影響連續(xù)石墨化工藝的主要有以下幾個(gè)問(wèn)題:首先是耐火層問(wèn)題。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。石墨烯導(dǎo)熱膜高溫爐因?yàn)橐幸粋€(gè)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(méi)有如此高耐火度的耐火材料,也就是爐子沒(méi)有辦法達(dá)到如此高的石墨化的溫度。包頭3200度石墨烯導(dǎo)熱膜高溫爐設(shè)備解決的辦法只能是通過(guò)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(shí)采用水對(duì)爐子外層進(jìn) 行冷卻。另外一個(gè)問(wèn)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(shí)加保護(hù)氣體,如氮?dú)狻?/p>
石墨化的表述很多,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),石墨化就是熱處理。石墨烯導(dǎo)熱膜高溫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)。包頭石墨烯導(dǎo)熱膜高溫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。
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。石墨烯導(dǎo)熱膜高溫爐這種爐結(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。石墨烯導(dǎo)熱膜高溫爐設(shè)備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。
碳化爐在使用之前要先檢查風(fēng)機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、平穩(wěn);冷凝器有沒(méi)有漏水的現(xiàn)象;各部件的連接處是否嚴(yán)密,爐門(mén)、火門(mén)的密封巖棉是否充足等。包頭石墨烯導(dǎo)熱膜高溫爐然后往爐內(nèi)裝薪棒,要注意的是薪棒必須均勻平放排布,裝滿之后關(guān)閉爐門(mén),點(diǎn)燃引燃爐內(nèi)的燃料,啟動(dòng)引風(fēng)機(jī),關(guān)閉上火門(mén),打開(kāi)下火門(mén),調(diào)節(jié)出煙口的閥門(mén),使煙道保持通暢狀態(tài),有煙冒出,撤去引燃爐。石墨烯導(dǎo)熱膜高溫爐接下來(lái)及時(shí)對(duì)溫度的控制,這需要有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),最后炭化完成,爐內(nèi)溫度降到100℃一下才可開(kāi)爐門(mén),事先準(zhǔn)備好用水,在取出時(shí),若有帶火星的木炭,放入水里浸滅,這就是碳化爐的操作方法。
石墨化設(shè)備按不同的方式分為兩大類:即按加熱方式分為直接加熱爐和間接加熱爐。石墨烯導(dǎo)熱膜高溫爐直接加熱爐以待受熱處理的物料直接作為發(fā)熱體;間接加熱爐是物料只是受熱體,熱量來(lái)自于物料外圍的發(fā)熱體。3200度石墨烯導(dǎo)熱膜高溫爐按運(yùn)行設(shè)計(jì)方式分類分為艾奇遜石墨化爐、內(nèi)串式石墨化爐、真空石墨化爐、連續(xù)式石墨化爐以及箱體式石墨化爐五種主要類型。