一种节能型气相沉积石墨化提纯炉的制作方法

本实用新型属于人造石墨材料加工技术领域，特别涉及一种节能型气相沉积石墨化提纯炉。

背景技术：

在人造石墨负极材料生产中，有一项重要的工序就是石墨化过程中的提纯和包覆。

如图1所示，常规石墨化炉是将负极材料(粉料)装入特制石墨坩埚内，按一定的排列规律装入石墨化炉内。提纯操作时，将目标温度升到工艺要求点，然后通入提纯用介质气体进行产品提纯，然后继续通电升温到石墨化温度，关闭电源，等产品冷却到常温出炉，然后再使用其它方法进行产品包覆工艺。

常规炉生产负极材料有如下缺点：1、石墨坩埚内的负极材料是通过正负电极间接加热，其热效率差，能耗大，每生产1吨产品耗电量约为12800kwh；2、工作效率低，每次装出物料时，均需将所有坩埚移出炉外进行操作，既不效率，又容易产生粉尘污染，使产品损耗加大，降低成品率；3、提纯效果极差，提纯介质气体需透过坩埚才能加在物料粉体上，大量的提纯介质气体损耗在坩埚外的辅料上，加大了生产成本。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够大大提高加热效率，从而有效降低能耗的节能型气相沉积石墨化提纯炉。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种节能型气相沉积石墨化提纯炉，包括石墨化炉炉体以及设置在石墨化炉炉体内的坩埚，在所述坩埚内装有负极材料粉末，其特征在于：在所述坩埚的两端设置有正极电极和负极电极，所述正极电极和负极电极直接与坩埚内装填的负极材料粉末接触，所述正极电极和负极电极在两端产生的电压通过负极材料粉末，并直接在负极材料粉末内形成电流而发热。

本实用新型所述的节能型气相沉积石墨化提纯炉，其所述坩埚为内部空间连通的整体结构，所述坩埚本身不导电，所述正极电极和负极电极设置在坩埚的两端部，并相互配合形成用于装填负极材料粉末的容纳空间。

本实用新型所述的节能型气相沉积石墨化提纯炉，其在所述坩埚内设置有至少一个坩埚石墨隔板，所述坩埚石墨隔板将坩埚内部空间分隔为至少两个相互独立的腔室而形成内串式结构，相邻腔室内装填的负极材料粉末能通过坩埚石墨隔板进行导电传热。

本实用新型所述的节能型气相沉积石墨化提纯炉，其所述坩埚内的坩埚石墨隔板能沿坩埚长度方向自由移动，以调整坩埚内对应腔室的容积大小。

本实用新型所述的节能型气相沉积石墨化提纯炉，其所述坩埚与石墨化炉炉体之间形成环形间隙，在所述环形间隙内设置有保温填充料。

本实用新型所述的节能型气相沉积石墨化提纯炉，其在所述坩埚底部设置有介质气进口，所述介质气进口与进气管道连接，所述介质气进口用于在提纯时将提纯介质气体直接作用于负极材料粉末本身完成提纯，并在达到石墨化工艺要求温度后，通过介质气进口通入包覆介质气体直接作用于负极材料粉末完成产品包覆。

本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型采用电极直接加热负极材料的方式，并利用负极材料粉末自身通电发热，与现有技术相比，无需使用辅助发热的电阻料和石墨粉，因此，大大提高了产品装炉量，并节约了大量材料成本，而且加热效率更高，有效较低了能耗。

2、本实用新型坩埚内部用于装填负极材料粉末的腔体通过石墨隔板分隔形成内串式结构，各腔室内的负极材料粉末通过石墨隔板相互传热，坩埚一次装入，可多次使用，操作时无需将坩埚移出炉外，节约了大量的人力成本和减少了大量的操作时间，操作方便快捷。

3、本实用新型的坩埚采用固定安装方式，其装、出粉料采用带负压的吸料装置，操作中无粉尘溢出，生产环境干净、卫生。

4、本实用新型在坩埚底部设置有介质气进口，在产品提纯时，通过介质气进口将提纯介质气体直接作用于产品物料本身，由于没有传统的坩埚阻碍，用极少量的介质气体就能完成提纯要求。

5、本实用新型在对产品进行包覆时，通过介质气进口将包覆介质气体直接作用于负极材料粉末，从而直接在石墨化炉内，在石墨化过程中完成产品包覆，而无需将产品移出炉外，包覆温度适宜，包覆效果好，产品品质得到提升。

附图说明

图1是现有石墨化炉的结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的工艺流程图。

图中标记：1为石墨化炉炉体，2为坩埚，3为负极材料粉末，4为正极电极，5为负极电极，6为坩埚石墨隔板，7为保温填充料，8为导电电阻料和石墨粉。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2所示，一种节能型气相沉积石墨化提纯炉，包括石墨化炉炉体1以及设置在石墨化炉炉体1内的坩埚2，所述坩埚2与石墨化炉炉体1之间形成环形间隙，在所述环形间隙内设置有保温填充料7，在所述坩埚2内装有负极材料粉末3，所述坩埚2为内部空间连通的整体结构，所述坩埚2本身不导电，在所述坩埚2的两端设置有正极电极4和负极电极5，所述正极电极4和负极电极5同坩埚2相互配合形成用于装填负极材料粉末3的容纳空间，所述正极电极4和负极电极5直接与坩埚2内装填的负极材料粉末3接触，所述正极电极4和负极电极5在两端产生的电压通过负极材料粉末3，并直接在负极材料粉末3内形成电流而发热。

本实用新型采用电极直接加热负极材料的方式，并利用负极材料粉末自身通电发热，与现有技术相比，无需使用辅助发热的电阻料和石墨粉，因此，大大提高了产品装炉量，并节约了大量材料成本，而且加热效率更高，有效较低了能耗。同样大小的炉，采用传统方法装料，每炉只能装50吨产品，而采用本实用新型的石墨化提纯炉来装料，每炉可装产品粉料80吨，送电升温到工艺要求温度，需耗电640,000kwh/炉，若换算为传统工艺石墨化单耗为12,800kwh/吨，而本实用新型单耗为8,000kwh/吨。

其中，在所述坩埚2内设置有至少一个坩埚石墨隔板6，所述坩埚石墨隔板6将坩埚2内部空间分隔为至少两个相互独立的腔室而形成内串式结构，所述坩埚2内的坩埚石墨隔板6能沿坩埚2长度方向自由移动，以调整坩埚2内对应腔室的容积大小。在本实施例中，在坩埚内设置有三个坩埚石墨隔板，通过三个坩埚石墨隔板将坩埚内部空间分隔为四个用于装填负极材料粉末的腔室，相邻腔室内装填的负极材料粉末3能通过坩埚石墨隔板6进行导电传热。本实用新型采用内串式坩埚装填物料，各腔室内的负极材料粉末通过石墨隔板相互传热，坩埚一次装入，可多次使用，操作时无需将坩埚移出炉外，节约了大量的人力成本和减少了大量的操作时间，操作方便快捷。

其中，在所述坩埚2底部设置有介质气进口，所述介质气进口与进气管道连接，所述介质气进口用于在提纯时将提纯介质气体直接作用于负极材料粉末3本身完成提纯，并在达到石墨化工艺要求温度后，在不出炉的情况下，通过介质气进口通入包覆介质气体直接作用于负极材料粉末3完成产品包覆，在炉底通入保护气体，在停炉后加速冷却。

如图3所示，本实用新型的内串式坩埚装物料时，先将内串式坩埚在炉内组装好，然后用带负压的吸料装置将物料装入坩埚内，然后通电升温。由于是内串式坩埚，且坩埚本身不导电，加在石墨化炉两端的电压通过产品粉体在产品粉体内形成电流而发热。

当温度达到提纯工艺要求时，通过设置在坩埚内底部的介质气进口，利用通气管道通入提纯介质气体，实现产品提纯；然后继续提升温度，达到石墨化工艺要求的温度，这时再通过通气管道通入适量的包覆用介质气体，对产品进行包覆。当包覆操作达到工艺要求后，断电停止加热。

产品出料操作是在不移动坩埚的情况下，用带负压的吸料装置直接在坩埚内吸出产品粉料。

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。