一种高稳定性连续式石墨化炉的制作方法

1.本实用新型涉及石墨化生产炉技术领域，特别是属于一种高稳定性连续式石墨化炉。


背景技术：

2.石墨化粉主要用于钢铁冶金的增碳剂和有色金属电解槽的阴极碳块和预焙阳极及金刚石产品，是一种十分重要的工业材料。
3.现有使用较为广泛的石墨化炉为竖式的石墨电阻炉，通过上下设置的正负极石墨块，对原料进行升温；其原理是原料通过正负极之间的电场后，由于原料自身电阻，在通电后产生热量，对原料进行高温处理。
4.但实际使用时，现有的石墨化炉存在以下缺陷，1.正负极电路电路中为保证使用效果，通常会增设压力恒定的装置，以保证原料加工过程中的稳定性，但由于通过电场的原料量难以把控，且正极的石墨柱会在使用过程中逐渐缩短，因而实际功率会出现波动，难以保证成品质量的稳定性。2.大型石墨炉在使用过程中，由于出料温度较高，需要进行长时间的冷却后才能够将原料取出，现有的降温装置也难以将原料迅速冷却，不便于连续性生产使用。3.现有炉体的下部电极大多采用铅笔型的圆柱体，其电热区近似一个圆柱，电极功率高度集中，温度局部偏高，炉壁内衬材料易受到高温辐射，影响炉体的使用寿命，此外，柱状的电场难以保证所有物料受到电场作用，成品质量难以把控。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：提供一种能够连续性生产且成品质量稳定的的高稳定性连续式石墨化炉。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种高稳定性连续式石墨化炉，包括炉体和炉盖，所述炉体内相对设置有上部电极和下部电极，所述炉盖上设置有进料口，所述上部电极由上至下穿过所述进料口设置；所述炉体内由上至下依次设置有加热区、缓冲区、降温区和出料区；所述下部电极呈环形设置在所述加热区与所述缓冲区的连接处；所述加热区顶端侧壁上设置有引气结构，所述引气结构适用于将炉体内废气引出；所述降温区和所述出料区设置有冷却排料结构，所述冷却排料结构适用于将物料降温后排出炉体；所述炉体外侧还设置有与所述上部电极连接的升降装置，所述上部电极和所述下部电极的连接电路上设置有检测器，所述检测器信号传输连通设置有控制器，所述控制器适用于驱动所述升降装置，所述炉盖上还设置有引料斜面，所述引料斜面朝向所述上部电极设置。方案通过环形设置的下部电极，能够在使用时将传统的柱状电场转化为伞型的电场，将电极功率均匀施加在通过电场的待加工材料上，均匀升温，延长了炉体的使用寿命，此外，能够保证下行的原料均通过伞形电场，充分升温，大大提升的原料的石墨化度，引气结构的设置，则便于将炉体内的废气引出，从而避免废气内杂质随物料流出，提高除杂效果，与上部电极连接的升降装置，则能够通过对上部电极的上下
调节，控制生产过程的实际功率，保证功率恒定，进一步保证成品质量的稳定性，冷却排料装置的设置则能够在加工后对物料依次进行降温、排料的操作，使得石墨化炉能够连续性的进行生产加工，提高工作效率。
8.优选的，所述引气结构包括设置在所述炉体顶端侧壁内的环形烟道，所述炉体内部与环形烟道之间设置有引烟口，所述炉体外侧与环形烟道之间设置有出烟口，所述出烟口处还设置有排烟管道，所述排烟管道上设置有控制开关，所述炉体外侧朝向所述引烟口位置还设置有观察口，所述观察口处设置有开关门。在实际使用过程中，由于高温处仅为石墨炉核心位置，废气在引至炉体顶端时，温度降低，若负压不足或单次生产完成后，废气会在液化-固化后粘附在原料表面，形成废料壳，影响进料，观察口的设置则能够及时观测进料状态，当进料表层形成废料壳时，可打开开关门将废料壳破坏，避免对进料造成影响，环形烟道上多个引烟口以及外侧出烟口的设置，能够均匀将炉体内各个位置的烟气引出，并由排烟管道排出，避免废气散至工作环境内，保证废气的处理效果。
9.优选的，所述炉盖上设置有泄压通道，所述泄压通道上设置有泄压阀，所述泄压阀包括外筒，所述外筒中间位置设置有内筒，所述内筒底端倾斜向下延伸至于外筒连通设置，所述内筒内滑动设置有控压活塞，所述控压活塞顶端与内筒之间设置有泄压簧，所述内筒侧壁还设置有与外筒顶端连通的泄压孔，所述内筒顶端设置有调节盖，所述调节盖与所述泄压簧接触设置，所述内筒顶端设置有内螺纹，所述调节盖侧壁上设置有外螺纹，所述调节盖上设置有控制杆，所述控制杆上设置有手控柱，所述外筒侧壁上还设置有泄压管道，所述泄压管道与排烟管道连通设置。内筒内控压活塞以及泄压簧、泄压孔的设置，在外筒压力上升时会推动控压活塞，将泄压孔与内筒连通，从而使得外筒底端废气经内筒后由外筒顶端排出，达到控压目的；内筒顶端螺纹连接的调节盖以及手控柱的设置，能够通过手控柱调节调节盖的上下位置，以此来间接控制控压活塞运行至泄压孔位置的压力(泄压簧压缩状态变化来控制泄压压力)根据实际情况调节使用，由此即可避免内部压力过大对炉壁造成冲击，保证石墨炉的稳定性。
10.优选的，所述冷却排料结构包括机架、冷却筒和出料斗，所述冷却筒顶端与所述缓冲区底端连接，所述冷却筒底端与所述出料斗连通设置，所述冷却筒包括多个固定连接的降温筒，所述降温筒内设置有水流道；所述出料斗中间位置设置有连通口，所述降温筒中间位置还转动设置有降温柱，所述降温柱内设置有冷却空腔，降温柱底端穿过所述连通口设置有冷却装置，所述降温筒和降温柱上还设置有下料装置。多个降温筒及降温筒内水流道的设置，能够通过冷却水对出料进行一次降温，降温柱内冷却空腔的设置，则能够在通入冷却水后，对中间位置的原料进行降温，双重冷却，使得出料产品迅速降低至常温，以此可连续性的进行生产，转动设置的降温柱以及下料装置的设置，能够对物料进行转动排出，避免出现卡料情况，进一步提高出料效果。
11.优选的，所述机架上设置有轴承座，所述降温柱底端设置有延伸筒，所述延伸筒上设置有与所述轴承座配合的转动轴承，所述机架上还设置有转动电机，所述转动电机的转轴上设置有驱动齿轮，所述延伸筒侧壁上设置有与所述驱动齿轮配合的动力齿环，所述下料装置包括设置在所述降温柱与延伸筒之间的下料环板，所述下料环板覆盖所述连通口设置，所述出料斗呈环形设置，所述出料斗顶端开口设置，所述出料斗底端设置有出料口，所述下料环板向下延伸设置有多个刮料板，所述刮料板位于所述出料斗内，所述机架上设置
有套合筒，所述套合筒内设置有多个转动密封圈，所述套合筒内配合设置有连接筒，所述连接筒与所述冷却空腔连通设置，所述连接筒与所述降温柱之间还设置有软连接管。轴承座、转动轴承以及转动电机的设置，用以带动降温柱转动，以此提高降温的均匀性，此外，还能够带动下料装置运动，便于后续的下料操作；下料环板的设置，能够覆盖连通口，避免原料由连通口漏出，顶端开口设置的出料斗，用以承接下料环板甩出的出料，下料环板上第一刮料板的设置，则能够对出料斗内的物料进行下刮，避免物料堵塞在出料口位置，保证下料过程的稳定性；封合盖的设置，用以避免物料漏出，第二刮料板的设置，则用以搅动下料环板上方物料，将其推至出料斗内，观察窗的设置，则便于工作人员对物料状态进行观测，在出现物料堆积、堵塞等情况时可及时处理；套合筒以及转动密封圈的设置，能够通过固定的套合筒连通转动的降温柱内部，便于冷却装置的布设，软连接管的设置，则能够避免转动过程中的刚性变化、细微振动对套合筒与连接筒的配合造成影响，提高使用过程中的稳定性，延长装置的使用寿命。
12.优选的，所述冷却装置包括设置在所述套合筒底端的进水管道，所述进水管道与所述套合筒、连接筒、软连接管、冷却空腔连通形成进水通道，所述进水通道内设置有排水管道，所述排水管道顶端靠近所述降温柱顶端设置，所述排水管道底端穿出所述进水管道设置，所述排水管道内还设置有排气管道，所述排气管道顶端高于所述排水管道顶端设置，所述排气管道底端穿出所述排水管道设置。进水管道以及组合形成的进水通道，用以将冷却水引至降温柱内进行二次降温；排水管道的设置，则能够将上升至降温柱顶端的水流引出，以此进行循环降温；由于在冷却过程中，冷却水受热蒸发后的蒸汽会上浮至降温柱顶端，当气体压力过大时存在气压与水压相互冲击，破裂降温柱的情况，排气管道的设置则能够将顶端的气体引出，避免气压过大造成设备损害以及安全隐患，适宜推广使用。
13.优选的，所述下部电极包括连接柱和负极环，所述负极环与缓冲段顶端侧壁配合设置，所述连接柱的一端位于所述负极环下方与所述负极环接触设置，所述连接柱的另一端穿出所述炉体设置有降温段。
14.优选的，所述炉体外侧还设置有负极控温装置，所述负极控温装置包括排水槽和淋水管，所述排水槽设置在所述降温段下方，所述淋水管设置在所述降温段上方；所述负极控温装置还包括有压力泵，所述压力泵的出口端与淋水管连通设置；所述负极控温装置还包括有容水室，所述容水室与所述压力泵的进口端连通设置，所述容水室与所述压力泵之间还设置有冷却器，所述排水槽与所述容水室连通设置。炉体外侧负极控温装置的设置，能够通过压力泵将容水室内的水抽出，经冷却器冷却后通过淋水管淋在降温段上，以此来对下部电极进行降温，降温后水流会经排水槽再次回流至容水室内，以此即可连续性的进行炉外降温，在不影响生产的情况下，保证下部电极的温度，避免下部电极升温氧化，延长使用寿命。
15.优选的，所述上部电极和所述下部电极的连接电路上设置有供电器，所述供电器上设置有正极电排和负极电排，所述负极电排与所述连接柱连接，所述正极电排套设在所述上部电极外侧，所述供电器上还电性连接有恒压器。供电器、正极电排和负极电排的设置，则用以对上部电极与下部电极进行供电，套设在上部电极外侧的正极电排能够避免对上部电极的升降造成影响，恒压器的设置能够限定输入电压，减少功率波动，便于对实际功率进行调控。
16.优选的，所述升降装置包括驱动电机和与所述驱动电机传动连接的驱动螺杆，所述驱动螺杆上配合设置有滑动块，所述滑动块与所述横杆固定连接，所述控制器与所述驱动电机电性连接。驱动电机，驱动螺杆以及滑动块的设置，用以通过电机带动螺杆转动，以此控制滑动块沿螺杆上下运动，达到控制上部电极升降的目的。
17.优选的，所述炉体侧壁还设置有绝缘砖和上下连接结构，所述上下连接结构包括对称设置的连接块组件、设置在连接块组件之间的绝缘板、双头螺栓和螺栓绝缘套，所述连接块组件包括竖板，横板和底板，所述的竖板设置有两块且呈“7”字型，所述的横板和底板分别通过焊接的方式固定在竖板上，所述的底板上设置有圆孔。上下连接结构的设置，能够将上部电极和下部电极连接的石墨化炉外壳固定在一起，能够有效的保证石墨化炉的整体稳定，绝缘砖以及绝缘板的设置，能够有效的防止电流从石墨化炉外壳行成回路，防止能量损耗，降低石墨化炉的用电量。
18.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
19.1、本实用新型中，通过环形设置的下部电极，能够在使用时将传统的柱状电场转化为伞型的电场，将电极功率均匀施加在通过电场的待加工材料上，均匀升温，延长了炉体的使用寿命，此外，缓冲区与下部电极配合的设置，能够保证全部物料在出料前均通过伞型电场，从而保证加工的均匀性，提高成品质量的稳定性。
20.2、本实用新型中，通过与上部电极连接的升降装置以及检测器、控制器的设置，能够通过检测器对连接电路的实际电流进行检测，从而通过输入电压计算实际功率，并传输至控制器，控制器则通过输入电压计算实际功率，并将实际功率与预设功率区间进行对比，当实际功率超出预设功率区间时，则控制升降装置带动上部电极上下移动，调节上部电极与下部电极间距，直至实际功率处于预设功率区间内，通过持续性的调节与适应，保证功率恒定，以此保证成品质量的稳定性。
21.3、本实用新型中，通过多个降温筒及降温筒内水流道的设置，能够通过冷却水对出料进行一次降温，降温柱内冷却空腔的设置，则能够在通入冷却水后，对中间位置的原料进行降温，双重冷却，使得出料产品迅速降低至常温，以此可连续性的进行生产，转动设置的降温柱以及下料装置的设置，能够对物料进行转动排出，避免出现卡料情况，进一步提高出料效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本实用新型的剖面结构示意图。
24.图2为图1中a区域的放大示意图。
25.图3为图1中d区域的放大示意图。
26.图4为本实用新型中环形烟道位置的剖面结构示意图。
27.图5为本实用新型中冷却排料结构的放大示意图。
28.图6为图5中b区域的放大示意图。
29.图7为图5中c区域的放大示意图。
30.图中标记：1-炉体，2-炉盖，3-进料口，4-加热区，5-缓冲区，6-降温区， 7-出料区，8-检测器，9-控制器，10-环形烟道，11-引烟口，12-出烟口，13
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排烟管道，14-控制开关，15-观察口，16-开关门，17-泄压通道，18-外筒， 19-内筒，20-控压活塞，21-泄压簧，22-泄压孔，23-调节盖，24-控制杆，25
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手控杆，26-泄压管道，27-机架，28-出料斗，29-降温筒，30-水流道，31-连通口，32-降温柱，33-冷却空腔，34-轴承座，35-延伸筒，36-转动轴承，37
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转动电机，38-驱动齿轮，39-动力齿环，40-下料环板，41-出料口，42-刮料板，43-套合筒，44-转动密封圈，45-连接筒，46-软连接管，47-进水管道， 48-排水管道，49-排气管道，50-连接柱，51-负极环，52-降温段，53-排水槽， 54-淋水管，55-压力泵，56-容水室，57-冷却器，58-供电器，59-正极电排， 60-负极电排，61-恒压器，62-驱动电机，63-驱动螺杆，64-滑动块，65-上部电极，66-绝缘砖，67-绝缘板，68-双头螺栓，69-螺栓绝缘套，70-竖板，71
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横板，72-底板，73-圆孔。
具体实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
34.如图1-7所示，一种高稳定性连续式石墨化炉，包括炉体1和炉盖2，炉体1内相对设置有上部电极65和下部电极，炉盖2上设置有进料口3，上部电极65由上至下穿过进料口3设置；炉体1内由上至下依次设置有加热区4、缓冲区5、降温区6和出料区7；下部电极呈环形设置在加热区4与缓冲区5的连接处；加热区4顶端侧壁上设置有引气结构，引气结构适用于将炉体1内废气引出；降温区6和出料区7设置有冷却排料结构，冷却排料结构适用于将物料降温后排出炉体1；炉体1外侧还设置有与上部电极65连接的升降装置，上部电极65和下部电极的连接电路上设置有检测器8，检测器8信号传输连通设置有控制器9，控制器9适用于驱动升降装置，所述炉盖2上还设置有引料斜面，所述引料斜面朝向所述上部电极65设置；引气结构包括设置在炉体1顶端侧壁内的环形烟道10，炉体1内部与环形烟道10之间设置有引
烟口11，炉体1外侧与环形烟道10之间设置有出烟口12出烟口12处还设置有排烟管道 13，排烟管道13上设置有控制开关14，炉体1外侧朝向引烟口11位置还设置有观察口15，观察口15处设置有开关门16；炉盖2上设置有泄压通道17，泄压通道17上设置有泄压阀，泄压阀包括外筒18，外筒18中间位置设置有内筒 19，内筒19底端倾斜向下延伸至于外筒18连通设置，内筒19内滑动设置有控压活塞20，控压活塞20顶端与内筒19之间设置有泄压簧21，内筒19侧壁还设置有与外筒18顶端连通的泄压孔22，内筒19顶端设置有调节盖23，调节盖23与泄压簧21接触设置，内筒19顶端设置有内螺纹，调节盖23侧壁上设置有外螺纹，调节盖23上设置有控制杆24，控制杆24上设置有手控柱，外筒18侧壁上还设置有泄压管道26，泄压管道26与排烟管道13连通设置；冷却排料结构包括机架27、冷却筒和出料斗28，冷却筒顶端与缓冲区5底端连接，冷却筒底端与出料斗28连通设置，冷却筒包括多个固定连接的降温筒29，降温筒29内设置有水流道30；出料斗28中间位置设置有连通口31，降温筒 29中间位置还转动设置有降温柱32，降温柱32内设置有冷却空腔33，降温柱 32底端穿过连通口31设置有冷却装置，降温筒29和降温柱32上还设置有下料装置；机架27上设置有轴承座34，降温柱32底端设置有延伸筒35，延伸筒35上设置有与轴承座34配合的转动轴承36，机架27上还设置有转动电机 37，转动电机37的转轴上设置有驱动齿轮38，延伸筒35侧壁上设置有与驱动齿轮38配合的动力齿环39，下料装置包括设置在降温柱32与延伸筒35之间的下料环板40，下料环板40覆盖连通口31设置，出料斗28呈环形设置，出料斗28顶端开口设置，出料斗28底端设置有出料口41，下料环板40向下延伸设置有多个刮料板42，刮料板42位于出料斗28内，机架27上设置有套合筒43，套合筒43内设置有多个转动密封圈44，套合筒43内配合设置有连接筒45，连接筒45与冷却空腔33连通设置，连接筒45与降温柱32之间还设置有软连接管46；冷却装置包括设置在套合筒43底端的进水管道47，进水管道47与套合筒43、连接筒45、软连接管46、冷却空腔33连通形成进水通道，进水通道内设置有排水管道48，排水管道48顶端靠近降温柱32顶端设置，排水管道48底端穿出进水管道47设置，排水管道内还设置有排气管道49，排气管道49顶端高于排水管道48顶端设置，排气管道49底端穿出排水管道48 设置；下部电极包括连接柱50和负极环51，负极环51与缓冲段顶端侧壁配合设置，连接柱50的一端位于负极环51下方与负极环51接触设置，连接柱50 的另一端穿出炉体1设置有降温段52；炉体1外侧还设置有负极控温装置，负极控温装置包括排水槽53和淋水管54，排水槽53设置在降温段52下方，淋水管54设置在降温段52上方；负极控温装置还包括有压力泵55，压力泵55 的出口端与淋水管54连通设置；负极控温装置还包括有容水室56，容水室56 与压力泵55的进口端连通设置，容水室56与压力泵55之间还设置有冷却器 57，排水槽53与容水室56连通设置；上部电极65和下部电极的连接电路上设置有供电器58，供电器58上设置有正极电排59和负极电排60，负极电排 60与连接柱50连接，正极电排59套设在上部电极65外侧，供电器58上还电性连接有恒压器61；升降装置包括驱动电机62和与驱动电机62传动连接的驱动螺杆63，驱动螺杆63上配合设置有滑动块64，滑动块64与横杆固定连接，控制器9与驱动电机62电性连接，所述炉体1侧壁还设置有绝缘砖66和上下连接结构，所述上下连接结构包括对称设置的连接块组件、设置在连接块组件之间的绝缘板67、双头螺栓68和螺栓绝缘套69，所述连接块组件包括竖板70，横板71和底板72，所述的竖板70设置有两块且呈“7”字型，所述的横板71 和底板72通过焊接的方式固定在竖板70上，所述的底板72上设置有圆孔73。
35.在使用过程中，原料由进料口3进入炉体1内后，流向负极环51，经负极环51与正极柱之间的伞形电场升温后，再由下料通道流出，整个过程能够保证所有物料均通过伞形电场，随后原料会在伞型电场升温后的高温作用下除杂，杂质气化后会上浮，中间位置进料口3处始终有原料进入封合，因而废气会飘至炉体1两侧，此时排烟管道13连通负压装置，在出烟口12处将烟气腔内的废气抽出，以此达到除气效果，同时，负极环51会在物料接触下升温，开启压力泵55将冷却水抽吸至连接柱50的降温段52，对连接柱50和负极环51 进行降温，避免石墨氧化。
36.在原料热处理完成后，进水管连通降温筒29进水口以及进水管道47(并注入冷却水)，出水管连通降温筒29出水口以及排水管道48(将出水引出)，随后开启转动电机37，原料由缓冲段落入降温筒29内，经降温筒29内冷却水降温后，在降温柱32侧壁进行二次降温，落至下料环板40上方，在第二刮料板42与下料环板40转动的配合下落至出料斗28内，最后在第一刮料板42的作用下刮至出料口41流出，完成原料的热处理-冷却-排料过程。
37.值得一提的是，在实用过程中，供电器58通过正极电排59与负极电排60 对上、下部电极进行供电，并通过恒压器61保证输入电压，检测器8将电路内电流传输至控制器9，控制器9通过输入电压与电流计算实际功率后，将实际功率与预设功率比较，若实际功率超出或低于预设功率，则控制驱动电机62 运动，带动横杆及上部电极65上下移动，调节上部电极65与下部电极之间的间距，以此将实际功率调节至预设功率内，进一步保证成品质量的稳定性。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。