常用的3种负极材料石墨化炉
发布时间:2023-02-01 浏览数:2185
1、人造石墨生产关键环节——石墨化 石墨化是指非石墨质炭经高温热处理,转变成具有石墨三维规则有序结构的石墨质炭。开始起源于碳素制品行业,是生产石墨电极的必备工序。石墨化作用是为了提高炭材料的热、电传导性,提高炭材料的抗热震性和化学稳定性,使炭材料具有润滑性和抗磨性,提高炭材料纯度。 使用高温热处理对原子重排及结构转变提供能量,这一过程需要消耗大量能量。电力是石墨化生产消耗的主要能源,通常情况下,采用电加热方式将半成品加热至2800℃以上,电力耗费规模大、时间长。电费在石墨化成本中占比高达60%,石墨化成本在人造石墨负极制造成本中占55%。

2、3种常用的负极石墨化炉设备 目前广泛应用的负极石墨化炉包括艾奇逊负极石墨化炉、内热串接石墨化炉、网格箱式石墨化炉等。 ①艾奇逊负极石墨化炉 艾奇逊石墨化炉使用历史悠久,是目比较成熟、应用广泛的石墨化炉,其主要优点包括结构简单、坚固耐用、容易维修等,但是缺点是热损失大,能量有效利用率仅30%左右,单位电耗达4000-4800kWh/t,且需要大量的冶金焦作为电阻料,污染比较严重。

在传统电极艾奇逊炉石墨化炉基础上的改进炉型,在原炉内装入石墨坩埚作为负极材料的载体(坩埚内装入碳化后的负极原料),炉芯内填充发热电阻料,外层采用保温料和炉墙保温。通电后主要依靠电阻料发热产生2800~3000℃的高温,间接加热坩埚内的负极材料,可以达到负极材料的高温石墨化。 ②内热串接石墨化炉 该炉型借鉴用于石墨电极生产的串接石墨化炉,纵向串联数根电极坩埚(内装负极材料),电极坩埚既是载体也是发热体,电流通过电极坩埚产生高温,直接加热内部负极材料。石墨化过程不使用电阻料,简化了装出炉工艺操作,同时减少了电阻料的蓄热损失,节省了电耗。



③网格箱式石墨化炉 该炉型近年来的应用日益增多,主要是吸取了传统艾奇逊石墨化炉和串接石墨化炉的技术特点,炉芯采用多块阳极板组成网格式的料箱结构,料箱内装入负极原料,阳极板间通过四面开槽的连接柱固定,每个料箱的上、下面采用同材质的阳极板密封。组成料箱结构的立柱和阳极板共同构成发热体,电流经炉头电极送入炉芯发热体,产生的高温直接加热箱内负极材料,达到石墨化的目的。