一种粉料纯化方法及纯化设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及碳素生产领域，尤其是涉及一种粉料纯化方法及纯化设备。
【背景技术】
[0002]近年来，碳素行业蓬勃发展，其主要材料炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。具有轻量，多孔性，导电性，导热性，耐腐蚀性，润滑性，高温强度，耐热性，耐热冲击性，低热膨胀，低弹性，高纯度，可加工性等特点。
[0003]碳素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极。高功率电极、超高功率电极。炭块按用途可分为高炉炭块、销用炭块、电炉块等。炭素制品按加工株度尚低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。碳素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。碳素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品(含灰分低于1%)。
[0004]碳素制品主要有以下几种:(一)石墨电极类:主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括:(1)普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于17A/厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。(2)抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。⑶高功率石墨电极。允许使用电流密度为18?25A/厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。(4)超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于25A/厘米2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。(二)石墨阳极类:主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括:(I)各种化工用阳极板，(2)各种阳极棒。(三)炭电极类:以炭质材料如无烟煤和冶金焦(或石油焦)为原料、煤沥青为粘结剂，不经过石墨化，经压制成型而烧成的导电电极。它不适合熔炼高级合金钢的电炉。包括:(1)多灰电极(用无烟煤、冶金焦、沥青焦生产的电极)；(2)再生电极(用人造石墨、天然石墨生产的电极)；(3)炭电阻棒(即炭素格子砖)；(4)炭阳极(用石油焦生产的预焙阳极)；(5)焙烧电极毛还。
[0005]现如今，制作碳素产品的所用的主要原料碳粉等粉体的填装还是采用老式的圆底的坩祸，这种坩祸由于底部呈收紧的圆环形状，导致其装填粉料的能力不够，但是石墨化炉的炉体空间有限，如此一来大量的坩祸填充满整个炉体，但是生产能力却跟不上。而且这种坩祸不够稳固，在运输以及高温焙烧的过程中容易破损，尤其顶部的开口端因强度不够很容易发生断裂。
[0006]有鉴于此，特提出此发明。
【发明内容】
[0007]本发明的第一目的在于提供一种粉料纯化设备，以解决现有技术中存在的坩祸填充率小、在石墨化炉中进行焙烧时不能有效利用其炉体空间的技术问题。
[0008]本发明的第二目的在于提供一种粉料纯化方法，已解决现有技术存在的纯化方法复杂，无形之中延长了生产周期以及纯化粉料量能低的技术问题。
[0009]本发明提供一种粉料纯化设备，包括:多个石墨箱体以及石墨化炉；所述石墨箱体包括多个插板以及四个侧壁，其中一个所述侧壁上设置有用于将所述插板插入所述石墨箱体内部的插槽，另外三个侧壁的内面设置有配合所述插板的凹槽；多个所述石墨箱体并行排放于所述石墨化炉内。
[0010]本发明通过将填充粉体的介质由普通的坩祸变成石墨箱体，而且该石墨箱体一般呈四方体形状，且石墨箱体内设置有多层插板，装填粉体时将插板插入插槽内，并正好与凹槽相配合，这种间隔填充的方式能够很好的利用炉体内的空间，使得其空间利用率上升，而且这种石墨箱体本身稳定性较好，坚固不容易损坏。
[0011]优选地，所述插板为两个，分别为上插板与下插板，则所述侧壁上配合插板的插槽与凹槽也分别为两个；所述上插板与下插板设置于靠近所述石墨箱体中心的位置。一般将整个石墨箱体用插板隔成两段即可，上段与下段分别填充粉料，如果设置的插板过多，反而不利于散热，粉料不均匀，影响其纯化效果。
[0012]优选地，为了使得位于各个空间内的粉料得到充分保温，所述上插板与下插板之间设置有冶金胶粉层，两个所述石墨箱体之间也设置有冶金胶粉层，所述石墨箱体的顶端设置有顶盖。
[0013]另外，本领域的技术人员在先前发明了一种新型炉底悬空石墨化炉，这种石墨化炉包括外炉体与底部悬空的内炉体，内炉体设置在外炉体的箱体结构内，内炉体的纵向截面为“凹”形，其内炉体通过支柱支撑，并且在内炉体的侧壁上与外炉体的侧壁上均设置有用于空气流通的空气孔，这种结构的石墨化炉的优点在于空气可以在两炉体之间形成的空腔之间进行流动形成空气隔层，降低散热速率，另外还可以将石墨生产过程中产生的有毒有害的废气收纳到空腔中，再通过与空腔连通的气孔一齐排出，实现了炉底悬空新型石墨化炉的生产过程中的有毒有害的废气从无序排放到先收集再定向排放的转变，让有毒有害的废气更加容易收集和处理，减少了有毒有害的废气向外界随机逃逸，保护了操作人员的身体健康和环境。
[0014]但是这种石墨化炉由于在纯化过程中，特殊气体需要通过一段段石墨通气管拼接的管道进入炉窑内与炉窑内的粉体进一步发生化学反应增强纯化效果，那么暴露于炉墙内空气流通区域的石墨管由于被空气日益氧化，导致石墨管受到侵蚀，管壁逐渐变薄，大大缩短了其正常使用寿命，而且更换管道会影响到正常生产，也会增加生产运行成本，甚至影响到正常生产计划，企业的经济效益也会受到不同程度的影响。因此本发明对于这种炉底悬空的石墨化炉的通气装置也做了相应的改进。
[0015]优选地，所述石墨化炉包括内炉体、外炉体以及通气装置；所述通气装置包括:通气管、气体储存部件、设置于外炉体侧壁上的第一通气孔、内炉体侧壁底端上的第二通气孔以及内炉体对应侧壁上对称设置的第三通气孔，所述第一通气孔、所述第二通气孔、第三通气孔以及所述气体储存部件之间通过所述通气管连接；
[0016]所述通气管由位于气体储存部件以及第一通气孔之间的石墨管、位于第一通气孔以及第二通气孔之间的刚玉管以及第二通气孔与第三通气孔之间的开设有出气孔的石墨管组成，所述石墨管与所述刚玉管相互插接，所述通气管位于第三通气孔内的一端封闭；
[0017]在所述开设有出气孔的石墨管的底部设置有炭黑层，顶部设置有电阻料层，所述电阻料层上并行排列有所述石墨箱体。
[0018]这种通气装置改进后非常适用于炉底悬空的这种石墨化炉，通气管是通过将石墨管与刚玉管互相插接而成，尤其在空气流通的区域采用刚玉管，其他部位的通气管则采用石墨管，防止通气管长期暴露于流通空气的环境之中，容易被氧化使得管壁逐渐变薄，影响使用寿命。这种通气装置不仅延长了通气管本身的使用寿命，不易损坏，不会影响正常的生产流程操作，而且安装方便，将多段管插接后的结构牢固稳定。
[0019]优选地，所述石墨化炉还包括封盖与空气净化装置，所述封盖与所述内炉体顶部四周贴合连接，所述封盖上设置有用于出气的导气孔，所述导气孔与所述空气净化装置连接。
[0020]优选地，所述石墨管为多段管道互相插接而成。
[0021]优选地，所述刚玉管为多段管道互相插接而成。
[0022]优选地，所述第一通气孔、所述第二通气孔以及所述第三通气孔均为多个，分别呈水平直线排列，所述通气管也为多根且并行排列。
[0023]本发明实施例还提供了一种粉料纯化方法，包括如下步骤:
[0024]将置于石墨化炉内的多个石墨箱体的空腔内灌入粉料到插槽处，插入插板覆上冶金胶粉后再插入插板，继续灌注粉料到插槽处，再插入插板，如此反复直到灌满整个石墨箱体；
[0025]将所述石墨箱体之间填充冶金胶粉后，进行高温纯化；
[0026]将纯化后的粉料从石墨箱体中吸出，即可。
[0027]本发明实施例的纯化方法，方法简单，可以实现批量填充。首先将石墨箱体排放于炉体内，然后对每个石墨箱体进行粉料灌注，灌注所采用的设备