連續(xù)式石墨化電爐冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展以及技術(shù)的改進(jìn)，新型碳素材料特別是石墨化焦的市場需求量日益增大，而現(xiàn)如今國內(nèi)外石墨化生產(chǎn)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不能達(dá)到要求，并且會(huì)產(chǎn)生大量的硫分、揮發(fā)分等污染氣體。針對(duì)目前石墨化焦生產(chǎn)過程中存在的技術(shù)問題，本課題小組研發(fā)出的新型連續(xù)式石墨化技術(shù)，不僅能夠生產(chǎn)出品質(zhì)高、價(jià)格低的石墨化焦，而且還能達(dá)到節(jié)能減排的目的。
　　在傳統(tǒng)的石墨化設(shè)備中，例如艾奇遜石墨化電爐和內(nèi)接串熱石墨化爐，對(duì)石墨制品的冷卻主要是通過自然冷卻，即放置在空

2、氣中自然冷卻，所需要的時(shí)間較長，占用空間較大。有時(shí)為了加快冷卻，在石墨制品上噴淋冷卻水，這樣會(huì)導(dǎo)致石墨制品局部過冷，產(chǎn)生裂紋，而且水中的雜質(zhì)會(huì)使石墨制品的質(zhì)量下降。
　　本課題小組所研發(fā)的連續(xù)式石墨化電爐生產(chǎn)高純的高溫石墨化焦經(jīng)出料口進(jìn)入到冷卻器中冷卻。目前主要存在的問題是，石墨化焦在進(jìn)入到冷卻器前，溫度在2600℃左右，并且不得與空氣接觸，在這些條件下，如何將其快速冷卻下來，是連續(xù)石墨化焦生產(chǎn)過程中至關(guān)重要的問題。因此需要一套冷

3、卻裝置，將出爐的高溫石墨化焦冷卻到一定溫度，使之排出爐膛后不會(huì)在空氣中發(fā)生氧化。冷卻效果的好壞直接影響石墨化焦的質(zhì)量，冷卻裝置若達(dá)不到工藝要求，則會(huì)發(fā)生氧化，從而減少石墨化焦的產(chǎn)量及質(zhì)量。
　　本文主要以連續(xù)式石墨化電爐冷卻系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)冷卻器進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。并以其中一根水管為研究對(duì)象，分析其傳熱過程，計(jì)算出石墨化焦由2600℃降低到300℃時(shí)所需要的換熱面積。在此基礎(chǔ)上，綜合實(shí)際生產(chǎn)因素，對(duì)冷卻器進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)。然后建立