
石墨炉又称电加热石墨炉,是一个石墨电阻加热器,是 原子吸收分光光度计用无焰原子化器的一种。1959年苏联物理学家Б.B. 利沃夫首先将 原子发射光谱法中石墨炉蒸发的原理用于 原子吸收光谱法中,开创了无焰原子化方式。碳化炉的核心部件是一个石墨管, 试样用微量进样孔注入石墨管内,经管两端的电极向石墨管供电,最高温度可达3000℃,试样在石墨管中原子化。碳化炉设备由于 原子化效率高,石墨炉法的 相对灵敏度可达10-9-10-12g/ml,最适合 痕量分析。目前,为改进石墨炉性能,提高抗干扰能力,正在开发以贵重金属做 衬里和涂层的新石墨炉。

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。宝鸡碳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。碳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。

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。碳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。宝鸡超高温碳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。

3000度超高温石墨化炉是我公司工程技术人员在国内科研院所和大专院校的大力支持下,开发的一种具有国内良好技术的超高温生产型设备。碳化炉设备设备高使用温度高达3000℃。特点:大型石墨化炉采用国外进口保温材料和先进的炉膛结构,高使用温度高达3000℃,其采用一台电源带多台炉体来提高生产量,由于大型石墨化炉冷却时间长,利用冷却时间进行其他炉体加热。碳化炉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。可一机多炉,采用PLC智能转换。

连续石墨化生产工艺在国内应用不是很多, 特别是炭石墨电极的石墨化生产。碳化炉其主要原因是连续式石墨化工艺还不成熟,比如石墨化温度低,生产量小,很难生产大型号的石墨化电极等。超高温碳化炉天然石墨的热提纯也许是连续石墨化工艺的一个发展方向。随着国家对环境的重视,酸法提纯已经越来越难以立足。一般高纯产品只要求温度在2700℃以上即 可,温度降低了,连续炉的耐火问题也好解决了。

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。碳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。超高温碳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。