影响连续石墨化工艺的主要有以下几个问题:首先是耐火层问题。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。石墨导热膜石墨化炉因为要有一个温度在3000℃的温区,这就要求炉体耐火材料有较高的耐火度,但目前没有如此高耐火度的耐火材料,也就是炉子没有办法达到如此高的石墨化的温度。云南间歇式石墨导热膜石墨化炉设备解决的办法只能是通过加厚保温层,如加厚保温炭黑,使热量较少地传到外层保温层,同时采用水对炉子外层进 行冷却。另外一个问题就是如何快速地冷却产品,从而使产品不被氧化。解决的方法是采用水冷,同时加保护气体,如氮气。
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。石墨导热膜石墨化炉这种炉结构简单、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。石墨导热膜石墨化炉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。
石墨化炉受工艺限制,车间周围要设置循环水供、回水管沟、母线地沟,并且石墨化炉炉头、炉尾需要大量循环水冷却,尤其外冷时循环水渗漏地面尤其容易发生沉降。石墨导热膜石墨化炉并且炉体运行时头、尾地面温度有时能达到上百度,管沟、地面膨胀、收缩频繁,排水管沟裂纹极易造成地沟漏水。间歇式石墨导热膜石墨化炉设备针对石墨化车间发生的几起煤气中毒事件分析,最终认定造成煤气扩散的主要部位还是地面下沉缝隙、采暖沟、检查井等部位。因此要防止煤气中毒事件再次发生,必须堵住漏洞、及时疏散。
超高温石墨化炉特点:采用国外进口保温材料和先进的炉膛结构,最高使用温度高达3000℃。用于碳纤维丝石墨化时,丝从一端进,另一端出,边放丝,边收丝,生产效率高。采用纵向垂直测温,测温仪的放置不影响走线。石墨导热膜石墨化炉用于磷片石墨或碳粉石墨化时,采用推舟方式,连续生产,生产效率高,节能省电。石墨导热膜石墨化炉设备采用数显化智能控温系统,全自动高精度完成测温控温过程,系统可按给定升温曲线升温,并可贮存二十条共400段不同的工艺加热曲线。全面的PLC水、电、气自动控制和保护系统控制柜与炉体的连接电缆可长达20m,并于设备的远程控制。
在石墨化过程中,温度是影响产品石墨化程度的关键因素。石墨导热膜石墨化炉石墨化过程的控制是用“开始功率”及“上升功率”进行的。石墨导热膜石墨化炉设备从根本上来说(如试验新的功率曲线,生产高纯石墨时,掌握通入氯气及氟利昂等气体的时间),仍需要测量石墨化炉的炉芯温度。
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。石墨导热膜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。石墨导热膜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。