连续石墨化的方法

本文参照国外专利,介绍一种连续石墨化的方法及该方法所使用的连续石墨化炉,并将该方法的有关经济技术参数与串接石墨化方法进行了对比。

连续式石墨化技术

高纯散状人造石墨广泛应用于冶金、化工、机械等行业,但高纯散状人造石墨存在生产周期长、单耗较高、环境污染严重、产品质量不均匀等问题.根据高纯散状人造石墨应用前景与石墨化机理,提出了连续石墨化技术,并依据该原理开发出了连续式石墨化电炉和高效的能源回收利用系统.经工业试验证明:连续式石墨化技术不仅可以根据不同的用途生产出不同石墨化程度的高纯人造石墨,而且可实现能源回收与循环利用,达到优质、高产、低消耗及环保的目的.

连续化生产高纯石墨碳材工艺分析

介绍了连续化生产高纯石墨碳材技术工艺流程,分析了该技术的工艺特点及工艺效果。

新型高温石墨化炉窑的生产应用实践

与传统石墨化炉相比,连续石墨化炉具有低能耗、低排放及可连续生产等优点,因此江苏润美新材料有限公司引进了竖式连续石墨化炉用于生产人造石墨。之后,本公司对引进的连续石墨化炉进行升级改造,使用整体浇注技术建设新型石墨化炉体、炉盖及炉顶部烟道。改造后,在煅烧石油焦过程中,连续石墨化炉通过调整下料速度、电流和电压,获得质量稳定的石墨化石油焦。本文利用特种物料对石墨化炉窑进行温度分析,同时对石墨化石油焦进行X射线衍射(XRD)对比分析。结果显示,改造后的石墨化炉中心温度显著提升,人造石墨的石墨化程度得到显著提高。

电极参数对石墨化电炉热电场的影响

建立了连续式石墨化电炉电场、温度场的计算模型,利用数值计算方法对其石墨化过程进行了热电耦合计算,得到炉内电场、温度场的分布规律。结果表明,电炉的发热区域主要集中在两电极之间;电场强度、电流分布趋势相同,两者高值均分布在电极附近;高温区域主要分布在两电极间中下部,温度可达到2400.0℃以上,但其高温区域分布大小、温度峰值与电极参数有直接关系;随着电极间距的缩小,高温区域扩大,温度峰值升高,且温度升高幅度随着电极间距的缩小而增加;随着电极直径的增加,高温区域扩大,温度峰值升高,温度升高幅度随着电极直径的增加而增加;随着电极深入物料长度的增加,高温区域扩大,温度峰值升高,但温度升高幅度随着电极深入物料长度的增加而降低。

高温散状物料强制冷却器模拟及优化

连续式石墨化炉生产的散装料温度可达2600℃,为研究高温散装料的强制冷却情况,运用Fluent软件对冷却器进行数值模拟,得到高温物料及冷却水的温度分布和流场分布。结果表明,冷却器出口处物料温度远低于指标要求,冷却效果显著。结合模拟结果分析物料入口速度和各级冷却水入口速度对温度的影响,得出各最佳冷却水入口速度,为进一步优化提供了参考依据。

高温散状料强制冷却问题研究

连续式石墨化炉生产的散状料温度可达2 600℃左右,由于高温下实验条件的限制,为研究高温散状料的强制冷却情况,运用Fluent软件对优化后的冷却器进行数值模拟,得到了高温物料冷却过程的温度分布.结果表明,在冷却器入口处温度较高,为保护冷却器,需添加耐高温材料;冷却器出口处物料温度已降到324 K,远低于指标要求,冷却效果显著;两级冷却器的出水温度均满足要求.模拟结果与测试结果比较吻合,该模拟方法适用.对优化后的冷却器效果进行了检验,并为进一步优化提供了参考依据.

电极布置方式对石墨化炉热电场的影响

建立了连续式石墨化炉的几何模型和热电耦合数学模型,运用数值计算方法对其温度场、电场进行了求解。采用了3种电极布置方式,即电极布置在炉体顶端左右分布(方式A),炉体上、下两端(方式B),炉体左、右两侧(方式C),研究了电极布置方式对石墨化炉热、电场的具体影响。在同等条件下,电极呈布置方式A时,炉体温度和电场强度偏高,布置方式B和C时,炉体温度和电场强度均偏低,但布置方式A的炉体温度均匀性差于后两种布置方式。为提高炉体温度均匀性,提出电极布置方式D,即电极正极在炉体中心布置,负极呈圆弧板环绕正极布置。综上计算结果显示,电极呈布置方式D时,炉体温度和电场强度达到最高,能耗最低,温度均匀性最好。