权利要求
1.一种艾奇逊石墨化炉的出炉设备，与石墨化炉的炉体(102)配合使用，其特征在于：包括多块保护盖板(2)和保护气体供气机构，
各保护盖板(2)依次架设在炉体(102)上方，并与炉体(102)构成冷却腔室;其中，任意两保护盖板(2)上分别设有进气通道(201)和出气通道(206);
所述保护气体供气机构与进气通道(201)相通，用于对冷却腔室内导气，所述出气通道(206)用于连通外界和冷却腔室。
2.根据权利要求1所述的出炉设备，其特征在于：各保护盖板(2)在炉体(102)上并排且拼接设置，
所述保护盖板(2)具有两拼接侧壁，其中一个拼接侧壁上设有凹陷槽(27)，另一拼接侧壁设有卡接凸起(28)，任意保护盖板(2)的凹陷槽(27)与相邻保护盖板(2)的卡接凸起(28)插接配合。
3.根据权利要求2所述的出炉设备，其特征在于：所述凹陷槽(27)的两侧壁分别设有密封层(271)，两密封层(271)用于和相邻的卡接凸起(28)贴合接触。
4.根据权利要求3所述的出炉设备，其特征在于：还包括加固组件，
所述加固组件包括至少一个插块(29)以及数量和插块(29)相同的插槽(281)，所述插块(29)在凹陷槽(27)底部凸设，所述插槽(281)开设卡接凸起(28)上，插块(29)与相邻的插槽(281)插接，
其中，所述插块(29)上设有伸缩设置的至少一个锁紧块(212)，所述锁紧块(212)沿插块(29)伸出，带动配合的插槽(281)朝向插块(29)移动。
5.根据权利要求4所述的出炉设备，其特征在于：所述锁紧块(212)通过温变驱动件驱动，沿插块(29)伸缩;
所述温变驱动件包括收缩块(213)、移动块(214)和记忆合金弹簧(216)，收缩块(213)嵌设在插块(29)上开设的连接槽(215)内，记忆合金弹簧(216)位于连接槽(215)和收缩块(213)之间，移动块(214)一端与收缩块(213)贴合接触滑动，移动块(214)另一端和锁紧块(212)贴合接触滑动，且收缩块(213)在记忆合金弹簧(216)的作用下朝向插块(29)收缩，带动移动块(214)移动，并驱动锁紧块(212)伸出插块(29)。
6.根据权利要求5所述的出炉设备，其特征在于：所述锁紧块(212)垂直设置，所述插块(29)上开设有安装槽(211)，所述锁紧块(212)和安装槽(211)之间设有拉簧(210);
所述锁紧块(212)端部靠近凹陷槽(27)的一侧设有导向斜面，所述插槽(281)呈T形槽结构，插槽(281)竖直段和水平段相接位置设有过渡斜面;
所述锁紧块(212)沿插块(29)伸出，以使锁紧块(212)的导向斜面沿相邻插槽(281)的过渡斜面滑动，带动锁紧块(212)由该插槽(281)的竖直段进入该插槽(281)的水平段。
7.根据权利要求1-6中任一所述的出炉设备，其特征在于：所述保护盖板(2)上设有两提拉把手(20)。
8.根据权利要求7所述的出炉设备，其特征在于：开设进气通道(201)的保护盖板(2)还设有可拆卸连接的气流分散机构，
所述气流分散机构包括与进气通道(201)相接的总管(22)以及和总管(22)连通的多个分管(23)，各分管(23)的出料端在炉体(102)内倾斜向下设置。
9.根据权利要求8所述的出炉设备，其特征在于：开设出气通道(206)的保护盖板(2)还设有气箱(25)，所述气箱(25)与保护盖板(2)形成出气腔，所述出气腔与冷却腔室相通，且所述出气通道(206)与出气腔相通，所述出气腔上还连通有带阀门的检测管(24)。
10.一种艾奇逊石墨化炉的出炉方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)开沟：石墨化炉停电后48小时开沟，开顶6-8条，抓料深度20-30cm，间距3-4m;石墨化炉停电后72小时进行首次抓平，全抓掉第一层20cm的保温料;
(2)第一次抓顶：石墨化炉停电后168小时，料面测温在700-750℃之间，进行第一次抓顶，抓料深度20-30cm;
(3)第二次抓顶：石墨化炉停电后248小时内，料面测温在800-850℃之间，进行第二次抓顶，抓料深度10cm;
(4)第一次抓边：石墨化炉停电后296小时内，料面测温在550-600℃之间，进行第一次抓边，抓料深度20-30cm;
(5)第二次抓边：石墨化炉停电后344小时内，测温在800-850℃之间，进行第二次抓边，抓料深度10cm;
(6)第三次抓顶：石墨化炉停电后400小时内，料面测温在300-400℃之间，进行第三次抓顶，抓料深度10cm;
(7)清上层辅料：石墨化炉停电后456小时内，料面测温在150-200℃之间，人工或吸料机清理上层辅料;
清理上层辅料步骤如下：
1)将权利要求1-9中任一所述的保护盖板(2)，按照顺序依次将各保护盖板(2)架设在炉体(102)上，与炉体(102)构成冷却腔室，将各保护盖板(2)盖好后，使用耐火布遮盖各保护盖板(2)和炉体(102)之间的间隙;
2)将权利要求1-9中任一所述的保护气体供气机构和进气通道(201)连通，对冷却腔室内导气预设时间，待料面温度于150℃后，揭开各保护盖板(2)，人工或吸料机清理辅料，每次清理辅料深度8-10cm;
(8)重复步骤(7)中清理上层辅料的步骤，直至露出沉降板;
(9)吸料：揭开沉降板后，采用吸料机吸取
负极材料产品。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及
电池材料的加工设备技术领域，尤其涉及一种艾奇逊石墨化炉的出炉设备和出炉方法。
背景技术
[0002]艾奇逊石墨化炉是使炭化后炭质材料(炭化物)石墨结晶发达的一种热处理炉，主要用于负极材料的生产。
[0003]如图1、2所示，为艾奇逊石墨化炉的结构简图，主要包括敞口设置的炉体102、若干个电极棒103和一个由炭板108及炭柱(图中未展示)拼接成的箱体105，其箱体105由不同的九宫格组合成为一个大的箱体105。
[0004]艾奇逊石墨化箱式炉使用时，在炉体102底部铺设底料101，将底料101压实，使其平整后，在上方铺设底板(图中未展示);将箱体105拼装在底板上方，在箱体105的前后位置填充导电焦104，在箱体105两侧和炉体102之间填充保温料107后，将负极材料106均匀放入箱体105内并捣实，在负极材料106上方铺设沉降板109，再在沉降板109上方铺设保温料，即完成装炉。
[0005]完成装炉后，即可进入电加热过程，通过石墨化炉两端的导电电极进行通电加热，通电加热结束后，将炉顶打开，静置冷却至材料恢复常温，然后进行卸炉、清炉、小修等过程，以完成石墨化工序的一个周期。
[0006]由于石墨化工序一个周期一般大于30天，而石墨化炉通电时间通常在2-3天，为了充分利用供电变压器的能力，通常每套供电装置往往配置8-12台石墨化炉，以保证供电装置的连续运行。为此，一套供电设备与8-12台石墨化炉构成一个石墨化组，每组石墨化炉中总有一台组处于通电运行状态，其他炉子分别处于装炉、待通电、冷却、卸炉、清炉、小修等操作过程中。
[0007]目前，为减少负极材料的生产周期，提高产量，现有技术中对负极材料的出炉步骤进行改进，例如专利申请号为CN201711366521.9、名称为一种新的等静压石墨产品的出炉方法的专利中记载的方案，利用分批抓料、梯度降温的方式，减少产品裂纹的同时，还能降低负极材料的冷却时间。
[0008]然而，上述专利中，分批抓料、梯度降温的方式，存在吸料设备的功率限制和工人的体力受限的问题，存在高温物料长时间暴露在空气中的问题，容易导致负极材料出现氧化，造成比表面积增大，影响产品质量。同时，由于石墨化组中各石墨化炉处于不同的作业状态，在其中一台石墨化炉开顶待吸料的过程中，还存在污染其他石墨化炉的问题。
[0009]为此，现有必要提供一种既能降低负极材料的生产周期，又能确保负极材料产品质量，还能避免石墨化组中各石墨化炉交叉污染的出炉方法。
发明内容
[0010]针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种艾奇逊石墨化炉的出炉设备和出炉方法，解决了现有技术中负极材料出炉过程时间较长、容易氧化，且各炉体内的负极材料存在交叉污染的问题。
[0011]为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种艾奇逊石墨化炉的出炉设备，与石墨化炉的炉体配合使用，包括多块保护盖板和保护气体供气机构，
[0012]各保护盖板依次架设在炉体上方，并与炉体构成冷却腔室;其中，任意两保护盖板上分别设有进气通道和出气通道;
[0013]保护气体供气机构与进气通道相通，用于对冷却腔室内导气，出气通道用于连通外界和冷却腔室。
[0014]相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
[0015]本申请的出炉设备可以匹配任意已经完成修建的艾奇逊石墨化炉，无需更改艾奇逊石墨化炉的结构，在使用时，利用多块保护盖板罩设在炉体上方，以构成冷却腔室，再利用保护气体供气机构对冷却腔室内通入氮气等保护气体，通过气体吹扫，能带走炉体中的部分热量，缩短石墨化炉的冷却周期;同时，在冷却过程中，氮气作为一种惰性保护气体，一般不与其他物质发生反应，使得负极材料在冷却过程中，不容易被氧化，降低比表面积，保证产品质量;并且，由于各保护盖板的存在，在同组的其他石墨化炉进行吸料处理时，能对通气冷却的石墨化炉的炉体内进行保护，避免吸料产生的粉尘污染，进而避免石墨化组中各石墨化炉交叉感染，确保各石墨化炉中负极材料质量均衡性，提高批次产品的质量稳定性。
[0016]进一步地，各保护盖板在炉体上并排且拼接设置，
[0017]保护盖板具有两拼接侧壁，其中一个拼接侧壁上设有凹陷槽，另一拼接侧壁设有卡接凸起，任意保护盖板的凹陷槽与相邻保护盖板的卡接凸起插接配合。
[0018]进一步地，凹陷槽的两侧壁分别设有密封层，两密封层用于和相邻的卡接凸起贴合接触。
[0019]进一步地，还包括加固组件，
[0020]加固组件包括至少一个插块以及数量和插块相同的插槽，插块在凹陷槽底部凸设，插槽开设卡接凸起上，插块与相邻的插槽插接，
[0021]其中，插块上设有伸缩设置的至少一个锁紧块，锁紧块沿插块伸出，带动配合的插槽朝向插块移动。
[0022]进一步地，锁紧块通过温变驱动件驱动，沿插块伸缩;
[0023]温变驱动件包括收缩块、移动块和记忆合金弹簧，收缩块嵌设在插块上开设的连接槽内，记忆合金弹簧位于连接槽和收缩块之间，移动块一端与收缩块贴合接触滑动，移动块另一端和锁紧块贴合接触滑动，且收缩块在记忆合金弹簧的作用下朝向插块收缩，带动移动块移动，并驱动锁紧块伸出插块。
[0024]进一步地，插块和锁紧块垂直设置，插块上开设有安装槽，锁紧块和安装槽之间设有拉簧;
[0025]锁紧块端部靠近凹陷槽的一侧设有导向斜面，插槽呈T形槽结构，插槽竖直段和水平段相接位置设有过渡斜面;
[0026]锁紧块沿插块伸出，以使锁紧块的导向斜面沿相邻插槽的过渡斜面滑动，带动锁紧块由该插槽的竖直段进入该插槽的水平段。
[0027]进一步地，保护盖板上设有两提拉把手。
[0028]进一步地，开设进气通道的保护盖板还设有可拆卸连接的气流分散机构，
[0029]气流分散机构包括与进气通道相接的总管以及和总管连通的多个分管，各分管的出料端在炉体内倾斜向下设置。
[0030]进一步地，开设出气通道的保护盖板还设有气箱，气箱与保护盖板形成出气腔，出气腔与冷却腔室相通，且出气通道与出气腔相通，出气腔上还连通有带阀门的检测管。
[0031]本发明还提供了一种艾奇逊石墨化炉的出炉方法，包括如下步骤：
[0032](1)开沟：石墨化炉停电后48小时开沟，开顶6-8条，抓料深度20-30cm，间距3-4m;石墨化炉停电后72小时进行首次抓平，全抓掉第一层20cm的保温料;
[0033](2)第一次抓顶：石墨化炉停电后168小时，料面测温在700-750℃之间，进行第一次抓顶，抓料深度20-30cm;
[0034](3)第二次抓顶：石墨化炉停电后248小时内，料面测温在800-850℃之间，进行第二次抓顶，抓料深度10cm;
[0035](4)第一次抓边：石墨化炉停电后296小时内，料面测温在550-600℃之间，进行第一次抓边，抓料深度20-30cm;
[0036](5)第二次抓边：石墨化炉停电后344小时内，测温在800-850℃之间，进行第二次抓边，抓料深度10cm;
[0037](6)第三次抓顶：石墨化炉停电后400小时内，料面测温在300-400℃之间，进行第三次抓顶，抓料深度10cm;
[0038](7)清上层辅料：石墨化炉停电后456小时内，料面测温在150-200℃之间，人工或吸料机清理上层辅料;
[0039]清理上层辅料步骤如下：
[0040]1)将权利要求1-9中任一所述的保护盖板，按照顺序依次将各保护盖板架设在炉体上，与炉体构成冷却腔室，将各保护盖板盖好后，使用耐火布遮盖各保护盖板和炉体之间的间隙;
[0041]2)将权利要求1-9中任一所述的保护气体供气机构和进气通道连通，对冷却腔室内导气预设时间，待料面温度于150℃后，揭开各保护盖板，人工或吸料机清理辅料，每次清理辅料深度8-10cm;
[0042](8)重复步骤(7)中清理上层辅料的步骤，直至露出沉降板;
[0043](9)吸料：揭开沉降板后，采用吸料机吸取负极材料产品。
[0044]相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
[0045]本申请中，结合艾奇逊石墨化炉的现有结构，增设了出炉设备，由于出炉设备的存在，使得靠近箱体的料体(辅料层)在冷却过程中，可以减小与空气中氧气的接触概率，再配合保护气体供气机构对冷却腔室内进行吹扫降温，缩短该过程的冷却时间，从而缩短石墨化炉的运行周期，提高生产效率，同时，保护气体还能在冷却过程中与负极材料进行保护，避免过度氧化影响负极材料质量。
附图说明
[0046]图1为现有技术中艾奇逊石墨化炉结构示意图;
[0047]图2为现有技术中艾奇逊石墨化炉的俯视图;
[0048]图3为本发明出炉设备和炉体配合的结构示意图;
[0049]图4为图3中A部放大图;
[0050]图5为本发明中相邻的两保护盖板的加固组件配合的结构示意图;
[0051]图6为图4中另一状态下的结构示意图;
[0052]图7为本发明中位于安装中部的保护盖板的结构示意图;
[0053]图8为本发明中设有进气通道的保护盖板的结构示意图;
[0054]图9为本发明中位于设有出气通道的保护盖板的结构示意图;
[0055]图10为本发明中对比例1中保护盖板的结构示意图。
[0056]图中：炉体102、定位柱1、保护盖板2、接气管21、总管22、分管23、检测管24、气箱25、出气管26、凹陷槽27、卡接凸起28、插块29、拉簧210、安装槽211、锁紧块212、收缩块213、移动块214、连接槽215、记忆合金弹簧216、插槽281、密封层271、提拉把手20、进气通道201、检测口204、出气通道206。
具体实施方式
[0057]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0058]实施例1
[0059]如图3-9所示，本申请提供了一种艾奇逊石墨化炉的出炉设备，与石墨化炉的炉体102配合使用，包括多块保护盖板2和保护气体供气机构，各保护盖板2依次架设在炉体102上方，并与炉体102构成冷却腔室;其中，任意两保护盖板2上分别设有进气通道201和出气通道206;保护气体供气机构与进气通道201相通，用于对冷却腔室内导气，出气通道206用于连通外界和冷却腔室。
[0060]可以理解的，艾奇逊石墨化炉因其结构特殊性，建成后再进行结构的改进基本不可能，为此，为匹配艾奇逊石墨化炉的出炉步骤，设计的出炉设备需在现有的艾奇逊石墨化炉的结构基础上进行设计，所以，本申请采用盖板+导气吹扫降温的方式，加快负极材料的冷却，缩短冷却时间，提高生产效率。同时，为避免负极材料在吹扫降温过程中发生氧化，本申请进行降温的气体中避免有氧气，且具有较好的稳定性，为此，保护气体可以采用常见的保护气体、氮气等。利用保护气体不与负极材料发生反应的同时，又能在保护气体吹扫作用下将炉体102内的热量带走，确保负极材料质量的同时还能提高生产效率。
[0061]为使本申请的出炉设备能适配不同尺寸的艾奇逊石墨化炉，本申请设置了多个保护盖板2，保护盖板2的形状、数量、尺寸可以根据配合使用的炉体102尺寸进行设计，以确保各保护盖板2架设在炉体102上时，各保护盖板2和炉体102能构成冷却腔室，以便保护气体的降温处理。
[0062]为方便冷却腔室内能形成对流空气，本申请任意两盖板上分别设有进气通道201和出气通道206，进气通道201和保护气体供气机构相通，用于对冷却腔室内导入保护气体，出气通道206用于将冷却腔室内升温后的保护气体外排，实现保温气体在冷却腔室内流动的目的。理论上，进气通道201和出气通道206可设置在炉体102上任意位置，但是，为了确保氮气能在短时间充满冷却腔室，在架设各保护盖板2时，可以将设置进气通道201和出气通道206的两个盖板分别设置在炉体102的两端，以便保护气体在冷却腔室内的流动的同时，还能尽可能充满冷却腔室，降低负极材料氧化概率，确保负极材料的质量。
[0063]为降低生产成本，本申请中，保护气体采用更加经济实惠的氮气，为此，保护气体供气机构用于供给氮气。为此，保护气体供气机构可以采用氮气储气罐，利用氮气储气罐供气。当然，鉴于氮气需要持续供应，若采用单纯的氮气储气罐，存在供给缺口，为此，保护气体供气机构还可以是制氮机。根据使用需求设置制氮机各参数，本申请中，制氮机其氮气流量为5-2000Nm3/H，氮气纯纯度97-99.99%。
[0064]工作时，通过空气压缩机，将空气吸入过滤器，再进入冷干机，去除部分水分，再进入多道过滤器，排除空气中的其他杂质，进入空气储存罐，再从空气储存罐里面释放压缩空气进入制氮机，得到纯净氮气，将得到的氮气输进氮气储存罐待用。
[0065]使用时，将氮气储存罐通过氮气管道和进气通道201连通，氮气管道上可设置手动调节阀或控制调节阀，以控制进入冷却腔室内氮气的流量，确保氮气能按照预设流量、预设时间对冷却腔室内的负极材料进行冷却，以降低冷却时间。
[0066]本申请的出炉设备可以匹配任意已经完成修建的艾奇逊石墨化炉，无需更改艾奇逊石墨化炉的结构，在使用时，利用多块保护盖板2罩设在炉体102上方，以构成冷却腔室，再利用保护气体供气机构对冷却腔室内通入氮气等保护气体，通过气体吹扫，能带走炉体102中的部分热量，缩短石墨化炉的冷却周期;同时，在冷却过程中，氮气作为一种惰性保护气体，一般不与其他物质发生反应，使得负极材料在冷却过程中，不容易被氧化，降低比表面积，保证产品质量;并且，由于各保护盖板2的存在，在同组的其他石墨化炉进行吸料处理时，能对通气冷却的石墨化炉的炉体102内进行保护，避免吸料产生的粉尘污染，进而避免石墨化组中各石墨化炉交叉感染，确保各石墨化炉中负极材料质量均衡性，提高批次产品的质量稳定性。
[0067]进一步地，由于各保护盖板2需要依次相互拼接，以降低相邻的两保护盖板2之间的间隙，避免保护气体外溢。为此，本申请的各保护盖板2在炉体102上并排且拼接设置，保护盖板2具有两拼接侧壁，其中一个拼接侧壁上设有凹陷槽27，另一拼接侧壁设有卡接凸起28，任意保护盖板2的凹陷槽27与相邻保护盖板2的卡接凸起28插接配合。如图3、7、8、9所示，保护盖板2呈矩形板状结构，炉体102呈上端开口的矩形腔体结构，各保护盖板2沿其长度方向架设在炉体102的两短侧壁之间，各保护盖板2依次拼接，每个保护盖板2的两长侧壁为保护盖板2对应的两拼接侧壁。为降低任意相邻两保护盖板2的间隙，在每个保护盖板2的两长侧壁分别设有凹陷槽27和卡接凸起28。如图4、7、8、9所示，凹陷槽27呈矩形通槽结构，凹陷槽27沿保护盖板2长度方向延伸设置。由于保护盖板2分上、下表面，保护盖板2的下表面和炉体102的上端侧壁接触，为此，凹陷槽27在设置时，凹陷槽27的外侧壁高度需要和保护盖板2的下表面齐平，确保各保护盖板2拼接后能构成相对光滑的平板结构，以覆盖在炉体102上方。对应的，卡接凸起28呈矩形条状结构，卡接凸起28沿保护盖板2的长度方向延伸，且任意保护盖板2的卡接凸起28能卡设在相邻保护盖板2的凹陷槽27内。凹陷槽27和卡接凸起28的配合，既能方便各保护盖板2的定位拼接，又能使相邻的两保护盖板2的接缝构成“迷宫结构”，减小间隙，降低保护气体从接缝外溢的概率。
[0068]为进一步增加两保护盖板2接缝之间的气密性，本申请在凹陷槽27的两侧壁分别设有密封层271，两密封层271用于和相邻的卡接凸起28贴合接触。如图4所示，密封层271贴合凹陷槽27内壁并沿凹陷槽27长度方向延伸，密封层271采用耐高温的硅胶或氟橡胶材料。当凹陷槽27和对应的卡接凸起28插接时，卡接凸起28的上下两侧将与对应的两密封层271接触，进一步增加两保护盖板2接缝的气密性。
[0069]由于凹陷槽27内两密封层271的存在，想要密封层271和卡接凸起28的连接能实现较好的气密性效果，则卡接凸起28和两密封层271需要进行过盈配合，则相邻的两保护盖板2在装配时，需要施加挤压力，才能实现两者的过盈配合。但是，相邻的保护盖板2是相邻的长侧壁相接，两保护盖板2拼接时，沿保护盖板2短边方向施加挤压力时，必定和各保护盖板2的长侧壁接触，施加的挤压力不均衡，同时，过度挤压，还容易造成保护盖板2侧壁变形。为使相邻的两保护盖板2能过盈配合，本申请的保护盖板2还包括加固组件，加固组件包括至少一个插块29以及数量和插块29相同的插槽281，插块29在凹陷槽27底部凸设，插槽281开设在卡接凸起28上，插块29与相邻的插槽281插接，插块29上设有伸缩设置的至少一个锁紧块212，锁紧块212沿插块29伸出，带动配合的插槽281朝向插块29移动。如图4、5、6所示，每个保护盖板2上均设有加固组件，各加固组件包括多个插块29和多个插槽281，插块29和插槽281的数量相同，多个插块29设置在凹陷槽27内底部(凹陷槽27左侧)并朝向凹陷槽27开口处凸设，多个插块29沿凹陷槽27长度方向间隔布设。多个插槽281开设在卡接凸起28上，且多个插槽281沿卡接凸起28长度方向间隔布设，并且，任意保护盖板2的凹陷槽27和相邻的保护盖板2的卡接凸起28插接时，各插块29至少部分进入对应的插槽281内。为使两相邻的两保护盖板2能实现自动锁紧，本申请的插块29上设置至少一个锁紧块212，当锁紧块212伸出插块29时，将迫使保护盖板2朝向另一保护盖板2移动。具体的，如图5、6所示，本申请每个锁紧块212上设有沿插块29凸设方向对称设置的两个锁紧块212，锁紧块212沿垂直锁紧块212凸设方向在锁紧块212上伸缩，以使插块29和锁紧块212垂直，插块29上开设有两安装槽211;两安装槽211可对称设置，也可以相通设置，以构成一个通槽。两个锁紧块212分别嵌设在两安装槽211内，且锁紧块212部分伸出安装槽211，在锁紧块212和安装槽211之间拉簧210。正常情况下锁紧块212是收缩在插块29内的，为使锁紧块212能随温度变化而伸出插块29，本申请还设有温变驱动件驱动，如图4、5、6所示，温变驱动件为两个，每个温变驱动件与对应的锁紧块212配合使用，每个温控驱动件均包括收缩块213、移动块214和记忆合金弹簧216，收缩块213嵌设在插块29上开设的连接槽215内，记忆合金弹簧216位于连接槽215和收缩块213之间。本申请的两连接槽215也可设置成通槽，且两连接槽215构成的通槽和两安装槽211构成的通槽在竖直方向平行设置。在连接槽215和对应的安装槽211之间通过过渡槽连通，移动块214的在过渡槽内滑动设置，移动块214的上下两端分别设有楔面，在收紧块和锁紧块212上也分别设有楔面，以使移动块214一端与收缩块213贴合接触滑动，移动块214另一端和锁紧块212贴合接触滑动，且收缩块213在记忆合金弹簧216的作用下朝向插块29收缩，带动移动块214移动，并驱动锁紧块212伸出插块29。
[0070]记忆合金弹簧216的形变温度范围在180℃-200℃，该范围的记忆合金有Ni-Ti-Hf合金、Ni-Ti-Pd合金等。由于本申请中，保护盖板2需要架设在炉体102上时，炉体102内料面温度范围150℃-200℃之间，为使锁紧块212的伸缩能结合保护盖板2的使用情况，本申请选用的记忆合金弹簧216的形变温度在180℃-200℃之间。
[0071]当记忆合金弹簧216达到预设温度时，记忆合金弹簧216收缩，带动两收缩块213收缩，在两移动块214的作用下，两锁紧块212伸出插块29。为使伸出的锁紧块212能带动两保护盖板2相对移动，本申请在锁紧块212端部靠近凹陷槽27的一侧设有导向斜面，插槽281呈T形槽结构，插槽281竖直段和水平段相接位置设有过渡斜面;锁紧块212沿插块29伸出，以使锁紧块212的导向斜面沿相邻插槽281的过渡斜面滑动，带动锁紧块212由该插槽281的竖直段进入该插槽281的水平段。
[0072]使用时，当记忆合金弹簧216达到预设温度时，记忆合金弹簧216收缩，带动两收缩块213收缩，在两移动块214的作用下，两锁紧块212伸出插块29，锁紧块212伸出插块29时，插块29的导向斜面将与过滤斜面滑动配合，迫使设有插槽281的保护盖板2朝向相邻的设有凹陷槽27的保护盖板2移动，使得卡接凸起28尽可能与密封层271接触，增加相邻两保护盖板2接缝处的密封效果。
[0073]当温度低于记忆合金弹簧216的形变温度时，拉簧210恢复形变，带动锁紧块212收缩，实现锁紧块212和插槽281的解锁，此时，方便保护盖板2从炉体102上卸料，以便出炉设备的周期使用。
[0074]为方便各保护盖板2的移动，本申请在保护盖板2的上表面设有两提拉把手20，两提拉把手20分别靠近保护盖板2的两短侧壁设置，两提拉把手20，方便起吊装置(天车、龙门吊)移动运输各保护盖板2，避免人工架设存在烫伤的问题。
[0075]本申请对负极材料进行吹扫降温处理的保护气体是氮气，氮气的密度略小于空气密度的，氮气进入冷却腔室内，将上浮，而进气通道201和出气通道206都靠近冷却腔室顶部，则氮气不能在短时间内充满冷却腔室内，冷却腔室内空气含量过高，还是存在氧化负极材料的情况。
[0076]为降低上述影响，本申请在开设进气通道201的保护盖板2上还设有可拆卸连接的气流分散机构，进气通道201为进气孔，进气孔贯穿保护盖板2设置，进气孔设有相接设置的接气管21，接气管21一端用于和气流分散机构连接，接气管21另一端用于和保护气体供气机构连接，则保护气体供气机构产生的氮气能通过接气管21，再通过气流分散机构进行导流。为使气流分散机构导出的气体能在冷却腔室内快速填充，如图3、8所示，本申请的气流分散机构包括与进气通道201相接的总管22以及和总管22连通的多个分管23，各分管23的出料端在炉体102内倾斜向下设置。总管22位于保护盖板2下表面，并沿保护盖板2长度方向延伸，总管22上设置一个连接管，连接管和接气管21通过管道接头可拆卸连接，可实现总管22和接气管21的分离。而各分管23沿总管22长度方向间隔布设，且每个分管23沿远离总管22方向倾斜向下设置，各分管23和总管22(竖直方向)的夹角为45°-60°。各分管23能将氮气分散导入冷却腔体内，能使氮气快速充满冷却腔室，将冷却腔室内的空气挤压外排，降低负极材料接触空气的概率，提高负极材料的合格率。
[0077]本申请中，需要对冷却腔室内的氧气含量进行检测，以便氮气的启闭，为方便对气体中氧气含量的检测，如图3、9所示，本申请在开设出气通道206的保护盖板2还设有气箱25，气箱25与保护盖板2形成出气腔，出气腔与冷却腔室相通，且出气通道206与出气腔相通，出气腔上还连通有带阀门的检测管24。在气箱25上设置检测孔，检测管24和检测孔相接焊接，出气通道206上也可以设置出气管26，出气管26可以直接和外界相通，出气管26也可以连接余热回收系统，还可实现热量回收的目的。
[0078]本申请检测管24上设置气体
检测仪检测可用于检测气体中的含氧量，检测时，打开调节阀，冷却腔室内的气体将从出气通道206、检测管24导出，此时，通过气体检测仪检测含氧量，当含氧量达到预设值后，可以控制保护气体(氮气)的导气，以符合冷却需求。
[0079]上述各保护盖板2架设在炉体102上的操作步骤如下：
[0080]按照装载顺序，先将设有出气通道206或进气通道201的保护盖板2架设在炉体102上，可以在炉体102上端设置至少两个定位柱1，当该保护盖板2接触两定位柱1时，表明第一块保护盖板2装载到位;然后依次将中间的各保护盖板2装载，装载过程中可稍微移动各保护盖板2，以使保护盖板2能和相邻的保护盖板2插接，同时，可以结合炉体102内的温度上升时间、记忆合金弹簧216的形变温度，架设各保护盖板2之间的间隔时间，确保加固组件使用有效;待所以的保护盖板2架设在炉体102上后，将炉盖上端侧壁和各保护盖板2之间的间隙通过耐火布塞缝，以形成冷却腔室，最后将进料通道和保护气体供气机构导通，完成出炉设备的组装。
[0081]当然为增加加固组件的使用效果，每个炉体102上的保护盖板2数量最好为两块，可降低应为重力影响，存在部分相邻的两保护盖板2的接缝密封效果不好的问题。
[0082]实施例2
[0083]本申请还提供了一种艾奇逊石墨化炉的出炉方法，包括如下步骤：
[0084](1)开沟：石墨化炉停电后48小时开沟，开顶6-8条，抓料深度20-30cm，间距3-4m;石墨化炉停电后72小时进行首次抓平，全抓掉第一层20cm的保温料;
[0085](2)第一次抓边：石墨化炉停电后168小时内，料面测温在700-750℃之间，进行第一次抓边，抓料深度20-30cm;
[0086](3)第一次抓顶：石墨化炉停电后248小时，料面测温在800-850℃之间，进行第一次抓顶，抓料深度10cm;
[0087](4)第二次抓边：石墨化炉停电后296小时内，测温在550-600℃之间，进行第二次抓边，抓料深度20-30cm
[0088](5)第二次抓顶：石墨化炉停电后344小时内，料面测温在800-850℃之间，进行第二次抓顶，抓料深度10cm;
[0089](6)第三次抓顶：石墨化炉停电后400小时内，料面测温在300-400℃之间，进行第三次抓顶，抓料深度10cm，此时沉降板上方辅料的厚度在40-50cm;
[0090](7)清上层辅料：石墨化炉停电后456小时内，料面测温在150-200℃之间，人工或吸料机清理上层辅料;
[0091]清理上层辅料步骤如下：
[0092]1)盖保护盖板：先将气流分散机构和保护盖板上的进气通道的一端连接，完成组装，然后将上述的各保护盖板，按照顺序依次架设在炉体上，与炉体构成冷却腔室;将各保护盖板盖好后，使用耐火布遮盖各保护盖板和炉体之间的间隙;将保护气体供气机构和进气通道的另一端连通。
[0093]2)注入保护气体：将保护气体供气机构和进气通道连通，对冷却腔室内导入氮气，氮气纯度为98%，，持续注入氮气16小时后，静待冷却36小时，该时间范围内，辅料表层温度将小于150℃，揭开各保护盖板，人工或吸料机清理辅料，每次清理辅料深度8-10cm;
[0094](8)重复步骤(7)中清理上层辅料的步骤4-5次，直至露出沉降板;
[0095](9)对沉降盖板进行降温：
[0096]1)盖保护盖板：将完成组装的各保护盖板，按照顺序依次架设在炉体上，与炉体构成冷却腔室;将各保护盖板盖好后，使用耐火布遮盖各保护盖板和炉体之间的间隙;将保护气体供气机构和进气通道的另一端连通。
[0097]2)注入保护气体：将保护气体供气机构和进气通道连通，对冷却腔室内导入氮气，氮气纯度为98%，，持续注入氮气16小时后，静待冷却36小时，该时间范围内，沉降板温度将小于150℃，然后，揭开各保护盖板;
[0098](11)吸料：揭开沉降板后，采用吸料机吸取负极材料产品。
[0099]其中，步骤(7)—(11)中，无论是辅料的抓取或者是负极材料的吸取都可以进行机械操作，但是，部分厂区，该过程还需要人工辅助，表明，操作人员需要进入炉体内，为避免炉体内充入氮气后，人工进入炉体导致缺氧等安全问题，在人工需要进入充氮后的炉体内之前(此时，炉体上方至少揭开了足够人员进入的多块保护盖板)，需要利用风扇或其他吹风机对炉体进行吹扫，至少吹扫5分钟以上，确保炉体内有足够的氧气，避免操作人员施工缺氧的安全问题。
[0100]现有技术中，负极材料的常规出炉方式，是根据箱体上方保温层、辅料层温度的变化，直接进行开沟、抓料等进行降温处理，但是，随着箱体上方料体厚度的减小，箱体内的负极材料容易与空气中的氧气接触，存在负极材料部分氧化发问题。
[0101]为此，本申请结合艾奇逊石墨化炉的现有结构，增设了出炉设备，由于出炉设备的存在，使得靠近箱体的料体(辅料层)在冷却过程中，可以减小与空气中氧气的接触概率，再配合保护气体供气机构对冷却腔室内进行吹扫降温，缩短该过程的冷却时间，从而缩短石墨化炉的运行周期，提高生产效率，同时，保护气体还能在冷却过程中与负极材料进行保护，避免过度氧化影响负极材料质量。
[0102]实施例3
[0103]本实施例与实施例2的区别在于：
[0104]充入冷却腔室中的氮气纯度为99%。
[0105]实施例4
[0106]本实施例与实施例2的区别在于：
[0107]充入冷却腔室中的氮气纯度为99.5%。
[0108]实施例5
[0109]本实施例与实施例2的区别在于：
[0110]氮气每次充入冷却腔室内的时长为24小时，其纯度为98%，静待冷却16小时。
[0111]实施例6
[0112]本实施例与实施例5的区别在于：
[0113]充入冷却腔室中的氮气纯度为99%。
[0114]实施例7
[0115]本实施例与实施例5的区别在于：
[0116]充入冷却腔室中的氮气纯度为99.5%。
[0117]对比例1
[0118]本实施例与实施例2的区别在于：
[0119]保护盖板采用如图10所示的常规的矩形板状结构，当然，位于炉体上安装两端的保护盖板，分别设有进气通道和出气通道，且出气通道、进气通道的整体结构参照图7、8设置，同时，在进气通道出气端也设有气流分散机构。各保护盖板在炉体上依次架设排列，其他步骤不变，用于对负极材料进行出炉降温处理。
[0120]对比例2
[0121]本实施例与实施例2的区别在于：
[0122]进气通道不连接气流分散机构，其他步骤不变。
[0123]对比例3
[0124]本对比例中，负极材料采用传统的出炉步骤，具体如下：
[0125](1)开沟：石墨化炉停电后72小时开沟，开顶6-8条，抓料深度20-30cm，间距3-4m;石墨化炉停电后120小时进行首次抓平，全抓掉第一层20cm的保温料。
[0126](2)第一次抓边：石墨化炉停电后168小时内，料面测温在700-750℃之间，进行第一次抓边，抓料深度20-30cm。
[0127](3)第一次抓顶：石墨化炉停电后216小时，料面测温在800-850℃之间，进行第一次抓顶，抓料深度10cm。
[0128](4)第二次抓边：石墨化炉停电后264小时内，测温在550-600℃之间，进行第二次抓边，抓料深度20-30cm。
[0129](5)第二次抓顶：石墨化炉停电后336小时内，料面测温在800-850℃之间，进行第二次抓顶，抓料深度10cm，直至沉降板上方辅料的厚度在40-50cm。
[0130](6)多次扒顶抓边：停电后768小时内，对沉降板上方的辅料进行少抓勤抓的原则处理，即当料面测温<50℃时，人工少量扒沉降板上的部分辅料，如此循环，直至沉降板上的辅料厚度在10cm左右。本过程可充分利用作业空隙进行处理。
[0131](7)清沉降板上面辅料：停电后840小时内，炭柱测温<50℃时，人工或吸料机清理出沉降板上面辅料，一次性清完沉降板上面辅料。
[0132](8)吸完辅料后立即揭开沉降板，揭开沉降板后采用吸料机吸取负极材料产品。
[0133]实施例2-7以及对比例1-3中通不过不同条件的出炉方法，分别在有无氮气保护、氮气充入速度及氮气充入时长、出炉的负极材料的比表面积等方面对比，得到结果如表1所示。其中，负极材料的比表面积的测试方法采用国标GB/T 19587-2017《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》。
[0134]值得注意的是：负极材料的比表面积越小表明其氧化程度越小，负极材料与电解液接触的活性位点相对较少，从而可在一定程度上减少电极与电解液之间的副反应，如避免过多的不可逆反应导致电池容量的衰减，有利于提高电池的首次库伦效率和循环性能。
[0135]同时，比表面积小的负极材料颗粒之间的空隙较小，能够更紧密地堆积在一起，从而使材料的振实密度提高，这对于提高电池的能量密度是有利的，有助于在有限的空间内存储更多的能量。
[0136]表1：
[0137]
[0138]
[0139]通过表1中记载的数据可以看出：
[0140]1、通过实施例2、3、4以及实施例5、6的数据可以看出：出炉过程中，通入的氮气纯度越高，得到的负极材料的比表面积越小，负极材料性能越好。
[0141]2、通过实施例2、5的数据可以看出：出炉过程中，通入的氮气时间越长，得到的负极材料的比表面积越小，负极材料性能越好。
[0142]3、通过实施例2和对比例1的数据可以看出：采用对比例1中出炉方法得到的负极材料的比表面积更大，表明通氮气处理过程中，整个冷却腔室的气密性，对负极材料的性能也有一定影响，在和实施例2中采用相同通气时间后，由于对比例1中保护盖板的结构情况，导致各保护盖板之间的间隙存在氮气和外界空气对流的情况，为此，对比例2中的负极材料氧化概率更大，性能相对更差。
[0143]4、通过实施例2和对比例2的数据可以看出：气流分散机构能快速将冷却腔室内的空气吹扫至外部环境，降低冷却腔室内空气的停留时间，从而，降低负极材料的氧化概率，提高负极材料的性能。
[0144]5、通过实施例2和对比例3的数据可以看出：较传统的出炉步骤，本申请的出炉方法既能减少出炉时间，还能减少负极材料的氧化，确保负极材料的性能。
[0145]综上，本申请的出炉设备和出炉方法的配合，使得负极材料在冷却过程中，不容易被氧化，降低比表面积，保证产品质量;并且，由于各保护盖板的存在，在同组的其他石墨化炉进行吸料处理时，能对通气冷却的石墨化炉的炉体内进行保护，避免吸料产生的粉尘污染，进而避免石墨化组中各石墨化炉交叉感染，确保各石墨化炉中负极材料质量均衡性，提高批次产品的质量稳定性。
[0146]值得注意的是：
[0147]1、本申请操作步骤中的“抓边”，可以理解为是将图2中箱体105上下两侧和炉体102之间的保温料107进行移除处理。
[0148]2、本申请操作步骤中的“抓顶”，可以理解为是将图1中箱体105(沉降板109)上方的保温料107进行移除处理。
[0149]3、本申请制备的负极材料为粉末颗粒状负极材料，根据客户需求，负极材料的粒度包括D10、D50、D90、D99、D100等，粒径单位为微米，该类负极材料整体结构为粉状，不考虑其开裂情况，主要考虑其氧化情况。
[0150]4、为保证炉内负极材料106未吸出时箱体的稳固性，炉头炉尾导电焦104仅抓到箱体105顶部往下10cm左右，同理，左右两侧保温料107(图2中箱体106上下两侧的保温料107)，仅抓到箱,105顶部往下20-30cm。
[0151]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0152]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0153]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
说明书附图(10)
声明：
“艾奇逊石墨化炉的出炉设备和出炉方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：重庆森仟烨新材料科技股份有限公司
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2025年03月20日 ~ 22日 
