高溫石墨化爐是高模量碳纖維及石墨纖維生產(chǎn)線(xiàn)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)。東莞石墨爐通常使用各項(xiàng)同性的高純石墨作為發(fā)熱材料。
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。東莞間歇式石墨爐廠(chǎng)家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>
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(lèi)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。石墨爐廠(chǎng)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。
石墨化多用于指鋼的石墨化。石墨爐鋼件在工作溫度和應(yīng)力長(zhǎng)期作用下,會(huì)使碳化物分解成游離的石墨,這個(gè)過(guò)程也是自發(fā)進(jìn)行的,稱(chēng)為P熱強(qiáng)鋼的石墨化過(guò)程、它不但消除了碳化物的作用,而 且石墨相當(dāng)于鋼中的小裂紋,使鋼的強(qiáng)度和塑性顯著降低而引起鋼件脆斷。間歇式石墨爐通常把鑄鐵中的石墨形成過(guò)程稱(chēng)為石墨化過(guò)程。什么是石墨化爐:主要用于石墨粉料提純等高溫處理。它的使用溫度高達(dá)2800℃。生產(chǎn)效率高,節(jié)能省電。帶有在線(xiàn)測(cè)溫及控溫系統(tǒng),可實(shí)時(shí)監(jiān)控爐內(nèi)的溫度,并進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)。
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。石墨爐廠(chǎng)家如爐底料沒(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。