[发明专利]一种用于生产石墨毡的连续式碳化、石墨化系统

说明书

本发明公开了一种用于生产石墨毡的连续式碳化、石墨化系统，包括：依次连接的进料装置、若干隧道式碳化炉、过渡段炉体、若干隧道式石墨化炉、冷却段炉体、若干水冷装置以及出料装置；隧道式碳化炉和隧道式石墨化炉内部均设有传送组件、加热组件和保温层，实现了碳毡在炉体内边传送边均匀受热；进料装置和出料装置分别与卷筒装置连接配合，用于辅助碳毡依次自动进出隧道式碳化炉、过渡段炉体、隧道式石墨化炉、冷却段炉体和水冷装置，以实现持续生产石墨软毡。本发明具有结构紧凑、生产效率高、热能利用率高且自动化程度高等优点，实现了碳毡在炉膛内部边传送边加热，提高了碳毡的受热均匀性，增强了碳化效果，有效确保了产品的质量稳定性。

技术领域

本发明属于石墨软毡制造设备技术领域，具体涉及一种用于生产石墨毡的连续式碳化、石墨化系统。

背景技术

石墨软毡是将硬毡经过石墨化制成，它具有质轻、扰性好、炭含量高、耐高温、高温无挥发、耐腐蚀、导热系数小等性能，并有高度的形状保持性，特别适用于半导体的特种材料。石墨软毡既是高温真空炉(特别适用于单晶炉)的优良保温材料，也是抗腐蚀的过滤材料。随着现代工业的快速发展，石墨软毡的连续式批量化生产显得尤为迫切。

现阶段制备石墨软毡的方法为：高温炉间歇式生产。碳纤维预氧化毡装入间歇式炉，然后升温到1200℃，再保温一定时间后降温至室温，将碳化后的碳毡装入间歇式炉，升温到2200℃，保温一定时间后降温至室温。现有的制备技术中存在以下缺陷：

(1)碳化和石墨化单独加工，生产效率低。碳纤维预氧化毡先进行1200℃碳化处理，然后再进行2200℃石墨化处理，两道工序采用不同的高温炉间歇式炉生产，无法连续生产，导致间歇周期长、生产效率低。

(2)热效率低、能耗高。间歇式炉是间断式循环生产，每生产一炉产品就需要重复装料、升温、恒温、降温和卸料等工序，碳化段重复升温将炉膛内的冷环境加热升温到1200℃，保温一定时间后再降温至室温，石墨化段重复升温将炉膛内的冷环境加热升温到2200℃，保温一定时间后再将炉膛内温度降至室温，这样反复升温和降温大量热量被流失，再加上每次升温过程中需将保温层温度和炉壁温度与外界室温达到温度平衡交换点，使得能耗高，热利用低。

(3)石墨软毡产量低，质量不稳定。间歇式炉是装料和卸料等工序的间断式生产，无法自动化生产，产量低。生产过程中受焦油和灰尘等各种因素的影响较多，每炉生产出的产品难以达到产品质量一致。

碳纤维预氧化毡在碳化和石墨化的恒温过程中经过一系列的物理和化学反应，会产生大量的焦油和灰粉等，间歇式炉生产过程中为封闭空间，无法将焦油和灰粉排除炉外，严重影响产品质量和设备使用寿命。

(4)劳动环境差，工作强度大，不易实现自动化。间歇式炉的装料、卸料工序复杂，需要人工操作，炉内产生大量的焦油和灰粉也需要人工清理，工作环境差，无法实现自动化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、生产效率高、热能利用率高且自动化程度高的用于生产石墨毡的连续式碳化、石墨化系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于生产石墨毡的连续式碳化、石墨化系统，包括：依次连接的进料装置、若干隧道式碳化炉、过渡段炉体、若干隧道式石墨化炉、冷却段炉体、若干水冷装置以及出料装置；

所述隧道式碳化炉包括：碳化炉本体，所述碳化炉本体内部设有隧道式的炉膛，所述炉膛内部设有第一传送组件、第一加热组件、第一保温层和碳布；所述第一加热组件设置在第一传送组件的上下两侧，第一加热组件用于实现碳毡在炉膛内加热；所述第一传送组件用于辅助碳毡在炉膛内传送；所述第一保温层设置在炉膛顶部和底部，用于实现炉膛内部保温；所述碳布设置在炉膛上部，且位于第一传送组件与第一加热组件之间，用于防止杂质滴落到碳毡上；