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。石墨化爐經(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)。天津超高溫石墨化爐經(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。
影響連續(xù)石墨化工藝的主要有以下幾個問題:首先是耐火層問題。由于電極自熱,而且還需要移動,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。石墨化爐因為要有一個溫度在3000℃的溫區(qū),這就要求爐體耐火材料有較高的耐火度,但目前沒有如此高耐火度的耐火材料,也就是爐子沒有辦法達(dá)到如此高的石墨化的溫度。天津超高溫石墨化爐廠家解決的辦法只能是通過加厚保溫層,如加厚保溫炭黑,使熱量較少地傳到外層保溫層,同時采用水對爐子外層進(jìn) 行冷卻。另外一個問題就是如何快速地冷卻產(chǎn)品,從而使產(chǎn)品不被氧化。解決的方法是采用水冷,同時加保護(hù)氣體,如氮氣。
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。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。石墨化爐廠家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(jìn)行爐底電阻的測量,最簡單測定爐底電阻的方法是運(yùn)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。
石墨化爐的運(yùn)行由一臺爐用變壓器給一組石墨化爐供電,一組共有6-7臺石墨化爐,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。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、小修等幾個步驟組成的。石墨化爐的實施循環(huán)運(yùn)行,根據(jù)實際生產(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。天津石墨化爐一般石墨化爐使用半年要更換一次。清爐時不要將石墨化焦與舊料混雜,否則使用石墨焦時將產(chǎn)生金剛砂。裝爐:爐芯是石墨化爐的最重要組成部分。
使用溫度高達(dá)2800度,溫度均勻性好,恒溫區(qū)長,設(shè)備運(yùn)行故障率低。爐管使用壽命長,連續(xù)生產(chǎn)20-30天不停爐。帶有紅外測溫及控溫系統(tǒng),可實時顯示并PID自動控制爐內(nèi)的溫度,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。天津石墨化爐同時保障產(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。不象碳管爐采用單相供電,相電壓不平衡,對電網(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℃,可長期工作在2600-2800℃。采用自動送料裝置,時間控制進(jìn)出料,自動化程度高,工人勞動強(qiáng)度低,產(chǎn)品高溫處理時間一致。石墨化爐采用碳?xì)肿霰夭牧希瑳]有使用碳黑,更換碳管方便,同時干凈衛(wèi)生。