石墨化炉正常运行时,炉子各部分的温度保持不变,待石墨化的电极随电极柱的移动,先在进料部分预热,逐渐升温,在炉体内达到最高温度,而后温度又逐渐下降,在出料部分降到最低温度,然后出炉。间歇式石墨烯导热膜连续高温加工设备也就是说,电极的温度随电极柱在炉中的移动而变化,炉中不同部位的电极其装出炉、预热、石墨化和冷却过程同时进行。石墨烯导热膜连续高温加工由于电极自热,而且还需要移动,所以这种工艺在操作上比较复杂,不如外热法即间接加热的连续石墨化工艺成熟。
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。石墨烯导热膜连续高温加工在石墨化过程中,炉底料在高温下发生化学变化,电绝缘能力降低。石墨烯导热膜连续高温加工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。
不论是间歇石墨化炉还是连续石墨化炉, 实际都未能真正实现连续化工业生产,也不能真正满足国内外市场对高纯石墨材料的需求。近年来,多家企业联合高校开展连续化生产装备研发,取得了很大的进展。石墨烯导热膜连续高温加工设备株洲弗拉德科技有限公司开发出高温连续石墨纯化炉,采用电阻加热,连续生产,可导入惰性气体或反应气体。株洲弗拉德科技有限公司进行石墨超高温连续纯化装备的研发,成功开发出一种高温立式连续感应加热炉,可用于炭石墨类锂离子电池负极材料的连续石墨化生产。石墨烯导热膜连续高温加工与艾奇逊石墨化炉相比,连续化设备的生产能力和效率都得到了大幅提高,能耗大大降低,有害气体的排放也大为减少,这是未来石墨化炉发展的必然趋势。
使用温度高达2800度,温度均匀性好,恒温区长,设备运行故障率低。炉管使用寿命长,连续生产20-30天不停炉。带有红外测温及控温系统,可实时显示并PID自动控制炉内的温度,生产的产品质量稳定。海口石墨烯导热膜连续高温加工同时保障产品的要求。采用三相电供电方式,三相电力平衡,性能稳定。不象碳管炉采用单相供电,相电压不平衡,对电网冲击大,影响其他相关运转。使用温度高,最高温度可达3000℃,可长期工作在2600-2800℃。采用自动送料装置,时间控制进出料,自动化程度高,工人劳动强度低,产品高温处理时间一致。石墨烯导热膜连续高温加工采用碳毡做保温材料,没有使用碳黑,更换碳管方便,同时干净卫生。
高温石墨化炉是高模量碳纤维及石墨纤维生产线上的关键设备,为提高石墨化炉的使用寿命,石墨发热体的选材和设计至关重要。石墨烯导热膜连续高温加工石墨化炉的石墨管是在高温、应力和腐蚀性介质的作用下长期工作的,损坏原因主要是由于氧化变脆而折断,一旦损坏后则不可重复利用。因此,炉管的材料选用、加工制作科学与否、炉体设计合不合理、使用及维护的正确与否是延长石墨化炉寿命至尽量接近石墨化炉*长寿命期限的重要环节。海口石墨烯导热膜连续高温加工通常使用各项同性的高纯石墨作为发热材料。
艾奇逊石墨化炉的发展已经有很长的历史, 目前国内人造石墨行业中一般多采用艾奇逊炉。石墨烯导热膜连续高温加工这种炉结构简单、坚固耐用、容易维修,一直是我国炭素行业中备受青睐的石墨化设备。艾奇逊石墨化炉按加热方式来分类属于直接加热式炉。所谓直接加热,就是制品本身是导电体,通过电阻加热,从而使制品完成石墨化。石墨烯导热膜连续高温加工设备早期艾奇逊石墨化炉采用的是交流电,但交流电存在着功率小、电流密度低、功率因数低、送电时间长等缺点。20世纪60年代后随着整流设备的快速发展, 艾奇逊石墨化炉开始采用直流供电,大大降低了能耗。