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。間歇式石墨烯高溫爐按運(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。
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。石墨烯高溫爐設(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。石墨烯高溫爐在通電開始時(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。
石墨化爐的爐床是由耐火磚砌成的長(zhǎng)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。石墨烯高溫爐在石墨化過(guò)程中,爐底料在高溫下發(fā)生化學(xué)變化,電絕緣能力降低。石墨烯高溫爐設(shè)備如爐底料沒(méi)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(shí)間,有必要進(jìn)行爐底電阻的測(cè)量,最簡(jiǎn)單測(cè)定爐底電阻的方法是運(yùn)用伏安法。當(dāng)爐床通過(guò)一定電流時(shí),測(cè)定電壓降,在算出爐底電阻。
高溫石墨化爐是高模量碳纖維及石墨纖維生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備,為提高石墨化爐的使用壽命,石墨發(fā)熱體的選材和設(shè)計(jì)至關(guān)重要。石墨烯高溫爐石墨化爐的石墨管是在高溫、應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)的作用下長(zhǎng)期工作的,損壞原因主要是由于氧化變脆而折斷,一旦損壞后則不可重復(fù)利用。因此,爐管的材料選用、加工制作科學(xué)與否、爐體設(shè)計(jì)合不合理、使用及維護(hù)的正確與否是延長(zhǎng)石墨化爐壽命至盡量接近石墨化爐*長(zhǎng)壽命期限的重要環(huán)節(jié)。臺(tái)州石墨烯高溫爐通常使用各項(xiàng)同性的高純石墨作為發(fā)熱材料。
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(wú)煙煤、石英砂、針狀焦、瀝青等原料。石墨烯高溫爐設(shè)備以上原料在石墨化過(guò)程中受高溫、潮濕及燃燒工況影響會(huì)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。石墨烯高溫爐而這些氣體如果防治措施不到位,會(huì)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(huì)造成人員傷亡事故。
耐高溫型:石墨軟化溫度為3400℃,石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃,沸點(diǎn)為4250℃,即使經(jīng)超高溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數(shù)也很小。導(dǎo)電、導(dǎo)熱性:石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。導(dǎo)熱性超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料。石墨烯高溫爐導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。潤(rùn)滑性:石墨的潤(rùn)滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤(rùn)滑性能越好。化學(xué)穩(wěn)定性:石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕??伤苄裕菏捻g性好,可年成很薄的薄片。石墨烯高溫爐設(shè)備抗熱震性:石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時(shí),石墨的體積變化不大,不會(huì)產(chǎn)生裂紋。