石墨化爐運(yùn)行時(shí)爐芯溫度高達(dá)兩千多度,且石墨化產(chǎn)品及填充料中含有大量無煙煤、石英砂、針狀焦、瀝青等原料。碳化爐廠家以上原料在石墨化過程中受高溫、潮濕及燃燒工況影響會發(fā)生復(fù)雜物理、化學(xué)變化,產(chǎn)生大量CO、SO2等有毒有害氣體。碳化爐而這些氣體如果防治措施不到位,會隨著地面縫隙、檢查井、排水井四處擴(kuò)散,甚至?xí)S采暖溝、下水井等進(jìn)入室內(nèi)及衛(wèi)生間,后果嚴(yán)重的會造成人員傷亡事故。
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。碳化爐廠家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。碳化爐在通電開始時(shí),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。
石墨化爐使炭素焙燒品經(jīng)2000~3000℃的高溫?zé)崽幚?,轉(zhuǎn)化為人造石墨制品的熱工設(shè)備。碳化爐經(jīng)過焙燒的炭素制品,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)。江門超高溫碳化爐經(jīng)過石墨化這一過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。
石墨化爐的結(jié)構(gòu)以及使用溫度:采用國外進(jìn)口保溫材料和先進(jìn)的爐膛結(jié)構(gòu),最高使用溫度高達(dá)3000℃。生產(chǎn)型高溫石墨化爐的爐體可一機(jī)多爐,一臺控制柜配幾個(gè)爐體。碳化爐廠家采用PLC智能轉(zhuǎn)換,通過對各個(gè)爐體的輪流加熱。一爐加熱時(shí),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。碳化爐采用數(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。
高溫石墨化爐性能特點(diǎn):爐內(nèi)采用四組互相獨(dú)立的發(fā)熱體,發(fā)熱體按一定的比例分布,可以分別調(diào)整,并且采用分區(qū)、分段獨(dú)立的加熱工藝,保障了熱場內(nèi)部溫度均勻。碳化爐爐門采用嚙齒式自動快開結(jié)構(gòu),具有防傾倒裝置,并且開門結(jié)構(gòu)為鉸鏈?zhǔn)介_合,便于維修和產(chǎn)品的進(jìn)出,有效節(jié)省空間和成本,降低現(xiàn)場操作人員的勞動強(qiáng)度。特殊的快速降溫機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),可大大提高生產(chǎn)效率。江門超高溫碳化爐本設(shè)備有多重安全防護(hù)措施,通過聲光報(bào)警裝置、壓力計(jì)、防爆電磁閥、機(jī)械防爆閥等裝置和連鎖保護(hù)程序,保證設(shè)備在溫、壓,冷卻水欠壓,過流、短路等故障時(shí)設(shè)備和人員的安全。
不論是間歇石墨化爐還是連續(xù)石墨化爐, 實(shí)際都未能真正實(shí)現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn),也不能真正滿足國內(nèi)外市場對高純石墨材料的需求。近年來,多家企業(yè)聯(lián)合高校開展連續(xù)化生產(chǎn)裝備研發(fā),取得了很大的進(jìn)展。碳化爐廠家株洲弗拉德科技有限公司開發(fā)出高溫連續(xù)石墨純化爐,采用電阻加熱,連續(xù)生產(chǎn),可導(dǎo)入惰性氣體或反應(yīng)氣體。株洲弗拉德科技有限公司進(jìn)行石墨超高溫連續(xù)純化裝備的研發(fā),成功開發(fā)出一種高溫立式連續(xù)感應(yīng)加熱爐,可用于炭石墨類鋰離子電池負(fù)極材料的連續(xù)石墨化生產(chǎn)。碳化爐與艾奇遜石墨化爐相比,連續(xù)化設(shè)備的生產(chǎn)能力和效率都得到了大幅提高,能耗大大降低,有害氣體的排放也大為減少,這是未來石墨化爐發(fā)展的必然趨勢。