一种用于负极材料的立式连续石墨化炉的制作方法

本发明涉及炭素细粉末和超细粉末的连续石墨化，特别涉及一种用于负极材料的立式连续石墨化炉。

背景技术：

1、石墨化炉是主要用于石墨粉料提纯等高温处理的设备。随着锂离子电池在电动汽车和储能领域的广泛应用，锂电行业持续高速发展，对负极材料的石墨化提出更高的要求。目前，负极材料石墨化一般都是在艾奇逊石墨化炉和内串石墨化炉中进行，需经过进料、石墨化处理、冷却、出料过程。石墨化处理中由于温度差异会造成石墨化程度存在差异，各阶段大多是在同一个设备里单独进行，石墨化过程不连续，生产周期很长且生产效率低，冷却大多为自然冷却配合水冷却，大量的热量排放到空气中，能源利用率低；各阶段无法密封运行，无法有效做到烟气、粉尘的集中处理和有组织排放，导致石墨化环境较差。

技术实现思路

1、为解决现有技术中负极材料石墨化过程不连续和不密封的问题，以及石墨化过程温度存在差异且冷却阶段能源利用率低的问题，本发明提出一种用于负极材料的立式连续石墨化炉。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种用于负极材料的立式连续石墨化炉，包括立式炉体、支撑顶台、支撑底台、送料机构、封闭罩体、水冷装置、集料装置，立式炉体底部依靠支撑底台支撑并连接水冷装置，顶部设置有进料筒体，水冷装置的出口连接集料装置，支撑顶台固定在立式炉体顶部，送料机构固定在支撑顶台上，并位于立式炉体的顶端，送料机构和进料筒体之间连接封闭罩体；

4、立式炉体内部从上至下分为预热段、高温段和冷却段，高温段处设置有加热装置，冷却段的底端和顶端分别设置有冷气入口通道和热气出口通道，预热段的底端和顶端分别设置有热气入口通道和气体出口通道，热气出口通道与热气入口通道连通，气体出口通道与冷气入口通道经过冷却装置连通，冷气入口通道通入冷却惰性气体，形成循环。

5、优选的是，所述立式炉体的冷却段设置有冷却段多孔通道，冷却段多孔通道包括若干个冷料通道和若干个冷气通道，若干个冷气通道包围若干个冷料通道；冷却段多孔通道的顶部设置有与其连通的所述热气出口通道，底部设置有与其连通的所述冷气入口通道，热气出口通道的出口位于立式炉体外，冷气入口通道的入口位于立式炉体外。

6、优选的是，所述立式炉体的高温段设置有石墨材质的高温段多孔通道，高温段多孔通道包括若干个热料通道，一个热料通道与一个冷料通道上下对应；

7、所述加热装置包括顶部炉头电极、底部炉头电极和变压器，顶部炉头电极和底部炉头电极固定在立式炉体上，顶部炉头电极位于高温段多孔通道的顶端并与其接触，底部炉头电极位于高温段多孔通道的底端并与其接触，变压器连接顶部炉头电极和底部炉头电极。

8、优选的是，所述立式炉体的预热段设置有预热段多孔通道，预热段多孔通道包括若干个预热通道和若干个热气通道，若干个热气通道包围若干个预热通道，每个预热通道与每个热料通道上下对应；预热段多孔通道的顶部设置有与其连通的所述气体出口通道，底部设置有与其连通的所述热气入口通道，气体出口通道的出口位于立式炉体外，热气入口通道的入口位于立式炉体外。

9、优选的是，所述立式炉体包括立式炉壳、内部炉墙和底部炉墙，内部炉墙由耐火保温砖砌成，位于立式炉壳的内侧，底部炉墙位于内部炉墙的内部，并包围立式炉体的冷却段的底端，底部炉墙的上方设置有保温护套，保温护套与内部炉墙之间设置有炉体保温料。

10、优选的是，所述水冷装置包括水冷壳体，水冷壳体内设置有若干个下料通道，若干个下料通道的外周是水循环区，水循环区的底端和顶端封闭，若干个下料通道的底端设置为锥形端口；水冷壳体的外侧设置有进水通道和出水通道。

11、优选的是，所述集料装置包括卸料阀门和集料袋子，卸料阀门固定在锥形端口处，集料袋子连接在卸料阀门的出口端。

12、优选的是，所述送料机构包括送料机架、螺旋输料机、下料料斗、振动电机和减震机座，送料机架固定在支撑顶台上，螺旋输料机固定在送料机架上，下料料斗固定在螺旋输料机的入口端，螺旋输料机的出口端连接封闭罩体，振动电机固定在封闭罩体的外部法兰上，减震机座设置在进料筒体的外侧。

13、优选的是，所述冷却装置包括换热器和风机，气体出口通道的外端连接输送管道，输送管道连接换热器的入口，换热器的出口连接风机的入口，风机的出口连接冷气入口通道。

14、本发明的有益效果为：本发明的用于负极材料的立式连续石墨化炉，实现了立式炉体生产过程的连续性，整体生产过程封闭，并且充分利用冷却段交换热量后的热能进行预热段的预热，而且进行循环使用，提高能量利用率，且整体生产过程连续，提高生产效率，降低对环境的污染。

15、另外，立式炉体内的预热段多孔通道、高温段多孔通道、冷却段多孔通道互相配合，物料分散先后经过若干个预热通道、热料通道、冷料通道进行预热、高温、冷却，避免物料集中在一个通道导致预热、高温、冷却的不均匀，实现物料连续化生产的同时，提高物料在预热、高温、冷却每个阶段的均匀加工，提升石墨化质量。

技术特征：

1.一种用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，包括立式炉体、支撑顶台、支撑底台、送料机构、封闭罩体、水冷装置、集料装置，立式炉体底部依靠支撑底台支撑并连接水冷装置，顶部设置有进料筒体，水冷装置的出口连接集料装置，支撑顶台固定在立式炉体顶部，送料机构固定在支撑顶台上，并位于立式炉体的顶端，送料机构和进料筒体之间连接封闭罩体；

2.根据权利要求1所述的用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，所述立式炉体的冷却段设置有冷却段多孔通道，冷却段多孔通道包括若干个冷料通道和若干个冷气通道，若干个冷气通道包围若干个冷料通道；冷却段多孔通道的顶部设置有与其连通的所述热气出口通道，底部设置有与其连通的所述冷气入口通道，热气出口通道的出口位于立式炉体外，冷气入口通道的入口位于立式炉体外。

3.根据权利要求2所述的用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，所述立式炉体的高温段设置有石墨材质的高温段多孔通道，高温段多孔通道包括若干个热料通道，一个热料通道与一个冷料通道上下对应；

4.根据权利要求3所述的用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，所述立式炉体的预热段设置有预热段多孔通道，预热段多孔通道包括若干个预热通道和若干个热气通道，若干个热气通道包围若干个预热通道，每个预热通道与每个热料通道上下对应；预热段多孔通道的顶部设置有与其连通的所述气体出口通道，底部设置有与其连通的所述热气入口通道，气体出口通道的出口位于立式炉体外，热气入口通道的入口位于立式炉体外。

5.根据权利要求3所述的用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，所述立式炉体包括立式炉壳、内部炉墙和底部炉墙，内部炉墙由耐火保温砖砌成，位于立式炉壳的内侧，底部炉墙位于内部炉墙的内部，并包围立式炉体的冷却段的底端，底部炉墙的上方设置有保温护套，保温护套与内部炉墙之间设置有炉体保温料。

6.根据权利要求4所述的用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，所述水冷装置包括水冷壳体，水冷壳体内设置有若干个下料通道，若干个下料通道的外周是水循环区，水循环区的底端和顶端封闭，若干个下料通道的底端设置为锥形端口；水冷壳体的外侧设置有进水通道和出水通道。

7.根据权利要求6所述的用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，所述集料装置包括卸料阀门和集料袋子，卸料阀门固定在锥形端口处，集料袋子连接在卸料阀门的出口端。

8.根据权利要求4所述的用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，所述送料机构包括送料机架、螺旋输料机、下料料斗、振动电机和减震机座，送料机架固定在支撑顶台上，螺旋输料机固定在送料机架上，下料料斗固定在螺旋输料机的入口端，螺旋输料机的出口端连接封闭罩体，振动电机固定在封闭罩体的外部法兰上，减震机座设置在进料筒体的外侧。

9.根据权利要求4所述的用于负极材料的立式连续石墨化炉，其特征在于，所述冷却装置包括换热器和风机，气体出口通道的外端连接输送管道，输送管道连接换热器的入口，换热器的出口连接风机的入口，风机的出口连接冷气入口通道。

技术总结
本发明提出一种用于负极材料的立式连续石墨化炉，包括立式炉体、支撑顶台、支撑底台、送料机构、封闭罩体、水冷装置、集料装置，立式炉体底部依靠支撑底台支撑并连接水冷装置，顶部设置有进料筒体，水冷装置的出口连接集料装置，支撑顶台固定在立式炉体顶部，送料机构固定在支撑顶台上，并与进料筒体之间连接封闭罩体；立式炉体从上至下分为预热段、高温段和冷却段，冷却段的底端和顶端分别设置有冷气入口通道和热气出口通道，预热段的底端和顶端分别设置有热气入口通道和气体出口通道，热气出口通道与热气入口通道连通，气体出口通道与冷气入口通道经过冷却装置连通。本发明整体生产过程连续，提高生产效率，降低对环境的污染。

技术研发人员：武建国,李瑛,窦玉章,冯国飞
受保护的技术使用者：山西三元炭素有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16