一种石墨化炉冷却系统及方法与流程

本技术涉及石墨化炉，特别涉及一种石墨化炉冷却系统及方法。

背景技术：

1、在石墨化炉中，炉芯材料与保温料之间通常采用箱板结构进行分隔，以维持炉内温度场并防止两者混合。石墨化完成后进入冷却阶段，炉芯材料仍处于高温状态，若直接接触空气极易发生氧化，导致产品表面烧蚀、灰分增加和性能下降。为避免氧化，现有工艺普遍采用自然冷却方式，依靠炉体及保温料缓慢散热，但冷却周期长，设备周转率低，且长时间占用炉位，生产效率受到明显制约。虽然现有技术中也提出了一些主动取热冷却措施，如强制通风、水冷或通入保护气体等，试图缩短冷却时间，但实际效果不佳：强制取热容易破坏炉内密封，导致空气渗入高温区引起炉芯氧化；冷却速度过快还可能造成炉芯材料热应力开裂；而保护气体冷却则存在气密性要求高、运行成本大、冷却均匀性差等问题。因此，现有技术难以在防止炉芯氧化的同时实现高效冷却，制约了石墨化生产的效率提升。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，第一方面，本技术提出一种石墨化炉冷却系统，能够有效缓解主动冷却过程中炉芯氧化的问题。

2、第二方面，本技术提出一种应用上述石墨化炉冷却系统的石墨化炉冷却方法。

3、根据本技术第一方面实施例的石墨化炉冷却系统，包括：

4、第一冷却模块，所述第一冷却模块沿水平方向设置多个第一冷却管；

5、第二冷却模块，所述第二冷却模块设置多个沿竖直方向延伸的第二冷却管；

6、其中，所述石墨化炉冷却系统被配置为先将所述第一冷却模块放入石墨化炉的料体上进行冷却，然后再将所述第一冷却模块取出，将所述第二冷却模块插入所述石墨化炉的料体进行冷却。

7、根据本技术第一方面实施例的石墨化炉冷却系统，至少具有如下有益效果：

8、本实施例的石墨化炉冷却系统，通过设置第一冷却模块和第二冷却模块，先通过第一冷却模块进行表层冷却，在表层冷却后，再切换至第二冷却模块插入炉芯进行冷却，实现了主动取热冷却的同时，能够通过第一冷却模块降低炉芯上层的温度，从而在第二冷却模块插入炉芯的时候能够有效避免炉芯料接触空气发生高温氧化的情况。因此本实施例的石墨化炉冷却系统能够实现高效冷却，缩短冷却周期，提高石墨化炉的生产效率，并同时能够缓解甚至解决炉芯料在冷却阶段发生氧化的情况，同时兼顾效率和质量。

9、根据本技术的一些实施例，所述第一冷却模块还包括第一导热部和第二导热部，所述第一导热部沿所述多个第一冷却管的排列方向连接于所述第一冷却管之间，所述第二导热部沿所述第一冷却管的长度方向设置于所述第一冷却管的底部。

10、根据本技术的一些实施例，部分所述第一导热部包括第一导热主体和第二导热主体，所述第一导热主体和所述第二导热主体分别连接一根所述第一冷却管，所述第一导热主体和所述第二导热主体之间限定出第一伸缩缝。

11、根据本技术的一些实施例，所述第一冷却模块还包括支架、第一安装部和第二安装部，所述第一安装部连接于所述支架，所述第一安装部沿所述多个第一冷却管的排列方向延伸，所述第二安装部的上端可拆卸连接于所述第一安装部，下端连接于全部的所述第一冷却管；

12、其中，所述第一安装部包括多个第一安装主体，相邻的两个所述第一安装主体之间限定出第二伸缩缝；沿所述多个第一冷却管的排列方向，所述第二安装部包括多个第二安装主体，相邻的两个所述第二安装主体之间限定出第三伸缩缝，所述第二伸缩缝和所述第三伸缩缝至少部分对齐。

13、根据本技术的一些实施例，所述第二冷却模块还包括机架和连接板，所述连接板连接于所述机架和所述第二冷却管之间，所述连接板具有连接侧壁，所述连接侧壁沿所述第二冷却管的轴向延伸并固定连接于所述第二冷却管。

14、根据本技术的一些实施例，所述连接板包括第一板体和第二板体，所述第一板体可拆卸连接于所述机架，所述第二板体绕所述第二冷却管的周向设置多个，所述第二板体靠近所述第二冷却管的一侧设置所述连接侧壁，并固定连接于所述第二冷却管。

15、根据本技术的一些实施例，所述石墨化炉冷却系统包括多个所述第一冷却模块和多个所述第二冷却模块，沿所述石墨化炉的长度方向，所述第一冷却模块和所述第二冷却模块均能够自所述石墨化炉的一端铺设至另一端。

16、根据本技术的一些实施例，所述石墨化炉冷却系统还包括铺设小车，所述铺设小车架设于所述石墨化炉的顶部，包括：

17、定位模块，所述定位模块设置有上下贯穿的定位窗口，所述定位窗口能够供所述第二冷却模块向下放入或向上取出；

18、升降机构，所述升降机构具有第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述升降机构进入所述定位窗口的竖向投影区域内，在所述第二状态，所述升降机构退出所述定位窗口的竖向投影区域，所述升降机构用于控制所述第二冷却模块升降。

19、根据本技术的一些实施例，所述石墨化炉冷却系统还包括供给模块，所述供给模块设置于所述石墨化炉的顶部，并沿所述石墨化炉的长度方向设置多个转接头，用以连接所述第一冷却模块或所述第二冷却模块，以向所述第一冷却管或所述第二冷却管输送冷却介质。

20、根据本技术第二方面实施例的石墨化炉冷却方法，应用上述石墨化炉冷却系统进行冷却，包括以下步骤：

21、在石墨化炉完成工艺过程后，先进行自然冷却；

22、移出所述石墨化炉顶部的部分保温料，在炉芯上方保留一层保温料；

23、沿所述石墨化炉的长度方向铺设多个所述第一冷却模块，并向所述第一冷却管输送冷却介质进行冷却；

24、移出所述第一冷却模块，并移出炉芯上方的保温料；

25、沿所述石墨化炉的长度方向铺设多个所述第二冷却模块，并将所述第二冷却管插入炉芯，向所述第二冷却管输送冷却介质进行冷却；

26、移出所述第二冷却模块，进行炉芯出料。

27、根据本技术第二方面实施例的石墨化炉冷却方法，至少具有如下有益效果：

28、本实施例的石墨化炉冷却方法，采用第一冷却模块、第二冷却模块先后进行炉芯冷却，可以有效提高石墨化炉的冷却效果，缩短冷却周期。并且在采用第一冷却模块进行冷却的时候，在炉芯上方保留有一层保温料，可以有效隔绝空气直接接触炉芯导致氧化，同时也能够实现与第一冷却模块的自适应贴合，提高冷却效率。待炉芯的上层温度下降后，再切换至第二冷却模块插入炉芯内部进行冷却，在避免炉芯氧化的同时，能够有效提高冷却效率。因此本实施例的石墨化炉冷却方法能够实现高效冷却，缩短冷却周期，提高石墨化炉的生产效率，并同时能够缓解甚至解决炉芯料在冷却阶段发生氧化的情况，同时兼顾效率和质量。

29、根据本技术的一些实施例，所述沿所述石墨化炉的长度方向铺设多个所述第二冷却模块，并将所述第二冷却管插入炉芯，向所述第二冷却管输送冷却介质进行冷却，包括：

30、在所述石墨化炉的顶部架设铺设小车，将所述第二冷却模块移动至所述铺设小车，并控制所述铺设小车向下移动所述第二冷却模块至所述第二冷却管插入炉芯，之后再沿所述石墨化炉的长度方向移动，并逐个将所述第二冷却模块下压至设定高度。

31、根据本技术的一些实施例，所述移出所述第二冷却模块，包括：

32、控制所述铺设小车抵接所述第二冷却模块，再将所述第二冷却模块向上移出，之后将所述第二冷却模块从所述铺设小车上移走，再控制所述铺设小车移动，取出相邻的所述第二冷却模块，直至取出全部的所述第二冷却模块。

33、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分附加方面和优点将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。