一种具有高隔热性能的石墨化炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及碳素生产领域，尤其是涉及一种具有高隔热性能的石墨化炉。
【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]在碳素行业必不可少的设备为石墨化炉，它属于碳素行业工艺生产过程中的核心设备，现如今普遍还是选用艾奇逊石墨化炉，这种石墨化炉的基本工作原理为在耐火材料构筑的炉体内，装入炭的坯料和颗粒料，组成导电的炉芯，在炉芯的四周是绝热保温料。作为炉头的两端墙上设置有导电电极，并与电源相连接。导电电极、电源和炉芯构成通电的回路。当电路接通，炉芯具有较高的电阻，根据焦耳定律，炉芯发热升温，使炭的坯料在2200-2300°C的温度下，经高温热处理而发生物理变化而转变为人造石墨。石墨化炉石墨化过程在通电加热时只需2?7天，但还要使大量的填料焦炭冷却，要2周左右的较长时间。
[0004]艾奇逊石墨化炉由于其具有石墨化方法简单、生产可靠以及故障少等优点被广泛使用，但是其在生产过程中的加热和降温期间大量有害废气如一氧化碳等逃逸出，直接排放到大气中，严重污染了环境和损害工人的身体健康却依然存在。
[0005]因此，本领域技术人员针对以上技术问题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，并且在内炉体的侧面内炉墙与外炉体的侧面外炉墙上均设置有用于空气流通的气孔，内炉墙与外炉墙均采用耐火保温砖制成，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。
[0006]但是，这种炉底悬空石墨化炉由于在纯化过程中，温度普遍很高，少则1000-2000°C，多则3000°C以上，因此其隔热保温性能是需要考察的关键指标，虽然其空腔之间进行流动形成的空气隔层能够在短时间内起到一定的隔热保温作用，但是当长时间过后，炉内的温度依然会通过冶金粉末传递到炉墙上，从而造成热损失，由于墙体大多采用耐火砖制成，还会将炉墙烧坏，大大缩短炉墙本身的正常使用寿命，还会影响正常生产。
[0007]有鉴于此，特提出此发明。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种具有尚隔热性能的石墨化炉，以解决现有技术中存在的石墨化炉隔热性能不佳，炉墙容易受到损坏影响其正常使用寿命的技术问题。
[0009]本发明提供了一种具有高隔热性能的石墨化炉，包括:内炉体、设置于内炉体外部的外炉体以及第一隔热夹层、第二隔热夹层以及第三隔热夹层；
[0010]内炉体的侧面设置有内炉墙，外炉体的侧面设置有外炉墙，所述第一隔热夹层、所述第二隔热夹层以及第三隔热夹层并行设置于所述内炉墙内，其中所述第一隔热夹层为炭黑层，所述第二隔热夹层为碳砖层，所述第三隔热夹层为石油焦粉层。
[0011]本发明实施例提供的具有高隔热性能的石墨化炉，通过在内炉墙内设置三层隔热夹层，防止炉体内温度过高将内炉墙烧穿，造成炉壁坍塌或者引发安全事故。而且还能起到一定的隔热保温作用，进一步提升粉料的纯化效果。其中，第一隔热夹层为炭黑层，能够吸收到大量热量，避免热量传递到耐火砖墙体上，第二隔热夹层为碳砖层，主要起到支撑以及进一步隔热的作用，第三隔热夹层为石油焦粉层，能够起到延缓传热的作用，通过三层的互相配合，能够将确保生产的正常有序进行，延长设备的使用寿命。
[0012]优选地，靠近所述内炉墙的为第一隔热夹层，然后依次为第二隔热夹层以及第三隔热夹层，由于炭黑的价格比较昂贵，如果将炭黑层置于最内层，容易与电阻料混合后难以分开，既影响炭黑的回收再利用，也影响到了电阻料的再利用，另外炭黑层热导率高、电阻率高，进行隔热主要依靠炭黑进行阻断，因此其最好放置于最靠近内炉墙的一层，很好的对炉墙进行保护。然后碳砖层一个是为了进行支撑，另外将炭黑层与石油焦粉层很好的进行隔离，防止两者掺混，也起到分隔隔断，同时避免融化的作用。
[0013]优选地，所述内炉墙、第一隔热夹层、第二隔热夹层以及第三隔热夹层之间贴合连接。三层紧密与炉墙贴合能够起到更好的保护作用。
[0014]优选地，为了防止第一隔热夹层炭黑层随着使用时间的延长会发生膨胀，也为了对三层隔热夹层进行更好的支撑，所述石墨化炉还包括穿设所述第一隔热夹层的支撑横梁，所述支撑横梁的一端连接所述第二隔热夹层，另一端连接所述内炉墙。
[0015]优选地，所述支撑横梁为多根，从上至下等距设置于内炉墙与第二隔热夹层之间。
[0016]优选地，为了更好的检测炉体内的温度，所述外炉墙、内炉墙以及第一隔热夹层、第二隔热夹层、第三隔热夹层相应的位置上设置有用于穿设测温装置到炉心的测温孔。
[0017]优选地，所述测温装置为热电偶。
[0018]优选地，还包括封盖与空气净化装置，所述封盖与所述内炉墙顶部四周贴合连接，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。
[0019]优选地，还包括通气装置，所述通气装置包括:通气管、气体储存部件、设置于外炉墙的第一通气孔、内炉墙的第二通气孔以及对应的第三隔热夹层上的第三通气孔，所述通气管连接所述气体储存部件、所述第一通气孔以及所述第二通气孔，并穿设所述第一、第二、第三隔热夹层到达所述第三通气孔；
[0020]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。
[0021]这种通气装置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。
[0022]优选地，所述石墨管为多段管道互相插接而成，所述刚玉管为多段管道互相插接rfn 。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
[0024]图1为本发明第一种实施例提供的具有高隔热性能的石墨化炉的立体结构图；
[0025]图2为本发明第一种实施例提供的具有高隔热性能的石墨化炉的剖视结构图；
[0026]图3为图2的高隔热性能的石墨化炉的俯视结构图的A-A向剖视图；
[0027]图4为图2中的高隔热性能的石墨化炉的俯视结构图的B-B向剖视图；
[0028]图5为