本發(fā)明屬于石墨負(fù)極材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨負(fù)極材料石墨化爐頭冷卻方法。

背景技術(shù)：

目前，鋰離子二次電池主要用石墨微粉作為導(dǎo)電負(fù)極材料，其粒度通常介于3～30μm。石墨負(fù)極材料在生產(chǎn)制備的過程中需要將原料在石墨化爐中進(jìn)行石墨化高溫處理，其石墨化溫度最高能達(dá)到2500℃以上，使得原料中的碳元素在高溫下轉(zhuǎn)化成層狀的石墨質(zhì)結(jié)構(gòu)。石墨化爐通常選用高功率大電流的電爐，并根據(jù)石墨化高溫處理工藝需要選用相應(yīng)送電功率加熱的方式進(jìn)行石墨化，其功率最高能超過1×10⁴kva，其電流最高能超過100ka。石墨化爐的加熱電極通常設(shè)置在爐頭，送電母排及母排線纜在石墨化爐的爐頭與相應(yīng)的加熱電極聯(lián)接并送電加熱爐中物料。送電母排及母排線纜與爐頭通常為螺栓聯(lián)接，并且要求聯(lián)接緊密，以減少接觸電阻，提高送電效率。但是爐頭處因要承受高功率大電流的負(fù)荷，工作時(shí)處于高溫狀態(tài)，并且與其相聯(lián)的加熱電極加劇了該處的高溫負(fù)荷。較高的溫度使得母排及母排線纜易于燒損變質(zhì)并且致使電阻增大、能耗增加，使得送電加熱效率下降，進(jìn)而影響負(fù)極材料石墨化的品質(zhì)，同時(shí)高溫使得緊密聯(lián)接的螺栓及其螺母產(chǎn)生銹蝕或形變，易造成石墨化結(jié)束后母排及母排線纜從爐頭拆卸非常困難。

現(xiàn)有技術(shù)采用的冷卻水直接噴淋降溫僅能解決母排及母排線纜與爐頭連接處的高溫問題，難以妥善解決整個(gè)母排及母排線纜高溫受熱燒損變質(zhì)致使電阻增大、能耗增加、送電加熱效率下降以及聯(lián)接螺栓銹蝕形變拆卸困難的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種石墨負(fù)極材料石墨化爐頭冷卻方法，其能有效解決石墨負(fù)極材料石墨化爐頭整個(gè)母排及母排線纜高溫受熱燒損變質(zhì)致使電阻增大、能耗增加、送電加熱效率下降以及聯(lián)接螺栓銹蝕形變拆卸困難的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

設(shè)計(jì)一種石墨負(fù)極材料石墨化爐頭冷卻方法，包括以下步驟：

（1）將送電母排線纜穿設(shè)于膠套之中，將母排線纜末端通過螺栓和螺母固定在石墨化爐頭的極板上，再將內(nèi)有空腔的螺母罩安裝在螺母的上方，使螺母罩的空腔能夠完全包裹住螺母；

所述螺母罩的空腔中填充有潤滑脂；

所述膠套內(nèi)設(shè)有夾層，所述夾層的上部設(shè)有進(jìn)水口、下部設(shè)有出水口；

（2）將冷卻水從進(jìn)水口通入、從出水口流出，通過膠套內(nèi)的冷卻水對母排線纜進(jìn)行一級間接水冷冷卻；

（3）當(dāng)膠套內(nèi)的冷卻水溫超過45℃時(shí)，通過冷卻風(fēng)機(jī)對石墨化爐的送電母排線纜進(jìn)行降溫，本步驟對母排線纜進(jìn)行二級間接風(fēng)冷冷卻；

（4）在石墨化爐頭的極板上方用冷卻水進(jìn)行直接噴淋，對爐頭極板及母排進(jìn)行三級直接水冷冷卻。在螺母罩外部噴淋的冷卻水作用下，螺母罩內(nèi)部空腔中的潤滑脂也得到冷卻并保證其對母排所聯(lián)接螺栓及螺母的潤滑和冷卻，從而避免其銹蝕或形變，在石墨化結(jié)束后也非常容易拆卸。本步驟對爐頭極板和母排進(jìn)行三級噴淋水冷冷卻，并對螺母和螺栓進(jìn)行四級潤滑脂潤滑冷卻。

優(yōu)選的，所述膠套上安裝有水溫監(jiān)控的溫控儀，同時(shí)在進(jìn)水口處還安裝有流量控制閥，用以調(diào)節(jié)夾套內(nèi)的水流量。

所述膠套的材質(zhì)優(yōu)選為三元乙丙膠，該材料具有較好的耐熱性、耐水性、電絕緣性及彈性。

所述冷卻水優(yōu)選為離子交換樹脂軟化后的純水，所述離子交換樹脂優(yōu)選為磺酸基強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。

優(yōu)選的，所述冷卻水的初始電導(dǎo)率為＜0.1μs/cm，初始溫度不大于20℃。

優(yōu)選的，所述冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量＞20000m³/h。

優(yōu)選的，所述螺栓、螺母和螺母罩的材質(zhì)為不銹鋼316。

優(yōu)選的，在步驟（4）中，所述冷卻水的噴淋壓力為0.05～0.1mpa。

優(yōu)選的，所述膠套下方或者所述石墨化爐頭極板下方設(shè)有收集池，可對冷卻水進(jìn)行收集冷卻后循環(huán)使用。

優(yōu)選的，所述潤滑脂的填充量≥螺母罩空腔的一半容量。

優(yōu)選地，所述潤滑脂為鋰基高溫油膏潤滑脂（最高工作溫度可達(dá)180℃）或氟化高溫聚合脂潤滑脂（抗水、耐高溫，其最高工作溫度可達(dá)300℃）中的至少一種。

本發(fā)明具有以下積極有益的技術(shù)效果：

（1）本發(fā)明綜合采用膠套內(nèi)水冷冷卻、風(fēng)機(jī)風(fēng)冷冷卻、噴淋水冷冷卻、潤滑脂潤滑冷卻的四級技術(shù)措施，全方位對石墨化爐頭進(jìn)行冷卻，解決了爐頭整個(gè)母排及母排線纜高溫受熱燒損變質(zhì)致使電阻增大、能耗增加、送電加熱效率下降以及聯(lián)接螺栓銹蝕形變拆卸困難的問題，提高了工作效率。

（2）本發(fā)明方法可操作性強(qiáng)，非常適用于石墨負(fù)極材料生產(chǎn)企業(yè)工業(yè)化推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明設(shè)置的冷卻結(jié)構(gòu)正視圖；

圖2為本發(fā)明設(shè)置的冷卻結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖中1為極板、2為螺栓、3為螺母、4為螺母罩、5為母排、6為膠套、7為母排線纜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但以下實(shí)施例只是用來詳細(xì)說明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。以下實(shí)施例中所涉及的儀器設(shè)備如無特別說明，均為常規(guī)儀器設(shè)備；所涉及的工業(yè)原料如無特別說明，均為市售常規(guī)工業(yè)原料。

實(shí)施例1：一種石墨負(fù)極材料石墨化爐頭冷卻方法，包括下列步驟：

（1）見圖1、2，分別在石墨化爐每條送電母排線纜上安裝有材質(zhì)為三元乙丙膠的膠套，使每條母排線纜分別從膠套中心穿過；用螺栓將母排末端聯(lián)接固定在在極板上，再將內(nèi)有空腔材質(zhì)為不銹鋼316的螺母罩安裝聯(lián)接固定在每條螺栓所用螺母的上方，并且使得螺母罩的空腔能夠完全包裹住螺母。在螺母罩的空腔中填充有鋰基高溫油膏潤滑脂，空腔中潤滑脂的填充量為空腔容量的3/4；所述膠套內(nèi)設(shè)有夾層，所述夾層的上部設(shè)有進(jìn)水口、下部設(shè)有出水口；

（2）將冷卻水從進(jìn)水口通入、從出水口流出，并最終收集在循環(huán)水箱中冷卻至20℃后循環(huán)使用。本步驟通過膠套內(nèi)的冷卻水對母排線纜進(jìn)行一級間接水冷冷卻。膠套上安裝有溫控儀可對膠套夾層內(nèi)的水溫進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)膠套的進(jìn)水口還安裝有開度可調(diào)的流量控制閥，可以對夾套內(nèi)的水流進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。冷卻水為初始電導(dǎo)率為0.05μs/cm、初始溫度為20℃的經(jīng)磺酸基強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂軟化的純水；

（3）膠套下方安裝有風(fēng)量為30000m³/h冷卻風(fēng)機(jī)，當(dāng)膠套內(nèi)的冷卻水溫度高于溫控儀設(shè)定水溫45℃時(shí)，冷卻風(fēng)機(jī)啟動，對母排線纜進(jìn)行二級間接風(fēng)冷冷卻。

（4）爐頭極板上方設(shè)有軟化純水（與步驟2相同）噴淋裝置，在石墨化爐頭的極板上方用0.06mpa冷卻水進(jìn)行直接噴淋，對爐頭極板及母排進(jìn)行三級直接水冷冷卻。爐頭極板下方設(shè)有收集池，可對噴淋后的冷卻水進(jìn)行收集后再泵至循環(huán)水箱中冷卻至20℃后循環(huán)使用。在螺母罩外部噴淋的冷卻水作用下，螺母罩內(nèi)部空腔中的潤滑脂也得到冷卻并保證其對母排所聯(lián)接螺栓及螺母的潤滑和冷卻，從而避免其銹蝕或形變，在石墨化結(jié)束后也非常容易拆卸。本步驟對爐頭極板和母排進(jìn)行三級噴淋水冷冷卻，并對螺母和螺栓進(jìn)行四級潤滑脂潤滑冷卻。

實(shí)施例2：一種石墨負(fù)極材料石墨化爐頭冷卻方法，包括下列步驟：

（1）分別在石墨化爐每條送電母排線纜上安裝有材質(zhì)為三元乙丙膠的膠套，使每條母排線纜分別從膠套中心穿過；用螺栓將母排末端聯(lián)接固定在在極板上，再將內(nèi)有空腔材質(zhì)為不銹鋼316的螺母罩安裝聯(lián)接固定在每條螺栓所用螺母的上方，并且使得螺母罩的空腔能夠完全包裹住螺母。在螺母罩的空腔中填充有鋰基高溫油膏潤滑脂，空腔中潤滑脂的填充量為空腔容量的3/4；所述膠套內(nèi)設(shè)有夾層，所述夾層的上部設(shè)有進(jìn)水口、下部設(shè)有出水口；

（2）將冷卻水從進(jìn)水口通入、從出水口流出，并最終收集在循環(huán)水箱中冷卻至20℃后循環(huán)使用。本步驟通過膠套內(nèi)的冷卻水對母排線纜進(jìn)行一級間接水冷冷卻；膠套上安裝有溫控儀可對膠套夾層內(nèi)的水溫進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)膠套的進(jìn)水口還安裝有開度可調(diào)的流量控制閥，可以對夾套內(nèi)的水流進(jìn)行流量調(diào)節(jié)；冷卻水為初始電導(dǎo)率為0.06μs/cm、初始溫度為20℃的經(jīng)磺酸基強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂軟化的純水；

（3）膠套下方安裝有風(fēng)量為28000m³/h冷卻風(fēng)機(jī)，當(dāng)膠套內(nèi)的冷卻水溫度高于溫控儀設(shè)定水溫45℃時(shí)，冷卻風(fēng)機(jī)啟動，對母排線纜進(jìn)行二級間接風(fēng)冷冷卻。

（4）爐頭極板上方設(shè)有軟化純水（與步驟2相同）噴淋裝置，在石墨化爐頭的極板上方用0.1mpa冷卻水進(jìn)行直接噴淋，對爐頭極板及母排進(jìn)行三級直接水冷冷卻。爐頭極板下方設(shè)有收集池，可對噴淋后的冷卻水進(jìn)行收集后再泵至循環(huán)水箱中冷卻至20℃后循環(huán)使用。在螺母罩外部噴淋的冷卻水作用下，螺母罩內(nèi)部空腔中的潤滑脂也得到冷卻并保證其對母排所聯(lián)接螺栓及螺母的潤滑和冷卻，從而避免其銹蝕或形變，在石墨化結(jié)束后也非常容易拆卸。本步驟對爐頭極板和母排進(jìn)行三級噴淋水冷冷卻，并對螺母和螺栓進(jìn)行四級潤滑脂潤滑冷卻。

實(shí)施例3：一種石墨負(fù)極材料石墨化爐頭冷卻方法，包括下列步驟：

（1）分別在石墨化爐每條送電母排線纜上安裝有材質(zhì)為三元乙丙膠的膠套，使每條母排線纜分別從膠套中心穿過；用螺栓將母排末端聯(lián)接固定在在極板上，再將內(nèi)有空腔材質(zhì)為不銹鋼316的螺母罩安裝聯(lián)接固定在每條螺栓所用螺母的上方，并且使得螺母罩的空腔能夠完全包裹住螺母。在螺母罩的空腔中填充有鋰基高溫油膏潤滑脂，空腔中潤滑脂的填充量為空腔容量的1/2；所述膠套內(nèi)設(shè)有夾層，所述夾層的上部設(shè)有進(jìn)水口、下部設(shè)有出水口；

（2）將冷卻水從進(jìn)水口通入、從出水口流出，并最終收集在循環(huán)水箱中冷卻至20℃后循環(huán)使用。本步驟通過膠套內(nèi)的冷卻水對母排線纜進(jìn)行一級間接水冷冷卻。膠套上安裝有溫控儀可對膠套夾層內(nèi)的水溫進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)膠套的進(jìn)水口還安裝有開度可調(diào)的流量控制閥，可以對夾套內(nèi)的水流進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。冷卻水為初始電導(dǎo)率為0.08μs/cm、初始溫度為20℃的經(jīng)磺酸基強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂軟化的純水；

（3）膠套下方安裝有風(fēng)量為25000m³/h冷卻風(fēng)機(jī)，當(dāng)膠套內(nèi)的冷卻水溫度高于溫控儀設(shè)定水溫45℃時(shí)，冷卻風(fēng)機(jī)啟動，對母排線纜進(jìn)行二級間接風(fēng)冷冷卻。

（4）爐頭極板上方設(shè)有軟化純水（與步驟2相同）噴淋裝置，在石墨化爐頭的極板上方用0.05mpa冷卻水進(jìn)行直接噴淋，對爐頭極板及母排進(jìn)行三級直接水冷冷卻。爐頭極板下方設(shè)有收集池，可對噴淋后的冷卻水進(jìn)行收集后再泵至循環(huán)水箱中冷卻至20℃后循環(huán)使用。在螺母罩外部噴淋的冷卻水作用下，螺母罩內(nèi)部空腔中的潤滑脂也得到冷卻并保證其對母排所聯(lián)接螺栓及螺母的潤滑和冷卻，從而避免其銹蝕或形變，在石墨化結(jié)束后也非常容易拆卸。本步驟對爐頭極板和母排進(jìn)行三級噴淋水冷冷卻，并對螺母和螺栓進(jìn)行四級潤滑脂潤滑冷卻。

上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)的說明，但是，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，還可以對上述實(shí)施例中的各個(gè)具體參數(shù)進(jìn)行變更，形成多個(gè)具體的實(shí)施例，均為本發(fā)明的常見變化范圍，在此不再一一詳述。