连续石墨化炉其实不是一种特定的石墨化工艺炉,现有的连续石墨化炉有多种形式。所谓连续石墨化工艺是相对于间歇式石墨化工艺来讲的。连续石墨化炉所谓的连续石墨化工艺,一般是指生产中没有断电的过程,石墨化的产品需要经过一系列的温区,从而实现连续石墨化。设计了采用“外热法”的连续石墨化炉。连续石墨化炉设备炉子采用的石墨电极通道是一个加热的通道,采用炭黑作为外部保温材料,制品采用机械推进方式,炉门处采用双层密封防止空气进入。
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。连续石墨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。间歇式连续石墨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。
石墨化炉的送电、冷却及卸炉:装炉结束后,盖上排烟罩,在炉底两侧挂上母线排,将导电电极与母线排通过刀闸开关连接好,即可通知变电所按规定功率通电。连续石墨化炉通电以后导电电极温度逐渐升高,随着导电电极温度的升高程度,逐渐开大水阀门,以冷却导电电极。石墨化炉通电结束时,要及时测定炉芯及周围温度,要符合规程要求的温度分布。一般测定炉温是炉芯边缘部分的温度,炉芯中心部位的温度要比炉芯边缘部位高得多。连续石墨化炉设备生产高纯石墨时炉芯的保温层较厚,并且需通入较多的电量,所以炉芯温度较生产一般石墨电极高得多,温度可达2800℃左右。停电后,根据炉子大小冷却3~6天。
实验高温石墨化炉虽然都是采用电热,但按其电热的方式,可分为直接式和间接式,按作业方式可分为间歇式和连续式,按功能分为单一式和联合式。泉州连续石墨化炉直接式是指电流要直接通过制品,因焦耳热升温,是以制品本身为电阻的电阻炉型。属于直接式的炉型有艾奇逊炉和串接式炉。这两者的区别在于艾奇逊炉需要在制品周围填加电阻料。连续石墨化炉电极和电阻料串联,而电极的电阻比电阻料的电阻要小得多,所以制品从本身电阻获得的热量较少,大部分是靠电阻料的传热而获得石墨化所需热量的,串接式炉在制品周围则不需填加电阻料(在制品接头处填加的少量填料主要是为了降低接触电阻的)。电流全部通过制品本身,制品本身的电阻是石墨化所需热量的惟一来源。
石墨化炉高导热膜真空碳化处理是生产高性能导热膜的关键设备,碳纤维石墨化炉前开门或前后双开门,经该设备碳化的PI膜,具有优良的阻值结构和密度。连续石墨化炉可以实现连续真空碳化工艺;配有脱焦系统,强化脱焦效果,炉内气氛更稳定,产品质量易与控制;延长了碳毡及发热材料的使用寿命。泉州连续石墨化炉特点:1采用多温区独立控温,潍坊石墨化炉,温度均匀性好;2可选配外循环快冷系统,单炉生产周期短;3可实现正压或负压碳化工艺;4对碳化过程产生的焦油、粉尘、尾气等能进行有效处理。5真正实现零故障、全自动化控制设计,触摸屏直观的显示各种运行参数数据,完善的报警和闭锁停机保护装置,水电气全自动控制,操作轻松简便。
石墨化炉是消耗电量很大的热工设备,因此如何在保证产品质量的前提下,减少电量消耗是石墨化炉节能的主要课题,也是降低石墨化生产成本的必由之路。连续石墨化炉设备石墨化炉中的电阻主要由电阻料提供,可见在整个石墨化过程中,热量主要是由电阻料传入制品的,进入制品的电流比率很小。若电阻料的电阻不均匀,会造成炉芯温度不均匀,从而导致石墨化制品产生裂纹,成为废品。连续石墨化炉在通电开始时,功率过大及功率上升过快,都会使炉 心温度上升过快,这对大规格的和细结构的石墨产品极易产生裂纹。石墨化最好的情况是维持制品在前几道工序中产生的裂纹不再增大,但通常情况裂纹都是继续增大的。