石墨化爐使炭素焙燒品經(jīng)2000~3000℃的高溫?zé)崽幚恚D(zhuǎn)化為人造石墨制品的熱工設(shè)備。連續(xù)石墨化爐經(jīng)過(guò)焙燒的炭素制品,具有了一定的物理機(jī)械性能,可以在某些場(chǎng)合直接使用。但就其內(nèi)部結(jié)構(gòu)而言,碳原子的排列仍不規(guī)則,只有通過(guò)2000~3000℃的高溫?zé)崽幚?,使碳原子發(fā)生再結(jié)晶,重新有序排列,才能呈現(xiàn)石墨的晶體結(jié)構(gòu)。大同3200度連續(xù)石墨化爐經(jīng)過(guò)石墨化這一過(guò)程的制品就具有了石墨的許多優(yōu)良性能,和焙燒制品比較,導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性有了顯著提高,化學(xué)和熱穩(wěn)定性更好,雜質(zhì)減少,由于硬度降低,更易于機(jī)械加工等等。所以石墨制品得到了更為廣泛的應(yīng)用。石墨化爐的功能就是完成使焙燒制品轉(zhuǎn)化為人造石墨制品。
炭纖維連續(xù)石墨化工藝:整個(gè)工藝由去漿、上漿裝置,烘干裝置,牽伸裝置和石墨化爐組成。為了避免炭纖維表面上漿劑中的氧在石墨化處理過(guò)程中對(duì)炭纖維產(chǎn)生氧化,炭纖維在進(jìn)行高溫?zé)崽幚砬耙热{,經(jīng)烘干后方可進(jìn)入石墨化爐。連續(xù)石墨化爐在氬氣保護(hù)下于2000℃ 一3 000℃進(jìn)行高溫石墨化處理,最后經(jīng)過(guò)再上漿和烘干處理形成石墨纖維制品。大同連續(xù)石墨化爐設(shè)備通過(guò)調(diào)整電源的輸出功率和炭纖維的走絲速度可以獲得適合炭纖維石墨化的最高溫度和溫度分布。
石墨化爐的運(yùn)行由一臺(tái)爐用變壓器給一組石墨化爐供電,一組共有6-7臺(tái)石墨化爐,爐子間歇生產(chǎn),爐用變壓器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣既能充分利用變壓器的生產(chǎn)能力,又便于在一定生產(chǎn)周期內(nèi)工藝操作。連續(xù)石墨化爐石墨制品的生產(chǎn),在石墨化工序的生產(chǎn)操作中,是由清爐、裝爐、送電、冷卻、卸爐、小修等幾個(gè)步驟組成的。石墨化爐的實(shí)施循環(huán)運(yùn)行,根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況合理安排。清爐:每生產(chǎn)完一爐制品必須清爐,將碳化硅分解層清至黃料部分,或按規(guī)定全部更換新料。大同連續(xù)石墨化爐一般石墨化爐使用半年要更換一次。清爐時(shí)不要將石墨化焦與舊料混雜,否則使用石墨焦時(shí)將產(chǎn)生金剛砂。裝爐:爐芯是石墨化爐的最重要組成部分。
實(shí)驗(yàn)高溫石墨化爐雖然都是采用電熱,但按其電熱的方式,可分為直接式和間接式,按作業(yè)方式可分為間歇式和連續(xù)式,按功能分為單一式和聯(lián)合式。大同連續(xù)石墨化爐直接式是指電流要直接通過(guò)制品,因焦耳熱升溫,是以制品本身為電阻的電阻爐型。屬于直接式的爐型有艾奇遜爐和串接式爐。這兩者的區(qū)別在于艾奇遜爐需要在制品周?chē)罴与娮枇稀?a href="/tag/%E8%BF%9E%E7%BB%AD%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E5%8C%96%E7%82%89" target="_blank">連續(xù)石墨化爐電極和電阻料串聯(lián),而電極的電阻比電阻料的電阻要小得多,所以制品從本身電阻獲得的熱量較少,大部分是靠電阻料的傳熱而獲得石墨化所需熱量的,串接式爐在制品周?chē)鷦t不需填加電阻料(在制品接頭處填加的少量填料主要是為了降低接觸電阻的)。電流全部通過(guò)制品本身,制品本身的電阻是石墨化所需熱量的惟一來(lái)源。
石墨化爐正常運(yùn)行時(shí),爐子各部分的溫度保持不變,待石墨化的電極隨電極柱的移動(dòng),先在進(jìn)料部分預(yù)熱,逐漸升溫,在爐體內(nèi)達(dá)到最高溫度,而后溫度又逐漸下降,在出料部分降到最低溫度,然后出爐。3200度連續(xù)石墨化爐設(shè)備也就是說(shuō),電極的溫度隨電極柱在爐中的移動(dòng)而變化,爐中不同部位的電極其裝出爐、預(yù)熱、石墨化和冷卻過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。連續(xù)石墨化爐由于電極自熱,而且還需要移動(dòng),所以這種工藝在操作上比較復(fù)雜,不如外熱法即間接加熱的連續(xù)石墨化工藝成熟。