本發(fā)明涉及炭素行業(yè)石墨化生產(chǎn)設(shè)施與生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大型移動(dòng)式石墨化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

石墨化是指碳石墨材料生產(chǎn)中，將不定形碳材料在高溫(2500℃以上)下轉(zhuǎn)變成石墨質(zhì)材料的一個(gè)主要生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)工序。碳石墨材料產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于冶煉、機(jī)械、化工、電子、航空、交通、鋰電池貯能、醫(yī)療等等各行業(yè)，是一種具有優(yōu)良導(dǎo)電、耐高溫、耐摩擦及自潤(rùn)滑等性能的貯能材料，也是現(xiàn)代工業(yè)、民用、國(guó)防不可缺少且不可替代的材料。碳石墨材料的高溫石墨化生產(chǎn)是一道不可或缺的生產(chǎn)工序。

然而，目前國(guó)內(nèi)整個(gè)碳素行業(yè)的石墨化生產(chǎn)現(xiàn)狀是：高能耗、高污染，作業(yè)環(huán)境惡劣，生產(chǎn)效率低，現(xiàn)場(chǎng)安全隱患多。

一套石墨化系統(tǒng)，通常包含若干臺(tái)石墨化爐及若干套變壓器系統(tǒng)，每套石墨化變壓器系統(tǒng)通常配置8－10臺(tái)石墨化爐，每臺(tái)石墨化爐都經(jīng)歷裝爐、送電、冷卻、出爐、再裝爐不斷循環(huán)過(guò)程，變壓器給一臺(tái)爐送完電后，與這臺(tái)爐爐頭連接分離，接著與下一臺(tái)裝好的石墨化爐連接再進(jìn)行送電升溫。

參見(jiàn)附圖1，石墨化爐的主要配置有爐墻6、由裝爐產(chǎn)品1與電阻料2組成的爐芯、填充在爐芯外的焦碳粉保溫料3及由鋁排和銅排組成的大電流導(dǎo)電體5，其中，大電流導(dǎo)電體5用于將變壓器5與石墨化爐連接成一個(gè)通電回路，并在回路通電過(guò)程中，將由裝爐產(chǎn)品和電阻料組成的爐芯，在電流作用下，通過(guò)自身的電阻發(fā)熱，最終實(shí)現(xiàn)高溫石墨化。

石墨化的生產(chǎn)過(guò)程：

(1)裝爐：將裝爐材料準(zhǔn)備在車間的兩端，通過(guò)行車，一件一件吊入爐子中，速度緩慢同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量粉塵；

(2)送電：爐子距變壓器有近有遠(yuǎn)，石墨化爐的電特性是爐芯電阻小，尤其在高溫段，大量的電能損耗在導(dǎo)電鋁排上，導(dǎo)電鋁排長(zhǎng)度直接決定電量損失大小；裝爐產(chǎn)品、電阻料、保溫料中大量的有害物質(zhì)(硫份、重金屬等)以用瀝青煙氣，在高溫下排出爐子，由于爐子本身開(kāi)口大，另外分散，造成煙氣收集困難和收集成本過(guò)高，造成對(duì)環(huán)境污染；

(3)出爐：與裝爐操作一樣，效率低、粉塵大，同時(shí)操作工人還面臨高溫傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種大型移動(dòng)式石墨化系統(tǒng)，用于克服背景技術(shù)中的缺陷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)改變國(guó)內(nèi)碳素行業(yè)石墨化生產(chǎn)的落后面貌，并使之成為高效、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)行業(yè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種大型移動(dòng)式石墨化系統(tǒng)，包含石墨化爐和變壓器，其特征在于：還包含有水池，所述石墨化爐通過(guò)底部設(shè)有得浮箱浮設(shè)在水池中，并通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引石墨化爐在水池中移動(dòng)，所述變壓器設(shè)置在水池外邊沿。

進(jìn)一步，所述的大型移動(dòng)式石墨化系統(tǒng)，還包含有裝爐工位、出爐工位、送電工位、第一冷卻工位、第二冷卻工位及筑爐維修工位，在所述裝爐工位處設(shè)有坩堝吊入系統(tǒng)及裝回料系統(tǒng)，在所述出爐工位處設(shè)有坩堝吊出系統(tǒng)、出爐料分篩系統(tǒng)及吸料裝置，在所述送電工位處設(shè)有煙氣處理系統(tǒng)，在所述第一冷卻工位處設(shè)有冷卻循環(huán)系統(tǒng)，在所述裝爐工位與出爐工位之間設(shè)有坩堝自動(dòng)傳送系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述水池分設(shè)有裝爐工位區(qū)、出爐工位區(qū)、送電工位區(qū)、第一冷卻工位區(qū)、第二冷卻工位區(qū)及筑爐維修工位區(qū)，并依次與石墨化系統(tǒng)的裝爐工位、出爐工位、送電工位、第一冷卻工位、第二冷卻工位及筑爐維修工位對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步，在所述水池位于裝爐工位區(qū)及出爐工位區(qū)的上方設(shè)置有一框架結(jié)構(gòu)廠房，所述框架結(jié)構(gòu)廠房設(shè)有設(shè)備層及活動(dòng)空間層，所述設(shè)備層安設(shè)有所述的坩堝吊入系統(tǒng)、裝回料系統(tǒng)、坩堝吊出系統(tǒng)、出爐料分篩系統(tǒng)、吸料裝置及坩堝自動(dòng)傳送系統(tǒng)。

進(jìn)一步，在所述水池的一側(cè)還設(shè)有一水位調(diào)節(jié)池。

進(jìn)一步，在所述浮箱的四角各設(shè)有一水位調(diào)節(jié)水箱。

進(jìn)一步，在所述水池的送電工位區(qū)設(shè)有一定位固定裝置。

作為本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述浮箱的橫截面面積是石墨化爐橫截面面積的2倍，所述浮箱為空心箱體。

作為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，所述浮箱為內(nèi)部填滿泡末塑料的實(shí)心箱體。

本發(fā)明的工作原理為：在水池裝爐工位區(qū)，將需石墨化處理的材料與坩堝組成的裝爐產(chǎn)品通過(guò)坩堝吊入系統(tǒng)吊送到石墨化爐中，將新購(gòu)的保溫材料及電阻材料通過(guò)裝回料系統(tǒng)輸送到石墨化爐中，然后通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引石墨化爐在水池中依次行走到水池送電工位區(qū)進(jìn)行高溫石墨化處理，到水池第一冷卻工位區(qū)進(jìn)行循環(huán)水冷卻處理，到水池第二冷卻工位區(qū)進(jìn)行自然冷卻處理，到水池出爐工位區(qū)進(jìn)行出料打包處理；

其中，在送電工位區(qū)，先通過(guò)定位固定裝置將石墨化爐暫時(shí)固定，然后將石墨化爐與水池外邊沿的變壓器進(jìn)行回路接通，將由裝爐產(chǎn)品和電阻料組成的爐芯，在電流作用下，通過(guò)自身的電阻發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)高溫石墨化，同時(shí)在石墨化的過(guò)程中利用煙氣處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集處理從石墨化爐中產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?/p>

其中，在第一冷卻工位區(qū)，通過(guò)冷卻循環(huán)系統(tǒng)對(duì)高溫石墨化爐進(jìn)行循環(huán)水冷卻處理；

其中，在出爐工位區(qū)，先通過(guò)吸料裝置將石墨化爐中已經(jīng)石墨的材料輸送到出爐料分篩系統(tǒng)進(jìn)行分篩處理，從中分離出石墨烯材料并進(jìn)行包裝處理，然后通過(guò)坩堝吊出系統(tǒng)將空的坩堝吊出到坩堝自動(dòng)傳送系統(tǒng)中，并輸送到裝爐工位處待下次石墨化處理裝料。

與現(xiàn)有固定式的石墨化系統(tǒng)比較，在不增加投資的前提下，本發(fā)明具體如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)石墨化爐子通過(guò)浮箱浮設(shè)在水池中并移動(dòng)到送電工位處與變壓器連接，有效縮短了變壓器的送電距離，降低了電耗損失；

(2)在送電工位設(shè)置煙氣處理系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)對(duì)石墨化爐子排出的高溫?zé)煔膺M(jìn)行處理，有效解決石墨化生產(chǎn)過(guò)程中碳材料在高溫下產(chǎn)生的大量含硫、瀝青及重金屬煙氣的排放問(wèn)題；

(3)將裝出爐的設(shè)備固定在水池上方，通過(guò)移動(dòng)爐子來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的裝出爐產(chǎn)品操作，機(jī)械自動(dòng)化程度高，且設(shè)備制作難度低，工作效率高；

(4)在裝出爐工位處通過(guò)管道與煙氣處理系統(tǒng)相連，對(duì)裝出爐操作過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行收集，并利用管道氣體輸送電阻料及保溫料進(jìn)出爐子，利用坩堝裝設(shè)裝爐產(chǎn)品，并只在車間兩端利用行車吊入吊出坩堝到石墨爐中，有效的保證了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)干凈、整齊、有序；

(5)多套石墨化爐可共用一套裝出爐及環(huán)保系統(tǒng)，有效的節(jié)省了用地面積。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有石墨化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)平面布置圖；

圖3為本發(fā)明的移動(dòng)式石墨化爐的立面示意圖；

圖4為本發(fā)明的移動(dòng)式石墨化爐的平面示意圖；

圖5為本發(fā)明的裝爐工位的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的出爐工位的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的送電工位的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：10、石墨化爐；20、變壓器；30、水池；30-1、裝爐工位區(qū)；30-2、送電工位區(qū)；30-3、第一冷卻工位區(qū)；30-4、第二冷卻工位區(qū)；30-5、筑爐維修工位區(qū)；30-6、出爐工位區(qū)；40、浮箱；50、框架結(jié)構(gòu)廠房；50-1、設(shè)備層；50-2、活動(dòng)空間層；60、坩堝吊入系統(tǒng)；70、裝回料系統(tǒng)；71、電阻料裝料斗；72、保溫料裝料斗；73、保溫料回料斗；80、坩堝吊出系統(tǒng)；90、出爐料分篩系統(tǒng)；91、分篩料斗；92、石墨烯出料斗；93、保溫料出料斗；100、吸料裝置；110、煙氣處理系統(tǒng)；120、冷卻循環(huán)系統(tǒng)；130、坩堝自動(dòng)傳送系統(tǒng)；140、坩堝；150、水位調(diào)節(jié)池。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明是如何實(shí)施的。

實(shí)施例1：如圖2至圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種大型移動(dòng)式石墨化系統(tǒng)，包含石墨化爐10、變壓器20及水池30，石墨化爐10通過(guò)底部設(shè)有的浮箱40浮設(shè)在水池30中，并通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)(圖中未示出)牽引石墨化爐10在水池30中移動(dòng)，變壓器20設(shè)置在水池30外邊沿；還包含有裝爐工位、出爐工位、送電工位、第一冷卻工位、第二冷卻工位及筑爐維修工位。

如圖2所示，水池30分設(shè)有裝爐工位區(qū)30-1、送電工位區(qū)30-2、第一冷卻工位區(qū)30-3、第二冷卻工位區(qū)30-4、筑爐維修工位區(qū)30-5及出爐工位區(qū)30-6，依次對(duì)應(yīng)著本發(fā)明移動(dòng)式石墨化系統(tǒng)的裝爐工位、送電工位、第一冷卻工位、第二冷卻工位、筑爐維修工位及出爐工位。

如圖5所示，在裝爐工位處設(shè)有坩堝吊入系統(tǒng)60及裝回料系統(tǒng)70，如圖6所示，在出爐工位處設(shè)有坩堝吊出系統(tǒng)80、出爐料分篩系統(tǒng)90及吸料裝置100，如圖2所示，在送電工位處設(shè)有煙氣處理系統(tǒng)110，在第一冷卻工位處設(shè)有冷卻循環(huán)系統(tǒng)120，如圖6所示，在裝爐工位與出爐工位之間設(shè)有坩堝自動(dòng)傳送系統(tǒng)130；

其中，坩堝吊入系統(tǒng)60用于將裝設(shè)有待石墨化處理的材料的坩堝140吊入石墨化爐10中；

如圖5所示，裝回料系統(tǒng)70包含電阻料裝料斗71、保溫料裝料斗72以及保溫料回料斗73，其中，電阻料裝料斗71及保溫料裝料斗72用于裝設(shè)新購(gòu)入的電阻料及保溫料，保溫料回料斗73用于回收從出爐系統(tǒng)中出來(lái)的保溫料。

如圖6所示，吸料裝置100用于將石墨化爐10中已經(jīng)石墨化的材料吸出，并通過(guò)氣力輸送管道輸送到出爐料分篩系統(tǒng)90中；

出爐料分篩系統(tǒng)90包含分篩料斗91、石墨烯出料斗92及保溫料出料斗93，分篩料斗91用于接收從吸料裝置100輸送來(lái)的已經(jīng)石墨化的材料，并進(jìn)行分篩處理，石墨化電阻料出料斗92及保溫料出料斗93用于接收由分篩料斗91分篩出來(lái)的石墨化電阻料與保溫料，保溫料出料斗93通過(guò)管道與保溫料回料斗73接通，用于收集從出爐系統(tǒng)分離出來(lái)的保溫料再次輸送到石墨化爐中使用；

坩堝吊出系統(tǒng)80用于將空坩堝140吊出石墨化爐10中；

坩堝自動(dòng)傳送系統(tǒng)130用于在裝、出爐工位之間進(jìn)行空坩堝140的傳送，實(shí)現(xiàn)坩堝140循環(huán)利用；

煙氣處理系統(tǒng)110用于收集并處理在裝出爐操作過(guò)程中從石墨化爐冒出的粉塵及在送電過(guò)程中從石墨化爐冒出的高溫?zé)煔狻?/p>

如圖5和圖6所示，在水池30位于裝爐工位區(qū)30-1及出爐工位區(qū)30-6的上方設(shè)置有一框架結(jié)構(gòu)廠房50，框架結(jié)構(gòu)廠房50設(shè)有用于放置坩堝吊入系統(tǒng)60、裝回料系統(tǒng)70、坩堝吊出系統(tǒng)80、出爐料分篩系統(tǒng)90、吸料裝置100、及坩堝自動(dòng)傳送系統(tǒng)130的設(shè)備層50-1以及用于操作人員的活動(dòng)空間層50-2。

為防止高溫石墨化爐的爐芯進(jìn)水產(chǎn)生爆炸，本發(fā)明還采取了如下安保設(shè)施：如圖2所示，在水池30的一側(cè)邊沿設(shè)有一水位調(diào)節(jié)池150，通過(guò)水位調(diào)節(jié)池150的調(diào)節(jié)保證水池30水位始終不變，使得石墨化爐10在滿載時(shí)浮箱40底部與水池底距離不大于200mm,而石墨化爐10底部距水面距離大于200mm。

為避免浮箱40因破損進(jìn)水而下沉，浮箱40采用空心浮箱體結(jié)構(gòu)；

為避免石墨化爐10發(fā)生傾斜，如圖3和圖4所示，在浮箱40的四角各設(shè)有一水位調(diào)節(jié)水箱40-1，通過(guò)調(diào)節(jié)水箱40-1內(nèi)水量調(diào)節(jié)保證石墨化爐10處于水平狀態(tài)，同時(shí)在水池30的送電工位區(qū)30-2設(shè)有一定位固定裝置(圖中未示出)用于在與變壓器20回路接通時(shí)，使石墨化爐10暫時(shí)固定；

將浮箱40的橫截面面積設(shè)計(jì)成至少是石墨化爐10橫截面面積的2倍，以確保石墨化爐10的重心不超出浮箱30邊線。

實(shí)施例2，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：浮箱40為內(nèi)部填滿泡末塑料的實(shí)心箱體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：在水池裝爐工位區(qū)30-1，將需石墨化處理的材料與坩堝140組成的裝爐產(chǎn)品通過(guò)坩堝吊入系統(tǒng)60吊送到石墨化爐10中，將新購(gòu)的保溫材料及電阻材料通過(guò)裝回料系統(tǒng)70的電阻料裝料斗71及保溫料裝料斗72輸送到石墨化爐10中，然后通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引石墨化爐10在水池30中依次行走到水池30的送電工位區(qū)30-2、第一冷卻工位區(qū)30-3、第二冷卻工位區(qū)30-4及出爐工位區(qū)30-6；

當(dāng)石墨化爐10移動(dòng)到水池30的送電工位區(qū)30-2時(shí)，先通過(guò)定位固定裝置將石墨化爐10暫時(shí)固定，然后將石墨化爐10與水池30外邊沿的變壓器20進(jìn)行通電接通，將由裝爐產(chǎn)品和電阻料組成的爐芯，在電流作用下，通過(guò)自身的電阻發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)高溫石墨化，同時(shí)在石墨化的過(guò)程中利用煙氣處理系統(tǒng)110實(shí)時(shí)收集處理從石墨化爐10中排放出高溫?zé)煔猓?/p>

當(dāng)石墨化爐10移動(dòng)到水池30的第一冷卻工位區(qū)30-3時(shí)，通過(guò)冷卻循環(huán)系統(tǒng)120對(duì)高溫石墨化爐10進(jìn)行循環(huán)水冷卻處理；

當(dāng)石墨化爐10移動(dòng)到水池30的第二冷卻工位區(qū)30-3時(shí)，利用水池30的水及空氣對(duì)經(jīng)第一冷卻工位區(qū)30-3處理過(guò)的石墨化爐10進(jìn)行自行自然冷卻處理；

當(dāng)石墨化爐10移動(dòng)到水池30的出爐工位區(qū)30-6時(shí)，先通過(guò)吸料裝置100將石墨化爐10中已經(jīng)石墨化的材料輸送到出爐料分篩系統(tǒng)90中的分篩料斗91中進(jìn)行分篩處理，并從中分離出石墨烯材料與保溫材料，并分別接入石墨化烯出料斗92及保溫料出料斗93中，通過(guò)坩堝吊出系統(tǒng)80將空坩堝140從石墨化爐中吊出，其中，對(duì)于石墨烯出料斗92中收集到的石墨烯材料通過(guò)管道輸送到打包裝置中進(jìn)行打包，對(duì)于保溫料出料斗93中收集到的保溫材料通過(guò)管道輸送到裝爐工位區(qū)30-1的保溫料回料斗73中再次利用，對(duì)于從石墨化爐中吊出空坩堝140通過(guò)坩堝自動(dòng)傳送系統(tǒng)130傳送到裝爐工位區(qū)30-1，等待下次石墨化處理時(shí)裝爐料用；

當(dāng)石墨化爐10在發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)將石墨化爐10牽引到筑爐維修工位區(qū)30-5進(jìn)行故障排除。

最后說(shuō)明，以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。