石墨化爐的送電、冷卻及卸爐:裝爐結(jié)束后,蓋上排煙罩,在爐底兩側(cè)掛上母線排,將導(dǎo)電電極與母線排通過刀閘開關(guān)連接好,即可通知變電所按規(guī)定功率通電。實驗室石墨化爐通電以后導(dǎo)電電極溫度逐漸升高,隨著導(dǎo)電電極溫度的升高程度,逐漸開大水閥門,以冷卻導(dǎo)電電極。石墨化爐通電結(jié)束時,要及時測定爐芯及周圍溫度,要符合規(guī)程要求的溫度分布。一般測定爐溫是爐芯邊緣部分的溫度,爐芯中心部位的溫度要比爐芯邊緣部位高得多。實驗室石墨化爐設(shè)備生產(chǎn)高純石墨時爐芯的保溫層較厚,并且需通入較多的電量,所以爐芯溫度較生產(chǎn)一般石墨電極高得多,溫度可達2800℃左右。停電后,根據(jù)爐子大小冷卻3~6天。
石墨爐又稱電加熱石墨爐,是一個石墨電阻加熱器,是 原子吸收分光光度計用無焰原子化器的一種。1959年蘇聯(lián)物理學(xué)家Б.B. 利沃夫首先將 原子發(fā)射光譜法中石墨爐蒸發(fā)的原理用于 原子吸收光譜法中,開創(chuàng)了無焰原子化方式。實驗室石墨化爐的核心部件是一個石墨管, 試樣用微量進樣孔注入石墨管內(nèi),經(jīng)管兩端的電極向石墨管供電,最高溫度可達3000℃,試樣在石墨管中原子化。實驗室石墨化爐設(shè)備由于 原子化效率高,石墨爐法的 相對靈敏度可達10-9-10-12g/ml,最適合 痕量分析。目前,為改進石墨爐性能,提高抗干擾能力,正在開發(fā)以貴重金屬做 襯里和涂層的新石墨爐。
石墨化爐的爐床是由耐火磚砌成的長方形槽。槽底鋪一層很厚的石英砂作為絕緣層,在石英砂層的上面再鋪一層石英砂與焦粉混合的爐底料。實驗室石墨化爐在石墨化過程中,爐底料在高溫下發(fā)生化學(xué)變化,電絕緣能力降低。實驗室石墨化爐設(shè)備如爐底料沒有很好清理就裝入產(chǎn)品,通電后經(jīng)常發(fā)生爐溫不均(即爐芯下半部溫度較高)裝在上層的產(chǎn)品石墨化程度較差,而底層產(chǎn)生可能發(fā)生硅侵蝕(即產(chǎn)品表面產(chǎn)生金剛砂),甚至發(fā)生爐底燒穿事故。為了研究爐底燒穿及爐溫不均勻的原因和掌握清爐的深度以及換用石英砂的時間,有必要進行爐底電阻的測量,最簡單測定爐底電阻的方法是運用伏安法。當(dāng)爐床通過一定電流時,測定電壓降,在算出爐底電阻。
石墨化爐是消耗電量很大的熱工設(shè)備,因此如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,減少電量消耗是石墨化爐節(jié)能的主要課題,也是降低石墨化生產(chǎn)成本的必由之路。實驗室石墨化爐設(shè)備石墨化爐中的電阻主要由電阻料提供,可見在整個石墨化過程中,熱量主要是由電阻料傳入制品的,進入制品的電流比率很小。若電阻料的電阻不均勻,會造成爐芯溫度不均勻,從而導(dǎo)致石墨化制品產(chǎn)生裂紋,成為廢品。實驗室石墨化爐在通電開始時,功率過大及功率上升過快,都會使?fàn)t 心溫度上升過快,這對大規(guī)格的和細(xì)結(jié)構(gòu)的石墨產(chǎn)品極易產(chǎn)生裂紋。石墨化最好的情況是維持制品在前幾道工序中產(chǎn)生的裂紋不再增大,但通常情況裂紋都是繼續(xù)增大的。
在高溫石墨化爐的石墨化熱處理期間,以化學(xué)方法除去制品內(nèi)雜質(zhì)元素及其化合物,獲得高純石墨制品的過程稱為高純石墨化。實驗室石墨化爐在普通石墨化溫度下,石墨材料中部分高沸點雜質(zhì)化合物難以氣化逸出,如碳化硼的沸點為3500℃,碳化釩的沸點為3900℃,鈦的沸點為3287℃,除去這些高沸點的雜質(zhì)是很困難的。景德鎮(zhèn)實驗室石墨化爐但大多數(shù)的金屬鹵化物具有很低的熔點和沸點,因此,可采取氟化或氯化化學(xué)反應(yīng)將這些高沸點雜質(zhì)化合物轉(zhuǎn)化為易分解逸出的金屬鹵化物,從而可制備得到低雜質(zhì)含量的高純石墨材料。
石墨化爐的結(jié)構(gòu)以及使用溫度:采用國外進口保溫材料和先進的爐膛結(jié)構(gòu),最高使用溫度高達3000℃。生產(chǎn)型高溫石墨化爐的爐體可一機多爐,一臺控制柜配幾個爐體。實驗室石墨化爐設(shè)備采用PLC智能轉(zhuǎn)換,通過對各個爐體的輪流加熱。一爐加熱時,其它爐加料降溫,以提高設(shè)備、電力、場地的利用率,降低生產(chǎn)成本。實驗室石墨化爐采用數(shù)顯化智能控溫系統(tǒng),全自動高精度完成測溫控溫過程,系統(tǒng)可按給定升溫曲線升溫,并可貯存二十條共400段不同的工藝加熱曲線。