碳纖維具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐燒蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、密度低和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能,是先進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料,在航空、航天和民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。碳纖維石墨化爐碳纖維在高溫石墨化爐中經(jīng)過(guò)2000℃-3000℃的高溫處理,進(jìn)行石墨化,從而轉(zhuǎn)變成石墨纖維。超高溫碳纖維石墨化爐高性能石墨纖維制作的關(guān)鍵是高溫石墨化爐。目前工業(yè)化生產(chǎn)高性能石墨纖維并形成系列產(chǎn)品的國(guó)家是日本和美國(guó),由于國(guó)外對(duì)我國(guó)高科技技術(shù)的封鎖和我國(guó)自身在此領(lǐng)域上的技術(shù)落后,我國(guó)高性能石墨纖維仍處于研制階段,水平與國(guó)外相比差距很大。
艾奇遜石墨化爐的發(fā)展已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史, 目前國(guó)內(nèi)人造石墨行業(yè)中一般多采用艾奇遜爐。碳纖維石墨化爐這種爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、容易維修,一直是我國(guó)炭素行業(yè)中備受青睞的石墨化設(shè)備。艾奇遜石墨化爐按加熱方式來(lái)分類屬于直接加熱式爐。所謂直接加熱,就是制品本身是導(dǎo)電體,通過(guò)電阻加熱,從而使制品完成石墨化。碳纖維石墨化爐廠家早期艾奇遜石墨化爐采用的是交流電,但交流電存在著功率小、電流密度低、功率因數(shù)低、送電時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。20世紀(jì)60年代后隨著整流設(shè)備的快速發(fā)展, 艾奇遜石墨化爐開(kāi)始采用直流供電,大大降低了能耗。
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(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)高純石墨材料的需求。近年來(lái),多家企業(yè)聯(lián)合高校開(kāi)展連續(xù)化生產(chǎn)裝備研發(fā),取得了很大的進(jìn)展。碳纖維石墨化爐廠家株洲弗拉德科技有限公司開(kāi)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(kāi)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)。碳纖維石墨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(lái)石墨化爐發(fā)展的必然趨勢(shì)。
石墨化爐的結(jié)構(gòu)以及使用溫度:采用國(guó)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(tái)控制柜配幾個(gè)爐體。碳纖維石墨化爐廠家采用PLC智能轉(zhuǎn)換,通過(guò)對(duì)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(chǎng)地的利用率,降低生產(chǎn)成本。碳纖維石墨化爐采用數(shù)顯化智能控溫系統(tǒng),全自動(dòng)高精度完成測(cè)溫控溫過(guò)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。
石墨化爐在運(yùn)行中,爐溫達(dá)2300℃以上,導(dǎo)電電極與爐芯連結(jié)的一端就是在這樣的高溫下進(jìn)行工作。碳纖維石墨化爐導(dǎo)電電極的另一端與銅母線相連接,這就要保證與銅板的連接處的溫度要低于銅板的融化溫度,同時(shí),因?qū)щ婋姌O裸露在空氣中,必須在低于氧化溫度下工作。陜西碳纖維石墨化爐一定要進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。目前基本有兩種冷卻方式。