一種石墨化設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及碳化加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種石墨化設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]碳氈是碳纖維氈的簡稱，其作為一種優(yōu)秀的隔熱材料現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于熱工裝備中，如真空爐、晶體生長爐等。由于碳纖維氈中存在著90%為空隙，在真空或惰性氣氛中的隔熱保溫性能能非常優(yōu)越，特別是在超高溫下性能穩(wěn)定，由于它重量輕，比熱容小，質(zhì)地柔軟，隔熱效果好，作為隔熱材料可大大節(jié)約能量，因此，受到廣泛的青睞。
[0003]目前的碳氈石墨化設(shè)備，其主要是間歇對碳氈進行石墨化，石墨化溫度大多在1800°C以上，即將碳纖維氈原料板放入間歇式石墨化爐中加熱，待其被加熱到一定溫度后保溫一段時間，然后將間歇式石墨化爐停止加熱并冷卻至室溫，之后將已石墨化后的成品碳纖維氈取出以完成單次加工操作，而后再重新裝料并重復(fù)上述工藝步驟。然而，雖然該種加工過程能夠滿足基本的生產(chǎn)需要，但由于其單次加工的碳纖維氈規(guī)格有限，加工效率較低，且加工質(zhì)量也不夠穩(wěn)定，同時加工過程中加熱設(shè)備需要不斷進行升溫降溫操作，能源消耗較大，給相關(guān)的工藝加工操作造成了諸多不便。
[0004]因此，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，一種提尚碳租石墨化效率的石墨化設(shè)備，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種石墨化設(shè)備，能夠連續(xù)進行碳氈的石墨化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。
[0006]本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0007]一種石墨化設(shè)備，用于碳氈的石墨化，包括依次設(shè)置且相互連通的預(yù)熱機構(gòu)、石墨化機構(gòu)、保溫機構(gòu)與冷卻機構(gòu)，以及用于向所述預(yù)熱機構(gòu)輸送碳氈原料的放卷機構(gòu)，用于收卷所述冷卻機構(gòu)輸出的成品碳氈且為碳氈的移動提供動力的收卷機構(gòu)，在所述預(yù)熱機構(gòu)上設(shè)置有第一密封件，在所述冷卻機構(gòu)上設(shè)置有第二密封件，所述第一密封件與所述第二密封件配合，以使得所述預(yù)熱機構(gòu)、所述石墨化機構(gòu)、所述保溫機構(gòu)與所述冷卻機構(gòu)呈密閉腔體。
[0008]優(yōu)選地，在所述預(yù)熱機構(gòu)、所述石墨化機構(gòu)、所述保溫機構(gòu)與所述冷卻機構(gòu)的內(nèi)部均設(shè)置有托輥，所述托輥的軸線垂直于碳氈輸送方向設(shè)置。
[0009]優(yōu)選地，所述石墨化機構(gòu)包括殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有加熱腔，在所述殼體內(nèi)壁上設(shè)置有內(nèi)襯，在所述內(nèi)襯上設(shè)置有至少一件加熱體，在所述加熱腔內(nèi)設(shè)置有托輥。
[0010]優(yōu)選地，所述內(nèi)襯上設(shè)置有加熱體具體為，所述加熱體包括固定在所述內(nèi)襯上的一對水冷電極，所述水冷電極與加熱源連接，在所述水冷電極上設(shè)置有石墨加熱棒，所述石墨加熱棒的兩端分別與兩水冷電極連接。
[0011]優(yōu)選地，在所述殼體上設(shè)置有進氣管，所述進氣管與所述保護氣源連接，用于向所述加熱腔內(nèi)通入保護氣體。
[0012]優(yōu)選地，在所述殼體上設(shè)置有維修口，在所述殼體上設(shè)置有用于關(guān)閉所述維修口的蓋體，在所述蓋體的底部設(shè)置有蓋體保溫層。
[0013]優(yōu)選地，在所述內(nèi)襯與所述保溫層靠所述加熱腔的一側(cè)設(shè)置有抗氧化層。
[0014]優(yōu)選地，在所述加熱體的表面設(shè)置有抗氧化層。
[0015]優(yōu)選地，蓋體保溫層與內(nèi)襯均由陶瓷纖維板、莫來石纖維板、石墨硬氈板等組合而成的復(fù)合式結(jié)構(gòu)，通過由碳/碳復(fù)合材料制成的螺栓連接成整體。
[0016]優(yōu)選地，所述收卷機構(gòu)包括，支架，安裝在所述支架上且相接觸的兩輥輪，以及用于驅(qū)動所述輥輪轉(zhuǎn)動的電機，所述第一冷卻機構(gòu)輸出的碳氈置于兩輥輪之間且同時與輥輪接觸。
[0017]優(yōu)選地，所述收卷機構(gòu)包括，支架，安裝在所述支架上且能夠在所述支架上轉(zhuǎn)動的卷筒，所述卷筒用于收卷所述冷卻機構(gòu)輸出的碳氈，在所述支架上還安裝有用于驅(qū)動所述卷筒轉(zhuǎn)動的電機。
[0018]優(yōu)選地，所述電機驅(qū)動所述卷筒轉(zhuǎn)動具體為，在所述電機上設(shè)置有主動輪，在所述支架上豎直錯位設(shè)置有兩從動輪，在所述主動輪與所述從動輪上套設(shè)有傳動帶，以使得所述傳動帶與所述卷筒接觸且能夠帶動所述卷筒轉(zhuǎn)動。
[0019]優(yōu)選地，所述主動輪與所述從動輪均為傳動鏈輪，在所述卷筒上設(shè)置有收卷鏈輪，所述傳動帶為鏈條，所述鏈條套設(shè)在所述傳動鏈輪上且與收卷鏈輪接觸。
[0020]優(yōu)選地，所這冷卻機構(gòu)包括內(nèi)殼體與外殼體，在所述內(nèi)殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻腔體，所述托輥設(shè)置在所述冷卻腔體內(nèi)，所述內(nèi)殼體與所述外殼體之間形成用于放置冷卻劑的冷卻劑儲存腔。
[0021]優(yōu)選地，所述石墨化設(shè)備還包括工作臺，所述預(yù)熱機構(gòu)、所述石墨化機構(gòu)、所述保溫機構(gòu)與所述冷卻機構(gòu)均設(shè)置在工作臺上。
[0022]優(yōu)選地，所述放卷機構(gòu)包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置有用于放置碳原料卷的放置槽。
[0023]優(yōu)選地，所述托輥為石墨材質(zhì)。
[0024]本發(fā)明的有益效果如下:
[0025]本發(fā)明提供的石墨化設(shè)備，包括依次設(shè)置且相互連通的預(yù)熱機構(gòu)、石墨化機構(gòu)、保溫機構(gòu)與冷卻機構(gòu)，以及用于向預(yù)熱機構(gòu)輸送碳氈原料的放卷機構(gòu)，用于收卷冷卻機構(gòu)輸出的成品碳氈且為碳氈的移動提供動力的收卷機構(gòu)，在預(yù)熱機構(gòu)上設(shè)置有第一密封件，在冷卻機構(gòu)上設(shè)置有第二密封件，第一密封件與第二密封件配合，以使得預(yù)熱機構(gòu)、石墨化機構(gòu)、保溫機構(gòu)與冷卻機構(gòu)呈密閉腔體。當碳氈原料在收卷機構(gòu)的牽引下由放卷機構(gòu)進入預(yù)熱機構(gòu)進行預(yù)熱處理，經(jīng)過預(yù)熱處理的碳氈進入石墨化機構(gòu)內(nèi)進行石墨化處理，完成后再進入保溫機構(gòu)內(nèi)進行保溫，最后經(jīng)過冷卻機構(gòu)的冷卻，由收卷機構(gòu)將石墨化后的碳氈進行收卷，完成碳氈石墨化的整個過程。由上述結(jié)構(gòu)可知，碳氈石墨化的整個過程均在移動中完成，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，能夠連續(xù)進行碳氈的石墨化生產(chǎn)，大大提高了碳氈石墨化生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明實施例提供的石墨化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實施例中石墨化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實施例中石墨化機構(gòu)的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為本發(fā)明實施例中冷卻機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5為本發(fā)明實施例中收卷機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為本發(fā)明實施例中收卷機構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本申請保護的范圍。
[0034]請如圖1至圖6所示，本發(fā)明實施例提供一種石墨化設(shè)備，用于碳氈的石墨化，包括依次設(shè)置且相互連通的預(yù)熱機構(gòu)1、石墨化機構(gòu)2、保溫機構(gòu)3與冷卻機構(gòu)4，以及用于向預(yù)熱機構(gòu)1輸送碳氈原料的放卷機構(gòu)5，用于收卷冷卻機構(gòu)4輸出的成品碳氈且為碳氈的移動提供動力的收卷機構(gòu)6，在預(yù)熱機構(gòu)1上設(shè)置有第一密封件71，在冷卻機構(gòu)4上設(shè)置有第二密封件72，第一密封件71與第二密封件72配合，以使得預(yù)熱機構(gòu)1、石墨化機構(gòu)2、保溫機構(gòu)3與冷卻機構(gòu)4呈密閉腔體。
[0035]現(xiàn)有的碳氈石墨化設(shè)備在碳氈的石墨化中，將碳氈原料放入間歇式石墨化爐中加熱，待其被加熱到一定溫度后保溫一段時間，然后將間歇式石墨化爐停止加熱并冷卻至室溫，之后將已石墨化后的成品碳纖維氈取出以完成單次加工操作，而后再重新裝料并重復(fù)上述工藝步驟。然而，雖然該種加工過程能夠滿足基本的生產(chǎn)需要，但由于其單次加工的碳纖維氈規(guī)格有限，加工效率較低，且加工質(zhì)量也不夠穩(wěn)定，同時加工過程中加熱設(shè)備需要不斷進行升溫降溫操作，能源消耗較大，給相關(guān)的工藝加工操作造成了諸多不便。
[0036]而采用本發(fā)明實施例所提供的石墨化設(shè)備來實現(xiàn)碳氈的石墨化處理，當碳氈原料在收卷機構(gòu)6的牽引下由放卷機構(gòu)5進入預(yù)熱機構(gòu)1進行預(yù)熱處理，經(jīng)過預(yù)熱處理的碳氈進入石墨化機構(gòu)2內(nèi)進行石墨化處理，完成后再進入保溫機構(gòu)3內(nèi)進行保溫，最后經(jīng)過冷卻機構(gòu)4的冷卻，由收卷機構(gòu)6將石墨化后的碳氈進行收卷，完成碳氈石墨化的整個過程。由上述結(jié)構(gòu)可知，碳氈石墨化的整個過程均在移動中完成，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，能夠連續(xù)進行碳氈的石墨化生產(chǎn)，大大提高了碳氈石墨化生產(chǎn)效率。
[0037]需要說明的是，碳氈的石墨化需要的溫度非常高，一般為1800°C以上，如果碳氈直接從放卷機構(gòu)5進入石墨化機構(gòu)3內(nèi)，則對入口的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)提出了非常高的要求，不僅成本很高，且實現(xiàn)非常困難。預(yù)熱機構(gòu)1的設(shè)置，能夠?qū)M入石墨化機構(gòu)2內(nèi)的碳氈進行預(yù)熱，從而降低了入口的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)的要求，實現(xiàn)容易，且成本低。保溫機構(gòu)3的設(shè)置，能夠?qū)κ蟮奶細诌M行初步降溫，對碳氈起到非常好的過渡作用，從而降低了冷卻機構(gòu)4入口的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)的要求，實現(xiàn)容易，且成本低。
[0038]本發(fā)明實施例中，在預(yù)熱機構(gòu)1、石墨化機構(gòu)2、保溫機構(gòu)3與冷卻機構(gòu)4的內(nèi)部均設(shè)置有托輥8，托輥8的軸線垂直于碳氈輸送方向。