
石墨化工艺是炭石墨材料制品中最复杂最关键的工艺。我国是石墨制品大国,大到石墨电极、等静压石墨,小到电刷等,都需要采用石墨化工艺。石墨化工艺的发展也见证了我国炭素行业的发展。嘉兴碳化炉国内应用最多的还是间歇式石墨化方法,但随着内串式石墨化炉工艺技术的发展和逐渐成熟,国内大多数的石墨化工艺都采用了这种新方法。而艾奇逊石墨化炉以其自身的优点占据了国内炭石墨负极材料石墨化大部分市场,特别是经过改良能够进行气热提纯的艾奇逊石墨化炉更是受到石墨负极材料厂商的青睐。碳化炉随着高温连续石墨纯化装备的开发和不断改进,连续石墨化生产将成为未来的发展方向。

石墨化炉的炉床是由耐火砖砌成的长方形槽。槽底铺一层很厚的石英砂作为绝缘层,在石英砂层的上面再铺一层石英砂与焦粉混合的炉底料。碳化炉在石墨化过程中,炉底料在高温下发生化学变化,电绝缘能力降低。碳化炉设备如炉底料没有很好清理就装入产品,通电后经常发生炉温不均(即炉芯下半部温度较高)装在上层的产品石墨化程度较差,而底层产生可能发生硅侵蚀(即产品表面产生金刚砂),甚至发生炉底烧穿事故。为了研究炉底烧穿及炉温不均匀的原因和掌握清炉的深度以及换用石英砂的时间,有必要进行炉底电阻的测量,最简单测定炉底电阻的方法是运用伏安法。当炉床通过一定电流时,测定电压降,在算出炉底电阻。

高温石墨化炉性能特点:炉内采用四组互相独立的发热体,发热体按一定的比例分布,可以分别调整,并且采用分区、分段独立的加热工艺,保障了热场内部温度均匀。碳化炉炉门采用啮齿式自动快开结构,具有防倾倒装置,并且开门结构为铰链式开合,便于维修和产品的进出,有效节省空间和成本,降低现场操作人员的劳动强度。特殊的快速降温机构设计,可大大提高生产效率。嘉兴间歇式碳化炉本设备有多重安全防护措施,通过声光报警装置、压力计、防爆电磁阀、机械防爆阀等装置和连锁保护程序,保证设备在温、压,冷却水欠压,过流、短路等故障时设备和人员的安全。

碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐烧蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、导热、密度低和热膨胀系数小等一系列优异性能,是先进结构复合材料最重要的增强材料,在航空、航天和民用领域有着广泛的应用。碳化炉碳纤维在高温石墨化炉中经过2000℃-3000℃的高温处理,进行石墨化,从而转变成石墨纤维。间歇式碳化炉高性能石墨纤维制作的关键是高温石墨化炉。目前工业化生产高性能石墨纤维并形成系列产品的国家是日本和美国,由于国外对我国高科技技术的封锁和我国自身在此领域上的技术落后,我国高性能石墨纤维仍处于研制阶段,水平与国外相比差距很大。

石墨化炉的运行由一台炉用变压器给一组石墨化炉供电,一组共有6-7台石墨化炉,炉子间歇生产,炉用变压器连续运转。这样既能充分利用变压器的生产能力,又便于在一定生产周期内工艺操作。碳化炉石墨制品的生产,在石墨化工序的生产操作中,是由清炉、装炉、送电、冷却、卸炉、小修等几个步骤组成的。石墨化炉的实施循环运行,根据实际生产情况合理安排。清炉:每生产完一炉制品必须清炉,将碳化硅分解层清至黄料部分,或按规定全部更换新料。嘉兴碳化炉一般石墨化炉使用半年要更换一次。清炉时不要将石墨化焦与旧料混杂,否则使用石墨焦时将产生金刚砂。装炉:炉芯是石墨化炉的最重要组成部分。