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。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)崽幚恚固荚影l(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)。齊齊哈爾超高溫石墨化爐經(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。
石墨化的表述很多,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),石墨化就是熱處理。石墨化爐使原本分布雜亂無(wú)章的碳原子整齊排列。值得注意的是,不管是大規(guī)格的各向同性石墨,還是小規(guī)格的電刷、導(dǎo)電滑塊,甚至是鋰離子電池負(fù)極材料等一系列的炭—石墨制品,石墨化都是其工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。石墨化按照加熱方式可分為直接法和間接法,按照運(yùn)行方式可分為間歇式和連續(xù)式。石墨化工藝是炭石墨類鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)的重要工藝,石墨化度 是鋰離子電池負(fù)極材料的重要指標(biāo)。齊齊哈爾石墨化爐在石墨化溫度提高到接近2200℃時(shí),鋰離子電池負(fù)極材料的雜質(zhì)基本上已經(jīng)被排除。要對(duì)材料進(jìn)行石墨化,就要用到加工設(shè)備——石墨化爐。
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。齊齊哈爾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圍填加電阻料。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,串接式爐在制品周圍則不需填加電阻料(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,主要用于石墨粉料提純等高溫處理,是一種適用于硬質(zhì)合金材料高溫?zé)Y(jié)、電池負(fù)極材料高溫處理、石墨粉高溫處理等的機(jī)器。石墨化爐石墨化爐若是使用溫度高達(dá)2800度,溫度均勻性好,恒溫區(qū)長(zhǎng),設(shè)備運(yùn)行故障率低。爐管使用壽命長(zhǎng),連續(xù)生產(chǎn)20-30天不停爐。帶有紅外測(cè)溫及控溫系統(tǒng),可實(shí)時(shí)顯示并PID自動(dòng)控制爐內(nèi)的溫度,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。同時(shí)保障產(chǎn)品的要求。采用三相電供電方式,三相電力平衡,性能穩(wěn)定。齊齊哈爾石墨化爐不象碳管爐采用單相供電,相電壓不平衡,對(duì)電網(wǎng)沖擊大,影響其他相關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)。使用溫度高,最高溫度可達(dá)3000℃,可長(zhǎng)期工作在2600-2800℃,采用自動(dòng)送料裝置,時(shí)間控制進(jìn)出料,自動(dòng)化程度高,工人勞動(dòng)強(qiáng)度低,產(chǎn)品高溫處理時(shí)間一致。
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(guò)刀閘開關(guān)連接好,即可通知變電所按規(guī)定功率通電。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(shí),要及時(shí)測(cè)定爐芯及周圍溫度,要符合規(guī)程要求的溫度分布。一般測(cè)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。石墨化爐設(shè)備生產(chǎn)高純石墨時(shí)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(dá)2800℃左右。停電后,根據(jù)爐子大小冷卻3~6天。
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。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(gè)石墨化過(guò)程中,熱量主要是由電阻料傳入制品的,進(jìn)入制品的電流比率很小。若電阻料的電阻不均勻,會(huì)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。石墨化爐在通電開始時(shí),功率過(guò)大及功率上升過(guò)快,都會(huì)使?fàn)t 心溫度上升過(guò)快,這對(duì)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。