发明名称 用于碳体物纵向石墨化之炉具和方法
摘要 提供一种碳体纵向石墨化(LWG)之设备与方法,其系利用U形金属炉段装于固定的肋形支撑件上,以包容碳电极体而围以隔热填充物。在并排平行之U形金属炉段之间设有直立烟道以加速经石墨化电极体的冷却,并在另项具体实例中提供水滴喷洒于金属炉段上。
申请公布号 TW346538 申请公布日期 1998.12.01
申请号 TW086100105 申请日期 1997.01.07
申请人 乌卡碳素科技公司 发明人 大卫亚瑟里尔;艾伦韦伯斯印特米尔;法兰西斯爱德华威斯
分类号 F27D5/00;F27D9/00 主分类号 F27D5/00
代理机构 代理人 郑自添 台北巿敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种用于碳体物纵向石墨化之炉具,包含:(a)一组 多 个固定而有间距之非导电性耐火肋形支撑件,置于 一非导 电性固定基台上;各该耐火肋形支撑件有一对并排 而向上 开之U形开口,其为与基台架空隔离,而且彼此被耐 火肋 形支撑件整体中之柱形部位所分开;该等多个被隔 开之耐 火肋形支撑件是以其各个U形开口平行前相邻排列 ;(b)一 组多个电绝缘之U形连续之金属炉段,有其外与内 表面和 底表面而与基台隔空在相邻耐火肋形支撑件之间 延伸,其 终端部安放于耐火肋形支撑件之U形开口上形成第 一和第 二两个并排平行之连续金属炉段,以侧向毗邻相对 侧边表 面靠拢,该等并排连续金属炉段被一直立烟道隔开 ,其为 由相邻之耐火肋形支撑件之柱形部位、基台之一 部份和安 放在各耐火肋形支撑件上并排之U型金属炉段的侧 向相邻 之相对表面所构成,该直立烟道之顶与底为留空, 而且为 细腰形状,其底部开口实际比顶部开口为宽,促成 外间之 空气暴于金属炉段底表面发生之热而自由由底至 顶增加速 度经烟道上昇,对并排之金属炉段相对之侧表面提 供冷却 ;以及(c)在各该金属炉段之第一与第二两排中各以 端部 相接近之碳体成一柱,各该柱由粒状隔热物质容纳 于U形 金属炉段内表面之内而受支持,且该柱保持与电力 接头接 触使电流贯通经各个碳体物而因焦耳效应将之转 化为石墨 。2.如申请专利范围第1项之炉具,其中耐火肋形支 撑件之U 形开口设有凹槽随该开口而延伸,而且该等U形之 连续金 属炉段被安放于一共同之U形开口,于其各终端部 彼此等 凹槽所分隔,其中有一组由多个接近的个别预成形 耐火元 件位于凹槽之中,且有一部份由凹槽向外伸出且在 各U形 连续的金属炉段之间而安放于一共同U形开口之中 。3.如申请专利范围第2项之炉具,其中该耐火元件 一般为T 形而有顶横部份,其为至少有局部盖过金属炉段被 该沟槽 分开之终端部份;元件之基部垂直延伸至顶横部份 并装入 于该沟槽之中。4.如申请专利范围第1项之炉具,其 中该等U形连续金属炉 段至少有一个于其相对两端整体设有终结端,其为 包含一 U形衬套件向外以间隔毗邻金属炉段于其相反之各 端,并 有一U形封闭件结合各该衬套件至金属炉段而在各 金属炉 段之相反末端,界定金属炉段相反各端之通道以承 接冷却 液体。5.如申请专利范围第4项之炉具,其中一U形 突缘结构结合 于该衬套件并横延于其间以咬合该肋形支撑件之U 形开口 。6.如申请专利范围第1项之炉具,其中设有水管平 行延伸 于该金属炉段毗邻于该金属炉段之外侧表面,并设 有洒水 喷嘴由该水管对向该金属炉段之外侧表面,以使水 滴喷向 该外侧表面。7.如申请专利范围第1项之炉具,其中 设有洒水喷嘴而邻 接于至少一金属炉段之侧部外表面以使水滴喷洒 于该侧部 的外表面而成一层流水于该侧部与底部之外表面 上。8.如申请专利范围第1项之炉具,其中该金属炉 段实际上 有直立之侧部和弯曲之底部,而且其中洒水喷嘴设 于毗邻 至少一个该金属炉段之侧部外表面以使水滴喷满 于该侧部 的外表面而成一层流水于该侧部与底部之外表面 上。9.如申请专利范围第1项之炉具,其中该U形金 属炉段之内 表面设有一纸板覆盖层介于隔热介质与该内表面 之间。10.如申请专利范围第1项之炉具,其中该U形 金属炉段之 内表面设有一由包含矾上和矽石基漆涂层群所选 择的覆盖 漆涂层介于隔热介质与该内表面之间。11.如申请 专利范围第1项之炉具,其中所设水管与各该金 属炉段平行延伸而毗邻于各该金属炉段之外则表 面,而洒 水喷嘴由水管向该金属炉段之外侧表面延伸以所 喷水滴指 向该等外侧表面而于一组多个位置,其为相对于各 金属炉 段含有隔热介质之内侧表面之处。12.如申请专利 范围第1项之炉具,其中该肋形支撑件终止 于一对间隔分开的外柱椿形之部位,且一金属板被 固定在 其他柱椿所成部位之间与其面对之金属炉段外侧 表面相对 ,界定出侧位的直立烟道。13.一种用于碳体物纵向 石墨化之炉具,包含:(a)一组多 个固定而有间距之非导电性耐火肋形支撑件,置于 一非导 电性固定基台上;各该耐火肋形支撑件有一对并排 而向上 开之U形开口,其为与基台架空隔离,而且彼此被耐 火肋 形支撑件整体中之柱形部位所分开;该等多个被隔 开之耐 火肋形支撑件是以其各个U形开口平行前相邻排列 ;(b)一 组多个电绝缘之U形连续之金属炉段,有其外与内 表面和 底表面而与基台隔空在相邻耐火肋形支撑件之间 延伸,其 终端部安放于耐火肋形支撑件之U形开口上形成第 一和第 二两个并排平行之连续金属炉段,以侧向毗邻相对 侧边表 面靠拢,该等并排连续金属炉段被一直立烟道隔开 ,其为 由相邻之耐火肋形支撑件之柱形部位、基台之一 部份和安 放在各耐火肋形支撑件上并排之U型金属炉段的侧 向相邻 之相对表面所构成,该直立烟道之顶与底为留空, 而且为 细腰形状,其底部开口实际比顶部开口为宽,促成 外间之 空气暴于金属炉段底表面发生之热而自由由底至 顶增加速 度经烟道上昇,对并排之金属炉段相对之侧表面提 供冷却 ;(c)一组多个洒水喷嘴位于靠近该金属炉段侧部外 表面 ,使所喷水滴指向该侧与底部之外表面而于该侧、 底部之 外表面上形成一水层,以及(d)在各该金属炉段之第 一与 第二两排中各以端部相接近之碳体成一柱,各该柱 由粒状 隔热物质容纳于U形金属炉段内表面之内而受支持 ,且该 柱保持与电力接头接触使电流贯通经各个碳体物 而因焦耳 效应将之转化为石墨。14.一种用于碳体物纵向石 墨化之炉具,包含:(a)一组多 个固定而有间距之非导电性耐火肋形支撑件,置于 一非导 电性固定基台上;各该耐火肋形支撑件有一U形开 口,其 为与基台架空隔离,该等多个被隔开之耐火肋形支 撑件是 以其各个U形开口平行而相邻排列;(b)一组多个电 绝缘之 U形而连续之金属炉段,有其外与内表面和底表面 而与基 台隔空在相邻耐火肋形支撑件之间延伸,其终端部 安放于 耐火肋形支撑件之U形开口上而形成一排连续的金 属炉段 ;(c)一组多个洒水喷嘴位于邻近该金属炉段侧部外 表面 ,使所喷水滴指向该侧与底部之外表面而于该侧、 底部之 外表面上形成一水层,以及(d)在成排各金属炉段中 ,各 以端部相接近之碳体成一柱,各该柱由粒状隔热物 质容纳 于U形金属炉段内表面之内而受支持,且该柱保持 与电力 接头接触使电流贯通经各个碳体物而因焦耳效应 将之转化 为石墨。15.一种用于碳体物纵向石墨化之炉具,包 含:(a)一组多 个固定而有间距之非导电性耐火肋形支撑件,置于 一非导 电性固定基台上,各该耐火肋形支撑件有一对并排 而向上 开之U形开口,其为与基台架空隔离,而且彼此被耐 火肋 形支撑件整体中之柱形部位所分开;该等多个被隔 开之耐 火肋形支撑件是以其各个U形开口平行而相邻排列 ;(b)一 组多个电绝缘之U形连续之金属炉段,有其外与内 表面和 底表面而与基台隔空在相邻耐火肋形支撑件之间 延伸,其 终端部安放于耐火肋形支撑件之U形开口上形成第 一和第 二两个并排平行之连续金属炉段,以侧向毗邻相对 侧边表 面靠拢,该等并排连续金属炉段被一直立烟道隔开 ,其为 由相邻之耐火肋形支撑件之柱形部位、基台之一 部份和安 放在各耐火肋形支撑件上并排之U型金属炉段的侧 向相邻 之相对表面所构成,该直立烟道之顶与底为留空, 而且为 细腰形状,其底部开口实际比顶部开口为宽,促成 外间之 空气暴于金属炉段底表面发生之热而自由由底至 顶增加速 度经烟道上昇,对并排之金属炉段相对之侧表面提 供冷却 ;该等U形连续金属炉段于其相对两端整体设有终 结端, 其为包含一U形衬套件向外以间隔毗邻金属炉段于 其相反 之各端,并有一U形封闭件结合各该衬套件至金属 炉段而 在各金属炉段之相反末端,界定出金属炉段相反各 端之开 放通道以承接为水之形状之冷却液体,(c)一组多个 洒水 喷嘴位于靠近该金属炉段侧部外表面,使所喷水滴 指向该 侧与底部之外表面而于该侧、底部之外表面上形 成一水层 ,以及(d)在各该金属炉段之第一与第二两排中,各 以端 部相接近之碳体成一柱,各该柱由粒状隔热物质容 纳于U 形金属炉段内表面之内而受支持,且该柱保持与电 力接头 接触使电流贯通经各个碳体物而因焦耳效应将之 转化为石 墨。16.一种用于碳体物纵向石墨化之炉具,包含:(a )一组多 个固定而有间距之非导电性耐火肋形支撑件,置于 一非导 电性固定基台上,各该耐火肋形支撑件有一对并排 而向上 开之U形开口,其为与基台架空隔离,而且彼此被耐 火肋 形支撑件整体中之柱形部位所分开;该等多个被隔 开之耐 火肋形支撑件是以其各个U形开口平行而相邻排列 ;(b)一 组多个电绝缘之U形连续之金属炉段,有其外与内 表面和 底表面而与基台隔空在相邻耐火肋形支撑件之间 延伸,其 终端部安放于耐火肋形支撑件之U形开口上形成第 一和第 二两个并排平行之连续金属炉段,以侧向毗邻相对 侧边表 面靠拢,该等并排连续金属炉段被一直立烟道隔开 ,其为 由相邻之耐火肋形支撑件之柱形部位、基台之一 部份和安 放在各耐火肋形支撑件上并排之U型金属炉段的侧 向相邻 之相对表面所构成,该直立烟道之顶与底为留空, 而且为 细腰形状,其底部开口实际比顶部开口为宽,促成 外间之 空气暴于金属炉段底表面发生之热而自由由底至 顶增加速 度经烟道上昇,对并排之金属炉段相对之侧表面提 供冷却 ;该耐火肋形支撑件之U形开口设有凹槽随该开口 而延伸 ,而且该等U形之连续金属炉段被安放于一共同之U 形开口 ,于其各终端部被此等凹槽所分隔,其中有一组由 多个接 近的个别预成形耐火元件置于凹槽之中,且有一部 位由凹 槽向外伸出而在各安放于一共同U形开口中之U形 连续的金 属炉段之间,(c)一组多个洒水喷嘴位于靠近该金属 炉段 侧部外表面,使所喷水滴指向该侧与底部之外表面 而于该 侧、底部之外表面上形成一水层,以及(d)在各该金 属炉 段之第一与第二两排中,各以端部相接近之碳体成 一柱, 各该柱由粒状隔热物质容纳于U形金属炉段内表面 之内而 受支持,且该柱保持与电力接头接触使电流贯通各 个碳体 物而因焦耳效应将之转化为石墨。17.一种用于碳 体物纵向石墨化之方法,包括:(a)提供一 组多个固定而有间距之非导电性耐火肋形支撑件, 置于一 非导电性固定基台上,各该耐火肋形支撑件有一对 并排而 向上开之U形开口,其为与基台架空隔离,而且彼此 被耐 火肋形支撑件整体中之柱形部位所分开;该等多个 被隔开 之耐火肋形支撑件是以其各个U形开口平行而相邻 排列;( b)提供一组多个电绝缘之U形而连续之金属炉段,有 其外 与内表面和底表面而与基台隔空在相邻耐火肋形 支撑件之 间延伸,其终端部安放于耐火肋形支撑件之U形开 口上形 成第一和第二两个并排平行之连续金属炉段,以侧 向毗邻 相对侧边表面靠拢,该等并排连续金属炉段被一直 立烟道 隔开,其为由相邻之耐火肋形支撑件之柱形部位、 基台之 一部份和安放在各耐火肋形支撑件上并排之U型金 属炉段 的侧向相邻之相对表面所构成,该直立烟道之顶与 底为留 空,而且为细腰形状,其底部开口实际比顶部开口 为宽, 促成外间之空气暴于金属炉段底表面发生之热而 自由由底 至顶增加速度经烟道上昇,对并排之金属炉段相对 之侧表 面提供冷却;以及(c)在各该金属炉段之第一与第二 两排 中,各提供以端部相接近之碳体所成之柱,各该柱 由粒状 隔热物质容纳于U形金属炉段内表面之内而受支持 ,且该 柱保持与电力接头接触使电流贯通经各个碳体物 而因焦耳 效应将之转化为石墨。18.一种用于碳体物纵向石 墨化之方法,包括:(a)提供一 组多个固定而有间距之非导电性耐火肋形支撑件, 置于一 非导电性固定基台上;各该耐火肋形支撑件有一对 并排而 向上开之U形开口,其为与基台架空隔离,而且彼此 被耐 火肋形支撑件整体中之柱形部位所分开;该等多个 被分开 之耐火肋形支撑件是以其各个U形开口平行而相邻 排列;( b)提供一组多个电绝缘之U形而连续之金属炉段,有 其外 与内表面和底表面而与基台隔空在相邻耐火肋形 支撑件之 间延伸,其终端部安放于耐火肋形支撑件之U形开 口上形 成第一和第二两个并排平行之连续金属炉段,以侧 向毗邻 相对侧边表面靠拢,该等并排连续金属炉段被一直 立烟道 隔开,其为由相邻之耐火肋形支撑件之柱形部位、 基台之 一部份和安放在各耐火肋形支撑件上并排之U型金 属炉段 的侧向相邻之相对表面所构成,该直立烟道之顶与 底为留 空,而且为细腰形状,其底部开口实际比顶部开口 为宽, 促成外间之空气暴于金属炉段底表面发生之热而 自由由底 至顶增加速度经烟道上昇,对并排之金属炉段相对 之侧表 面提供冷却;(c)提供一组多个洒水喷嘴位于靠近该 金属 炉段侧部外表面,使所喷水滴指向该侧与底部之外 表面而 于该侧、底部之外表面上形成一水层,以及(d)在各 该金 属炉段之第一与第二两排中,各提供以端部相接近 之碳体 所成之柱,各该柱由粒状隔热物质容纳于U形金属 炉段内 表面之内而受支持,且该柱保持与电力接头接触使 电流贯 通经各个碳体物而因焦耳效应将之转化为石墨。 19.一种用于碳体物纵向石墨化之方法,包括:(a)提 供一 组多个固定而有间距之非导电性耐火肋形支撑件, 置于一 非导电性固定基台上;各该耐火肋形支撑件有一U 形开口 ,其为与基台架空隔离;该等多个被隔开之耐火肋 形支撑 件是以其各个U形开口平行而相邻排列;(b)提供一 组多个 电绝缘之U形而连续之金属炉段,有其外与内表面 和底表 面而与基台隔空在相邻耐火肋形支撑件之间延伸, 其终端 部安放于耐火肋形支撑件之U形开口上形成一排连 续的金 属炉段;(c)提供一组多个洒水喷嘴位于靠近该金属 炉段 侧部外表面,使所喷水滴指向该侧与底部之外表面 而于该 侧、底部之外表面上形成一水层,以及(d)在成排各 金属 炉段中,提供各端部相接近之碳体成一柱,各该柱 由粒状 隔热物质容纳于U形金属炉段内表面之内而受支持 ,且该 柱保持与电力接头接触使电流贯通经各个碳体物 而因焦耳 效应将之转化为石墨。图式简单说明:第一图表示 根据本 发明而在将隔热填用材料与碳电极体装入前之纵 向石墨化 (LWG)炉之一部;第一图A表示通过第一图之"22"的剖 面而 第一图B表示通过第一图之"10"和"110"的剖面;第二 图及 第二图A表示第一图之炉具之部份,而碳电极体由 隔热填 用材料所支持与复盖;第三图表示先前LWG炉之一段 安排 ;第四图表示先前LWG炉具与本发明所用之炉具操作 所得 数据之图解;第五图与第五图A表示第一图之炉具 而设有 本发明洒水冷却炉具之装置;第六图及第六图A表 示本发 明之一具体实例,其中第五图炉具之金属炉段被构 成为在 一特别重要位置承受水冷却;第七图,第八图,第九 图, 第十图及第十图A表示一LWG炉具成排之金属炉段之 间增进 电绝缘之安排;第十一图,第十一图A,第十二图,和 第 十二图A表示碳电极体与金属炉段间之电绝缘;及 第十三 图与第十三图A表示第一图炉具进一步冷却之安排 。
地址 美国