一种防氧化的炉头电极结构及石墨化炉的制作方法

本发明涉及石墨化炉，尤其涉及一种防氧化的炉头电极结构及石墨化炉。

背景技术：

1、负极材料的石墨化生产主要以艾奇逊石墨化炉为主，其工作原理是通过对石墨化炉按照设定功率制度送电实现升温，以改性炭原料，最高温度可达到3000℃以上。

2、在生产中，电流通过炉头两端的电极输入炉体内部，炉头电极主要采用石墨电极材料，石墨电极虽然自身电阻较小，但是在较高的电流作用下，也会产生大量热量。并且，石墨电极与母线之间存在接触电阻，使得接触部位发热。再叠加从炉芯内部传出的热量，使得炉头电极温度较高。炉头电极裸露于炉外环境的一端在高温下极易与氧气发生反应，使得炉头电极耗损。炉头电极成本颇高，不仅给生产企业带来了较大的生产负担，也会影响正常的生产。

3、为了避免炉头电极氧化，在实际生产中通常采用水冷结构降低炉头电极的温度至300℃以下。水冷结构分为内冷和外冷两种模式。外冷结构比较简单，但是会产生大量被污染的废水，现场环境较差；内冷结构复杂，尤其是输送水管在炉头错综复杂，使得本身狭小空间的炉头区域更为紧张，冷却效果差，设备布置困难。然而，冷却只是延缓了氧化，炉头电极的使用寿命依然受到影响，冷却时的冷热接触也会对电极寿命产生影响，容易发生脆裂。

4、因此，研发一种能够彻底取缔水冷，从源头解决氧化问题的炉头电极结构对实际生产至关重要。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种防氧化的炉头电极结构及石墨化炉，通过分别设置接头电极和金属材质的导电接头，将石墨电极完全限制于炉体内部的封闭空间，金属材质产生热量低，抗氧化性能更好，取缔了水冷，从根源解决了裸露于空气中的石墨电极高温氧化问题，并且降低了成本。

2、一种防氧化的炉头电极结构，包括接头电极和导电接头，所述接头电极设于炉体内部，接头电极的一端与炉芯相连，另一端与导电接头的一端相连，导电接头的另一端延伸至炉体外部，导电接头采用导电金属材质。

3、通过分别设置接头电极和导电接头，相较于整体式的现行电极，本发明的接头电极仅设于炉体内部，位于炉体外部的导电接头为导电金属材质，电阻远低于石墨电极，产生热量低，金属材质抗氧化性能更好，从根源解决了裸露于空气中的石墨电极高温氧化问题，无需额外安装冷却结构，并且减少了石墨电极的用量，常见导电金属的成本也远低于石墨电极，降低了成本。

4、进一步地，所述接头电极和导电接头的连接处外围设置有绝缘套筒，绝缘套筒一端与接头电极固定相连，另一端内壁与导电接头滑动相连。

5、通过设置绝缘套筒，实现了导电接头与接头电极在绝缘套筒内活动连接，导电接头与接头电极接触时导电，分离时断电。现行电极通过两根软带与母线相连，每根软带一端连接现行电极，另一端连接母线，需要断电时采用绝缘板将母线与软带分离，在这种结构下，现行电极与母线之间的导电通路具有两个接触点，软带的两端分别与现行电极和母线连接，接触电阻较大，因此软带发热严重，现场测量其表面温度最高可超过300度，高温软带也升高了与其连接的现行电极温度，加剧了氧化。本发明在绝缘套筒内实现通断电，绝缘套筒位于炉体内部，即接触电阻较大的位置位于炉体内部，因此炉体内部接头电极温度升高也不会接触空气发生氧化，也不会影响到炉体外部导电接头与母线的连接。

6、进一步地，所述导电接头位于炉体外部的一端与母线直接接触。

7、导电接头与母线的直接接触将通断电的接触点从两个减少为一个，即两条软带的双接触减少为导电接头与接头电极的单接触，有利于降低无效电耗。

8、进一步地，导电接头材质与母线材质相同。

9、通过采用与母线相同材质的导电接头，使二者一致性更高，直接接触的接触压力稳定，避免了不同材质之间的接触电阻，并且同为金属材质可以焊接固定为一体，连接强度更高，稳定性更好。

10、进一步地，所述接头电极朝向导电接头的一端中心设有凸台，所述凸台外径与绝缘套筒内径相匹配。

11、通过设置凸台，绝缘套筒能够套设于凸台，增加了接头电极与绝缘套筒的接触面积，绝缘套筒的稳定性更好。

12、进一步地，接头电极所在竖直面设置有若干个配合电极，接头电极与配合电极共同形成电极墙。

13、通过设置配合电极对接头电极支撑和导电。

14、进一步地，位于炉体内部的导电接头与炉壁之间填充有炭黑。

15、通过采用炭黑实现对导电接头侧壁的绝缘，保证导电接头的电流流向稳定。

16、一种防氧化的石墨化炉，所述石墨化炉沿长度方向的两端为炉头，中心部分为炉芯，炉芯内部设置有物料，炉芯外围填充有保温料，炉头采用了一种防氧化的炉头电极结构。

17、通过采用防氧化的炉头电极结构，使石墨化炉具有该结构的全部有益效果。

18、本发明的有益效果是：

19、本发明的一种防氧化的炉头电极结构，通过分别设置接头电极和导电接头，相较于整体式的炉头电极，本发明的接头电极仅设于炉体内部，位于炉体外部的导电接头为导电金属材质，电阻远低于石墨电极，产生热量低，金属材质抗氧化性能更好，从根源解决了裸露于空气中的石墨电极高温氧化问题，无需额外安装冷却结构，并且减少了石墨电极的用量，常见导电金属的成本也远低于石墨电极，降低了成本。

20、通过设置绝缘套筒，实现了导电接头与接头电极在绝缘套筒内活动连接，导电接头与接头电极接触时导电，分离时断电。绝缘套筒位于炉体内部，即接触电阻较大的位置位于炉体内部，因此炉体内部接头电极温度升高也不会接触空气发生氧化，也不会影响到炉体外部导电接头与母线的连接，并且导电接头与母线直接接触，降低了无效电耗。

1.一种防氧化的炉头电极结构，其特征在于，包括接头电极和导电接头，所述接头电极设于炉体内部，接头电极的一端与炉芯相连，另一端与导电接头的一端相连，导电接头的另一端延伸至炉体外部，导电接头采用导电金属材质。

2.如权利要求1所述的一种防氧化的炉头电极结构，其特征在于：所述接头电极和导电接头的连接处外围设置有绝缘套筒，绝缘套筒一端与接头电极固定相连，另一端内壁与导电接头滑动相连。

3.如权利要求2所述的一种防氧化的炉头电极结构，其特征在于：所述导电接头位于炉体外部的一端与母线直接接触。

4.如权利要求3所述的一种防氧化的炉头电极结构，其特征在于：导电接头材质与母线材质相同。

5.如权利要求2所述的一种防氧化的炉头电极结构，其特征在于：所述接头电极朝向导电接头的一端中心设有凸台，所述凸台外径与绝缘套筒内径相匹配。

6.如权利要求1所述的一种防氧化的炉头电极结构，其特征在于：接头电极所在竖直面设置有若干个配合电极，接头电极与配合电极共同形成电极墙。

7.如权利要求1所述的一种防氧化的炉头电极结构，其特征在于：位于炉体内部的导电接头与炉壁之间填充有炭黑。

8.一种防氧化的石墨化炉，其特征在于，所述石墨化炉沿长度方向的两端为炉头，中心部分为炉芯，炉芯内部设置有物料，炉芯外围填充有保温料，所述炉头采用了如权利要求1-7任一所述的一种防氧化的炉头电极结构。