保温料层这一核心原理的发现，采用低成本的物理方法将堵塞的排气通道进行疏通，有效维持排气通畅，从根本上消除喷炉隐患，成本低、且效果显著。

1.一种防喷炉装置，适用于石墨化炉，所述石墨化炉的顶部包括保温料层，所述保温料层填充有保温料，所述保温料层设置有排气通道，所述排气通道由大颗粒焦柱体形成，其中，所述大颗粒焦柱体的颗粒直径大于所述保温料的颗粒直径，其特征在于，所述防喷炉装置包括：

2.如权利要求1所述的防喷炉装置，其特征在于，所述冲击部包括冲击部主体以及锥形冲击头，所述冲击部主体具有相对的第一端和第二端，其中，所述锥形冲击头位于所述第一端，所述第二端连接至所述驱动部，所述冲击部适于通过所述锥形冲击头插入所述排气通道中。

3.如权利要求2所述的防喷炉装置，其特征在于，所述驱动部包括活塞式气缸，所述活塞式气缸包括气缸以及活塞，所述活塞滑动设于所述气缸的内部，所述气缸内适于通入压缩空气，以驱动所述冲击部插入所述排气通道中、并在冲击完成后自所述排气通道中退出。

4.如权利要求3所述的防喷炉装置，其特征在于，所述活塞将气缸的内腔分隔为无杆腔与有杆腔，且所述活塞连接至所述冲击部主体的所述第二端，所述气缸分别设置连通无杆腔的第一气口、以及连通有杆腔的第二气口，其中，

5.如权利要求3所述的防喷炉装置，其特征在于，还包括连接部件，所述冲击部主体的所述第二端通过所述连接部件连接至所述气缸。

6.如权利要求1所述的防喷炉装置，其特征在于，还包括位置调整机构，所述驱动部配置为在所述冲击部插入所述排气通道的过程中，通过所述位置调整机构控制所述冲击部的推进行程。

7.如权利要求6所述的防喷炉装置，其特征在于，所述位置调整机构包括设置在所述驱动部中的限位部，所述冲击部还设置有卡位件，当所述驱动部驱动所述冲击部插入所述排气通道的过程中，若所述卡位件到达所述限位部并卡位于所述限位部，则所述冲击部停止继续冲击。

8.如权利要求1所述的防喷炉装置，其特征在于，还包括耐高温保护套件，所述耐高温保护套件适于套设在所述驱动部的外周。

9.如权利要求8所述的防喷炉装置，其特征在于，所述耐高温保护套件设置有进液口和出液口，以及与所述进液口和所述出液口连通的液冷回路。

10.如权利要求1所述的防喷炉装置，其特征在于，所述冲击部的材质包括耐热钢，所述耐热钢适于承受300℃~700℃的温度。

11.一种石墨化炉的炉盖，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的炉盖，其特征在于，还包括密封件，设置在所述防喷炉装置和所述炉盖本体之间。

13.一种移动式石墨化系统，其特征在于，包括送电工位，其中，所述送电工位配置为具有如权利要求11或12所述的石墨化炉的炉盖，所述石墨化炉适于移动至所述送电工位，并在装配所述炉盖后进行送电工序。

14.如权利要求13所述的移动式石墨化系统，所述炉盖中的所述防喷炉装置配置为在预设时刻启动，以使所述冲击部插入所述排气通道进行冲击、并在冲击完成后退出所述排气通道。

15.一种固定式石墨化系统，其特征在于，

16.如权利要求15所述的固定式石墨化系统，所述防喷炉装置配置为在预设时刻启动，以使所述冲击部插入所述排气通道进行冲击、并在冲击完成后退出所述排气通道。