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BEZUGNAHME AUF BETROFFENE ANMELDUNG
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Die vorliegende Offenbarung beansprucht die Priorität für die am 11. März 2022 eingereichte chinesische Patentanmeldung mit der Anmeldungsnummer von 202210241349.9 und dem Titel „Graphitisierungsofen“, wobei sämtliche Inhalte davon durch Bezugnahme in die vorliegende Offenbarung aufgenommen werden.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung gehört zu dem technischen Gebiet des Graphitisierungsofens und betrifft konkret einen Graphitisierungsofen.
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HINTERGRUND
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Ein Graphitisierungsofen bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln eines Nicht-Graphit-Kohlenstoffmaterials mit einer hexagonalen Kohlenstoffatom-Ebenen-Netzschichtstapelstruktur bei einer hohen Temperatur über 2000°C, um ein Nicht-Graphit-Kohlenstoffmaterial durch Änderung der physikalischen Bedingungen in ein Graphit-Kohlenstoffmaterial mit einer dreidimensionalen regelmäßigen geordneten Struktur von Graphit umzuwandeln. Gegenwärtig kann die Graphitisierungstechnologie im In- und Ausland nur die elektrische Heiztechnologie verwenden, um die Umwandlung der dreidimensionalen regelmäßigen und geordneten Struktur von Graphit zu realisieren. Im Allgemeinen wird ein bestromter Widerstand zum Erhitzen verwendet, und der Acheson-Graphitisierungsofen, der Längsgraphitisierungsofen und der vertikale Graphitisierungsofen wurden industriell in Widerstandsheizöfen verwendet.
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Der vertikale Graphitisierungsofen hat eine positive Elektrode, die sich im oberen Teil des Ofenkörpers befindet, und eine negative Elektrode, die im unteren Teil des Ofenkörpers angeordnet ist. Beim Bestromen bildet sich eine Hochtemperaturzone zwischen der positiven und der negativen Elektrode, so dass das körnige Rohmaterial, das zwischen der positiven und der negativen Elektrode angeordnet ist, in einem Hochtemperaturzustand ist und für eine gewisse Zeit gehalten wird, so dass das Rohmaterial graphitisiert werden kann. Obwohl der Graphitisierungsofen eine hohe Wärmeenergieausnutzungsrate, einen bemerkenswerten Energiespareffekt und eine hohe Produktreinheit aufweist, ist es sehr anfällig für Kurzschlüsse zwischen der positiven und der negativen Elektrode, und es besteht ein großes Sicherheitsrisiko.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Um die obigen technischen Probleme zu lösen, wird ein Graphitisierungsofen bereitgestellt, der den Graphitisierungsprozess stabilisieren und das Sicherheitsrisiko eines möglichen Kurzschlusses zwischen der positiven und der negativen Elektrode beseitigen kann.
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Die vorliegende Offenbarung stellt einen Graphitisierungsofen bereit. Er umfasst: einen Offenkörper; eine obere Innenauskleidung, eine isolierende Auskleidung und eine untere Innenauskleidung, die jeweils an der Innenwand des Ofenkörpers anliegen, wobei die obere Innenauskleidung, die isolierende Auskleidung und die untere Innenauskleidung der Reihe nach von oben nach unten angeordnet und jeweils ringförmig ausgebildet sind; sowie eine positive Elektrode und eine negative Elektrode, wobei die positive Elektrode vertikal angeordnet ist, wobei das untere Ende der positiven Elektrode in der oberen Innenauskleidung angeordnet ist, wobei die negative Elektrode horizontal angeordnet ist, wobei in der Mitte der negativen Elektrode ein Durchgangsloch zum Durchlaufen des Rohmaterials vorgesehen ist, wobei die negative Elektrode innerhalb der unteren Innenauskleidung angeordnet ist.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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- 1 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm eines Graphitisierungsofens nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung;
- 2 zeigt ein abgewickeltes schematisches Strukturdiagramm der oberen Innenauskleidung gemäß 1; und
- 3 zeigt ein schematisches Prinzipdiagramm der Erosion der oberen Innenauskleidung gemäß 2.
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Beschreibung der Zeichnungen: 1 - Ofenkörper, 2 - obere Innenauskleidung, 201 - erster feuerfester Ziegel, 202 - zweiter feuerfester Ziegel, 203 - Grube, 3 - isolierende Innenauskleidung, 4 - untere Innenauskleidung, 5 - positive Elektrode, 6 - negative Elektrode, 7 - Stützstange.
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KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Um dem Fachmann auf dem technischen Gebiet, zu dem die Anmeldung gehört, ein klareres Verständnis der Anmeldung zu ermöglichen, wird die technische Lösung der Anmeldung im Detail anhand spezifischer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm eines Graphitisierungsofens nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung. Es wird auf 1 hingewiesen. Ein Graphitisierungsofen gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann einen Ofenkörper 1, eine obere Innenauskleidung 2, eine isolierende Auskleidung 3, eine untere Innenauskleidung 4, eine positive Elektrode 5 und eine negative Elektrode 6 umfassen.
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In einigen Ausführungsformen können die obere Innenauskleidung 2, die isolierende Auskleidung 3 und die untere Innenauskleidung 4 jeweils an der Innenwand des Ofenkörpers 1 anliegen. Die obere Innenauskleidung 2, die isolierende Auskleidung 3 und die untere Innenauskleidung 4 können der Reihe nach von oben nach unten aneinander anstoßend angeordnet sein und die obere Innenauskleidung 2, die isolierende Auskleidung 3 und die untere Innenauskleidung 4 können jeweils mit einem koaxialen ersten Durchgangsloch versehen sein. Die positive Elektrode 5 kann im Wesentlichen vertikal angeordnet sein, und das untere Ende der positiven Elektrode 5 kann in der oberen Innenauskleidung 2 angeordnet sein. Die negative Elektrode 6 kann im Wesentlichen horizontal angeordnet sein. In der Mitte der negativen Elektrode 6 kann ein zweites Durchgangsloch zum Durchlaufen des Rohmaterials vorgesehen sein und das zweite Durchgangsloch kann im Wesentlichen koaxial mit dem ersten Durchgangsloch angeordnet sein. Die negative Elektrode 6 kann innerhalb der unteren Innenauskleidung 4 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann der mittlere Abschnitt der negativen Elektrode 6 innerhalb der unteren Auskleidung 4 angeordnet sein, und zwei Enden der negativen Elektrode 6 sind in der Seitenwand der unteren Innenauskleidung 4 eingelassen oder gehen dadurch hindurch.
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In einem Graphitisierungsofen, der dem Anmelder bekannt ist, fließt ein Strom zwischen der positiven Elektrode 5, dem Rohmaterial und der negativen Elektrode 6, um Wärme zu erzeugen und das Rohmaterial bei hoher Temperatur zu graphitisieren. Die Innenauskleidung des Graphitisierungsofens besteht aus kohlenstoffhaltigem Material, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Während der Hochtemperaturbehandlung wird auch die Innenauskleidung des Graphitisierungsofens graphitisiert, so dass die Innenauskleidung auch zu einem Leiter wird, was zu einem elektrisch leitenden Weg zwischen der positiven Elektrode 5, der Innenauskleidung und der negativen Elektrode 6 führt. Aufgrund des großen Widerstands fließt kein Strom durch das Rohmaterial, was zu einem Kurzschluss zwischen der positiven Elektrode 5 und der negativen Elektrode 6 führt, der zu einem Sicherheitsunfall führt und die Graphitisierungsproduktion des Rohmaterials beeinflusst. In einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann eine isolierende Auskleidung 3 zwischen der oberen Innenauskleidung 2 und der unteren Innenauskleidung 4 angeordnet sein. Selbst wenn die obere Innenauskleidung 2 und die untere Innenauskleidung 4 während der Hochtemperaturbehandlung graphitisiert werden, sind die obere Innenauskleidung 2 und die untere Innenauskleidung 4 aufgrund der vorgesehenen isolierenden Auskleidung 3 in einem geöffneten Zustand, wodurch sichergestellt wird, dass der Graphitisierungsprozess erfolgt, indem durch die positive Elektrode 5, das Rohmaterial und die negative Elektrode 6 Strom reibungslos geleitet werden kann, wodurch elektrische Energie eingespart und der Graphitisierungsprozess stabilisiert wird. Das Ausführungsbeispiel, das durch die vorliegende Offenbarung realisiert wird, beseitigt das Explosionssicherheitsrisiko, das durch den Kurzschluss zwischen der positiven Elektrode 5 und der negativen Elektrode 6 verursacht wird, kann die Stromrichtung effektiv leiten, Energie konzentrieren, die Bildung von künstlichen elektrischen Feldsegmenten fördern und die Temperatur des Graphitisierungsofens und die Produktqualität verbessern.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann die Dicke der isolierenden Auskleidung 3 30 bis 200 mm betragen, um die Festigkeit der isolierenden Auskleidung 3 sicherzustellen. Wenn die Dicke der isolierenden Auskleidung 3 zu klein ist, ist die Auskleidung leicht zu erodieren, abzutragen oder zu oxidieren und eine direkte Verbindung tritt auf und keine Isolierung möglich ist; Bei einer zu großen Dicke der isolierenden Auskleidung 3 weist dann die isolierende Auskleidung 3 schlechte Hochtemperaturbeständigkeit und Festigkeit auf und ist leicht zu erweichen, was zu einem Zusammenbruch des Ofens führt.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann die isolierende Auskleidung 3 aus feuerfestem Material gegossen sein, wobei das feuerfeste Material eines der folgenden Materialien umfasst: Ziegel mit hohem Aluminiumgehalt, Zirkoniumdioxidziegel, Korundziegel und Tonziegel. Die Hauptbestandteile dieser feuerfesten Materialien umfassen Aluminiumoxid, Zirkonoxid usw., die eine gute Isolationswirkung haben und auch eine gewisse Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Da sich die isolierende Auskleidung 3 in der Nähe des Bodens befindet und sich das korrosive Gas im oberen Teil ansammelt, ist das Erosionsphänomen hier nicht signifikant.
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Es wird auf 1 hingewiesen. In einigen Ausführungsformen kann das untere Ende der oberen Innenauskleidung 2 mit der oberen Endfläche der isolierenden Auskleidung 3 verbunden sein, und das obere Ende der unteren Innenauskleidung 4 kann mit der unteren Endfläche der isolierenden Auskleidung 3 verbunden sein.
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In einigen Ausführungsbeispielen können die Innendurchmesser der oberen Innenauskleidung 2, der isolierenden Auskleidung 3 und der unteren Innenauskleidung 4 gleich sein, was vorteilhaft ist, um das in dem Ofen erzeugte Abgas abzusaugen.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann der Graphitisierungsofen ferner mindestens zwei Stützstangen 7 umfassen, wobei ein Ende jeder der Stützstangen 7 außerhalb des Graphitisierungsofens angeordnet sein kann und das andere Ende jeder der Stützstangen 7 in dem Graphitisierungsofen angeordnet und mit der negativen Elektrode 6 verbunden sein kann. Die Stützstangen 7 können in einer Anzahl von zwei oder mehr bereitgestellt sein. Die mehreren Stützstangen 7 können radial um die zentrale Achse des Graphitisierungsofens angeordnet sein. Die Stützstange 7 kann aus feuerfestem Material bestehen und zum Stützen der negativen Elektrode 6 dienen.
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In anderen Ausführungsbeispielen ist das andere Ende jeder der Stützstangen 7 mit einer Nut versehen, wobei der Außenumfang der negativen Elektrode 6 in der Nut jeder der Stützstangen 7 eingelassen ist.
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In einigen Ausführungsformen kann die obere Innenauskleidung 2, wie in 2 und 3 gezeigt, eine Vielzahl von feuerfesten Schichten umfassen. Die Innenseite der oberen Innenauskleidung 2 kann eine Vielzahl von gitterförmigen feuerfesten Schichten umfassen. Feuerfeste Schichten, die in demselben Umfang angeordnet sind, können eine Vielzahl von ersten feuerfesten Ziegeln 201 und zweiten feuerfesten Ziegeln 202 umfassen, die beabstandet angeordnet sind. Die feuerfeste Schicht der gleichen Sammelschiene kann eine Vielzahl von ersten feuerfesten Ziegeln 201 und zweiten feuerfesten Ziegeln 202 umfassen, die beabstandet angeordnet sind; Die obere Innenauskleidung 2 kann in radialer Richtung mindestens eine feuerfeste Schicht aufweisen. Die Belastungserweichungstemperatur des ersten feuerfesten Ziegels ist ≥ 3200°C und die Oxidationstemperatur des zweiten feuerfesten Ziegels ist höher als die Oxidationstemperatur des ersten feuerfesten Ziegels.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, kann in anderen Ausführungsbeispielen die obere Innenauskleidung 2 eine oder mehrere feuerfeste Schichten umfassen, die in einer radialen Richtung hintereinander angeordnet sind und sich entlang einer Umfangsrichtung und/oder entlang einer Sammelschienenrichtung erstrecken, wobei die feuerfeste Schicht oder mindestens eine der mehreren feuerfesten Schichten mehrere erste feuerfeste Ziegel 201 und zweite feuerfeste Ziegel 202, die voneinander beabstandet angeordnet sind, umfassen kann. Die Innenseite der oberen Innenauskleidung 2 kann mindestens eine feuerfeste Schicht umfassen. Die mindestens eine feuerfeste Schicht an der Innenseite der oberen Innenauskleidung 2 kann eine Vielzahl von ersten feuerfesten Ziegeln 201 und zweiten feuerfesten Ziegeln 202 umfassen, die beabstandet angeordnet sind.
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In anderen Ausführungsformen umfassen eine oder mehrere feuerfeste Schichten, die in radialer Richtung der oberen Auskleidung 2 übereinander angeordnet sind, abwechselnd einen ersten feuerfesten Ziegel 201 und einen zweiten feuerfesten Ziegel 202 in radialer Richtung oder abwechselnd einen zweiten feuerfesten Ziegel 202 und einen ersten feuerfesten Ziegel 201. Die Belastungserweichungstemperatur des ersten feuerfesten Ziegels beträgt ≥ 3200°C, und die Oxidationstemperatur des zweiten feuerfesten Ziegels ist höher als die Oxidationstemperatur des ersten feuerfesten Ziegels.
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In einigen Ausführungsformen sind die feuerfesten Materialien des Graphitisierungsofens im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt. Ein Typ weist eine gute Korrosionsbeständigkeit, aber eine schlechte Oxidationsbeständigkeit auf; der andere Typ hat eine gute Oxidationsbeständigkeit, aber eine schlechte Korrosionsbeständigkeit und ist leicht zu vergasen. Während des Graphitisierungsprozesses des Rohmaterials erzeugt der Graphitisierungsofen korrosives Fluorwasserstoffgas, und der Kohlenstoff, der als Rohmaterial verwendet wird, enthält Luft. Daher reagiert das Fluorwasserstoffgas chemisch mit der Innenauskleidung und korrodiert die Innenauskleidung; Der Sauerstoff in der Luft geht eine Oxidationsreaktion mit der Innenauskleidung ein, was zu einer Ablationsreaktion führt, die Asche erzeugt. Zur gleichen Zeit beträgt während des Graphitisierungsprozesses die Temperatur des Hochtemperaturbereichs des Graphitisierungsofens bis zu 2400°C, so dass die für vergasen anfällige Innenauskleidung eine physikalische Vergasungsreaktion durchläuft und Gas, das abgesaugt wird, erzeugt. Wenn daher eine Innenauskleidung aus feuerfestem Material mit guter Korrosionsbeständigkeit, aber schlechter Oxidationsbeständigkeit verwendet wird, wird sie durch Sauerstoff oxidiert, der während des Graphitisierungsprozesses vorhanden ist, womit Asche durch die Ablationsreaktion erzeugt wird, was zu einem Verlust der Innenauskleidung führt und die Lebensdauer der Innenauskleidung des Graphitisierungsofens beeinflusst. Wenn die Innenauskleidung aus leicht zu vergasendem feuerfestem Material mit guter Oxidationsbeständigkeit, schlechter Korrosionsbeständigkeit verwendet wird, wird sie durch das korrosive Fluorwasserstoffgas erodiert, das während des Graphitisierungsprozesses erzeugt wird, was die Lebensdauer des Graphitisierungsofens beeinflusst.
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Der zweite feuerfeste Ziegel 202 mit guter Oxidationsbeständigkeit wird um den ersten feuerfesten Ziegel 201 mit guter Korrosionsbeständigkeit gebaut, so dass, wenn die Atmosphäre im Hochtemperaturbereich in dem Graphitisierungsofen vor allem korrosives Fluorwasserstoffgas enthält, eine kleine Menge Sauerstoff und der korrosionsbeständige erste feuerfeste Ziegel 201 einer oxidativen Ablationsreaktion unterzogen werden; Fluorwasserstoff unterliegt einer chemischen Korrosionsreaktion mit der Feuer zugewandten Fläche des zweiten feuerfesten Ziegels 202, so dass eine Grube 203 auf der Feuer zugewandten Fläche des zweiten feuerfesten Ziegels 202 gebildet wird, und die Seitenwände der Grube 203 umfassen korrosionsbeständig erste feuerfeste Ziegel 201. Die Grube 203 bewirkt, dass eine große Menge Fluorwasserstoffgas unter Unterdruck unter Einwirkung der Blockierung durch die Seitenwand der Grube 203 abgesaugt wird, und nur eine sehr kleine Menge Fluorwasserstoffgas tritt in die Grube 203 ein und wird einer chemischen Korrosionsreaktion mit dem zweiten feuerfesten Ziegel 202 am Boden der Grube unterzogen.
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Wenn die Atmosphäre des Hochtemperaturbereichs in dem Graphitisierungsofen vor allem Sauerstoff enthält: Der erste feuerfeste Ziegel 201 geht eine Oxidations- und Ablationsreaktion mit Sauerstoff ein, womit eine Grube 203 gebildet wird. In ähnlicher Weise umfassen die oberen, unteren, linken und rechten Seitenwände der Grube 203 zweite feuerfeste Ziegel 202 mit Oxidationsbeständigkeit. Die Grube 203 bewirkt, dass eine große Menge Sauerstoff unter Unterdruck unter Einwirkung der Blockierung durch die Seitenwand der Grube 203 abgesaugt wird, und nur eine kleine Menge Sauerstoff tritt in die Grube 203 ein, die einer oxidativen Ablationsreaktion mit dem ersten feuerfesten Ziegel 201 am Boden der Grube und einer Hochtemperaturvergasungsreaktion unterzogen wird. Eine kleine Menge Fluorwasserstoffgas reagiert chemisch mit dem zweiten feuerfesten Ziegel 202.
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Das heißt, der erste feuerfeste Ziegel 201, der um den zweiten feuerfesten Ziegel 202 herum angeordnet ist, kann die chemische Korrosionsrate des zweiten feuerfesten Ziegels 202 verzögern, der in der Mitte angeordnet ist. Der zweite feuerfeste Ziegel 202, der um den ersten feuerfesten Ziegel 201 herum angeordnet ist, kann die oxidative Ablationsrate des ersten feuerfesten Ziegels 201 verzögern, der in der Mitte angeordnet ist. Dies kann die Geschwindigkeit verzögern, mit der die Dicke der Innenauskleidung verdünnt wird, wodurch die Lebensdauer der Innenauskleidung in der Hochtemperaturzone verbessert wird.
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Sowohl der erste feuerfeste Ziegel 201 als auch der zweite feuerfeste Ziegel 202 können als ein Ziegel oder als ein Ziegel, der durch eine Vielzahl von feuerfesten Ziegeln gebildet wird, angesehen werden. Die Größe des ersten feuerfesten Ziegels 201 und des zweiten feuerfesten Ziegels 202 kann flexibel gemäß der Bearbeitungsgröße ausgewählt werden, zum Beispiel kann die Größe des ersten feuerfesten Ziegels 201 50 × 50 × 20 mm betragen, wobei die Größe von 50 × 20 mm der Feuer zugewandten Fläche entspricht. Wenn die Verarbeitungsgröße des feuerfesten Ziegels 50 × 50 × 10 mm betragen kann, können zwei feuerfeste Ziegel zu einem ersten feuerfesten Ziegel 201 mit einer Größe von 50 × 50 × 20 mm zusammengesetzt werden; Für den zweiten feuerfesten Ziegel 202 gilt Ähnliches und hier entfällt eine nähere Beschreibung.
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Der erste feuerfeste Ziegel 201 weist eine Ablationsbeständigkeit auf, und die Belastungserweichungstemperatur des ersten feuerfesten Ziegels beträgt ≥ 3200°C.
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Die Oxidationstemperatur des zweiten feuerfesten Ziegels 202 ist höher als die Oxidationstemperatur des ersten feuerfesten Ziegels 201, so dass der zweite feuerfeste Ziegel 202 eine bessere Oxidationsbeständigkeit als der erste feuerfeste Ziegel 201 aufweist.
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In einigen Ausführungsformen kann die Größe der Feuer zugewandten Fläche des ersten feuerfesten Ziegels 201 und des zweiten feuerfesten Ziegels 202 100 bis 500 × 100 bis 500 mm betragen.
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Die Feuer zugewandte Fläche bezieht sich auf die Oberfläche, auf der der feuerfeste Ziegel in Kontakt mit der Atmosphäre im Graphitisierungsofen steht. Wenn die Größe der Feuer zugewandten Fläche des ersten feuerfesten Ziegels 201 groß ist, wird eine Grube 203 durch oxidative Korrosion erzeugt. In der Ofenatmosphäre, in der oxidierende Gase vorherrschen, steht Sauerstoff leicht in Kontakt mit dem Feuer zugewandten Fläche in der Grube 203, und der Effekt der Verzögerung der Oxidation wird schlechter; Wenn die Größe der Feuer zugewandten Fläche des ersten feuerfesten Ziegels 201 zu klein ist, wird die Bauzeit verlängert. Aus dem gleichen Grund ist bei einem großen Feuer zugewandten Fläche des zweiten feuerfesten Ziegels 202 der Fall, dass eine große Grube 203 durch die chemische Korrosionsreaktion von Fluorwasserstoff gebildet wird, und der Effekt der Verzögerung der Korrosion wird ebenfalls schlechter; Wenn die Größe der Feueroberfläche des zweiten feuerfesten Ziegels 202 zu klein ist, wird die Bauzeit verlängert.
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In einigen Ausführungsformen kann die Größe der Feuer zugewandten Fläche des ersten feuerfesten Ziegels 201 die gleiche sein wie die Größe der Feuer zugewandten Fläche des zweiten feuerfesten Ziegels 202, so dass die Ziegelnaht zwischen dem ersten feuerfesten Ziegel 201 und dem zweiten feuerfesten Ziegel 202 gleich groß ist.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann die Dicke der Innenauskleidung in der Hochtemperaturzone 50-500 mm betragen. Eine zu große Dicke der Innenauskleidung in der Hochtemperaturzone führt zu erhöhten Kosten; bei einer zu geringen Dicke der Innenauskleidung in der Hochtemperaturzone ist die Lebensdauer des Graphitisierungsofens zu kurz und die Häufigkeit des Umbaus hoch. Die Dicke der Innenauskleidung in der Hochtemperaturzone ist tatsächlich der Abstand zwischen dem Feuer zugewandten Fläche des ersten feuerfesten Ziegels 201 und des zweiten feuerfesten Ziegels 202 und der der Feuer zugewandten Fläche gegenüberliegenden Oberfläche des ersten feuerfesten Ziegels 201 und des zweiten feuerfesten Ziegels 202.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann der erste feuerfeste Ziegel 201 mindestens einer der folgenden Ziegel sein, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein: Hochofenkohlenstoffziegel, Graphitkohlenstoffziegel und mikroporöser Verbundkohlenstoffziegel. Sowohl der Hochofenkohlenstoffziegel als auch der mikroporöse Verbundkohlenstoffziegel haben eine gleichmäßige und gute Ablationsleistung, und ihre Belastungserweichungstemperatur wird durch den Belastungserweichungstemperaturtest gemessen. Die Belastungserweichungstemperatur, auch bekannt als die Belastungsverformungstemperatur, wird als der Belastungserweichungspunkt kurz bezeichnet und bezieht sich auf die Temperatur, bei der der feuerfeste Ziegel einer konstanten Druckbelastung unter Erwärmungsbedingungen ausgesetzt ist und sich dabei verformt. Die Belastungserweichungstemperatur gibt die Beständigkeit des feuerfesten Ziegels gegen die gleichzeitige Einwirkung von hoher Temperatur und Belastung an und repräsentiert die strukturelle Festigkeit des feuerfesten Ziegels unter Bedingungen, die seinen Verwendungsbedingungen ähneln. Die Belastungserweichungstemperatur gibt auch die Temperatur an, bei der sich der unter konstanter Druckbelastung stehende feuerfeste Ziegel verformt. Dabei treten eine Erweichung des feuerfesten Ziegels und damit eine deutliche plastische Verformung auf. Je höher die Belastungserweichungstemperatur ist, desto besser ist die Ablationsbeständigkeit des feuerfesten Ziegels.
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Hochofenkohlenstoffziegel werden wie folgt hergestellt: Bei Hochtemperatur elektrisch kalziniertes Anthrazit wird als Hauptrohstoff verwendet. Additive werden zu den Hauptrohstoffen zugegeben und Asphalt wird als Bindemittel verwendet, und nach dem Formen erfolgen bei hoher Temperatur ein Kalzinieren und ein Veredeln. Der Aschegehalt von Hochofenkohlenstoffsteinen ist < 8%, die Druckfestigkeit ist > 29,6 MPa, die Gesamtporosität ist < 23%, die Schüttdichte ist > 1,5 g/cm
3 und die Wärmeleitfähigkeit ist > 5,0 w/ (m · K)
3, womit die Erosionsrate reduziert werden kann. Der mikroporöse Verbundkohlenstoffziegel kann hochfesten Graphit verwenden, der durch die Patentschrift mit der Veröffentlichungsnummer
CN104477902A offenbart wird.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann der zweite feuerfeste Ziegel 202 mindestens einer der folgenden Ziegel sein, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein: Ziegel mit hohem Aluminiumgehalt, Mullitziegel, Siliziumziegel, Korundziegel, Zirkoniumdioxidziegel und Siliziumcarbidziegel.
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Die Oxidationstemperatur des zweiten feuerfesten Ziegels bezieht sich auf die Temperatur, bei der die Oxidation in einer Sauerstoffumgebung beginnt. Im Allgemeinen werden kohlenstoffhaltige feuerfeste Ziegel, wie die obigen Siliziumcarbidziegel, oxidiert; Für Ziegel mit hohem Aluminiumgehalt, Mullitziegel, Siliziumziegel, Korundziegel, Zirkoniumdioxidziegel und Siliziumcarbidziegel, da sie keinen Kohlenstoff enthalten, treten während des Gebrauchs keine Oxidation auf. Daher kann die Oxidationstemperatur von Ziegeln mit hohem Aluminiumgehalt, Mullitziegeln, Siliziumziegeln, Korundziegeln und Zirkoniumdioxidziegeln als unendlich hoch angesehen werden.
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Der Massenanteil von Al2O3 in der Hauptkomponente von Ziegeln mit hohem Aluminiumoxidgehalt ist höher als 90% und wird durch Formen und Kalzinieren von Bauxit oder anderen Rohmaterialien mit hohem Aluminiumoxidgehalt hergestellt; Die Feuerbeständigkeit liegt über 1770°C und die thermische Stabilität ist hoch.
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Mullitziegel beziehen sich auf hochaluminiumhaltige feuerfeste Materialien mit Mullit als Hauptkristallphase und einem Aluminiumoxidgehalt zwischen 65 und 75% sowie kalziniertem Bauxit mit hohem Aluminiumoxidgehalt als Hauptrohstoff. Dabei wird Ton oder rohes Bauxit als Bindemittel zugegeben. Das Herstellen erfolgt durch Formen und Sintern. Die Feuerbeständigkeit von Mullitziegeln kann 1790°C oder mehr erreichen, die Feuerbeständigkeit ist hoch, die Starttemperatur der Erweichung bei Belastung beträgt 1600-1700°C und die Druckfestigkeit bei Raumtemperatur beträgt 70-260 MPa. Mullitziegel haben eine gute Thermoschockbeständigkeit. Es gibt zwei Arten von Mullitziegeln, nämlich gesinterte Mullitziegel und elektrisch geschmolzene Mullitziegel.
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Siliziumziegel sind saure feuerfeste Materialien, die eine gute Beständigkeit gegen saure Schlackenerosion aufweisen. Die Belastungserweichungstemperatur liegt bei 1640 bis 1670°C, und das Volumen der Langzeitanwendung bei hohen Temperaturen ist relativ stabil. In dem Siliziumziegel beträgt der Siliziumdioxidgehalt mehr als 94% und die Starttemperatur der Erweichung bei Belastung beträgt 1620 - 1670°C. Siliziumziegel verformen sich nicht bei Verwendung für eine lange Zeit bei hohen Temperaturen. Der Siliziumziegel verwendet natürliches Kieselsäure als Rohmaterial und dabei wird eine geeignete Menge Mineralisator hinzugefügt. Ein langsames Sintern erfolgt bei 1350 bis 1430°C in einer reduzierenden Atmosphäre. Wenn der Siliziumziegel auf 1450°C erhitzt wird, gibt es eine Gesamtvolumenausdehnung von 1,5 bis 2,2%, und diese Restausdehnung des Siliziumziegels wird Spalt zwischen den Siliziumziegeln verschlossen, um eine gute Luftdichtheit und strukturelle Festigkeit des Mauerwerks sicherzustellen.
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Korundziegel beziehen sich auf feuerfeste Produkte mit einem Aluminiumoxidgehalt von mehr als 90% und Korund als Hauptkristallphase. Die Druckfestigkeit des Korundziegels bei Raumtemperatur übersteigt 340 MPa, und die Starttemperatur der Erweichung bei Belastung ist größer als 1700°C, was eine gute chemische Stabilität und eine gute Oxidationsbeständigkeit erzielt.
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Zirkoniumdioxidziegel sind wärmeisolierende feuerfeste Produkte, die aus Zirkoniumdioxid-Hohlkugeln als Hauptrohstoff hergestellt werden. Die Hauptkristallphase des Zirkoniumdioxidziegels ist 70% bis 80% kubisches Zirkonoxid, das die Zusammensetzung der Mineralphase ausmacht, die Feuerbeständigkeit ist größer als 2400°C, die scheinbare Porosität ist 55-60% und die Wärmeleitfähigkeit ist 0,23 - 0,35 w/m . K).
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Siliziumcarbidziegel sind feuerfeste Materialien aus SiC als Hauptrohstoff und weisen hohe Stabilität gegenüber sauren Schlacken. Der SiC-Gehalt von Siliziumcarbidziegeln beträgt 72-99%. Je nach Bindungsphase können Siliziumcarbidziegel in SiC-Produkte mit Tonbindung, Si3N4-Bindung, Sialon-Bindung, β-SiC-Bindung, Si2ON2-Bindung und Umkristallisation unterteilt werden und weisen eine gute Oxidationsbeständigkeit auf.
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Der Graphitisierungsofen, der in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird, hat mindestens die folgenden Vorteile:
- 1. Zwischen der positiven und der negativen Elektrode des Graphitisierungsofens ist eine isolierende Auskleidung angeordnet, die die Stromrichtung effektiv leiten, die Energie konzentrieren, die Bildung eines künstlichen elektrischen Feldabschnitts fördern und die Temperatur des Graphitisierungsofens und die Produktqualität verbessern kann. Darüber hinaus können dadurch Sicherheitsunfälle, die durch Kurzschlüsse von positiven und negativen Elektroden während des Betriebs verursacht werden, effektiv vermieden werden.
- 2. Die gitterförmige versetzte obere Innenauskleidung, die aus dem korrosionsbeständigen ersten feuerfesten Ziegel und dem oxidationsbeständigen zweiten feuerfesten Ziegel besteht, kann die Erosion der Innenauskleidung in der Atmosphäre des Ofens wirksam verzögern, wodurch die Häufigkeit des Neubaus der Innenauskleidung in der Hochtemperaturzone des Graphitisierungsofens verringert und die Lebensdauer der Innenauskleidung des Graphitisierungsofens verlängert wird.
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Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung beschrieben wurden, kann der Durchschnittsfachmann zusätzliche Änderungen und Modifikationen an diesen Ausführungsbeispielen vornehmen, sobald er das grundlegende erfinderische Konzept kennt. Daher sollen die beigefügten Ansprüche so ausgelegt werden, dass sie bevorzugte Ausführungsbeispiele und alle Änderungen und Modifikationen enthalten, die in den Anwendungsbereich der vorliegenden Anmeldung fallen.
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Es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen und Varianten der vorliegenden Offenbarung von Fachleuten auf diesem Gebiet ohne Abweichung von dem Geist und Umfang der Anmeldung vorgenommen werden können. Wenn solche Modifikationen und Varianten zu dem Umfang der Ansprüche der vorliegenden Offenbarung und deren Äquivalents gehören, sollen dann die Modifikationen und Varianten ebenfalls von dem Umfang der Anmeldung umfasst sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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