高温石墨化炉
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实验用高温石墨化炉的分类及炉型比较

2021-02-03 15:14:19

石墨化炉(graphitization furnace)

使炭素焙烧品经2000~3000℃的高温热处理,转化为人造石墨制品的热工设备。经过焙烧的炭素制品,具有了一定的物理机械性能,可以在某些场合直接使用。但就其内部结构而言,碳原子的排列仍不规则,只有通过2000~3000℃的高温热处理,使碳原子发生再结晶,重新有序排列,才能呈现石墨的晶体结构。经过石墨化这一过程的制品就具有了石墨的许多优良性能,和焙烧制品比较,导电性和导热性有了显著提高,化学和热稳定性更好,杂质减少,由于硬度降低,更易于机械加工等等。所以石墨制品得到了更为广泛的应用。石墨化炉的功能就是完成使焙烧制品转化为人造石墨制品。

3100度石墨化炉

高温石墨化炉特点:

2000℃以上的高温是炭素制品石墨化的先决条件。而要获得如此的高温,只能采用电热的途径,其他的加热手段是根本无法实现的。石墨化炉尽管有多种不同的炉型,但是高温和电热的方式是其共同的特点。

实验用高温石墨化炉分类及炉型比较:   

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。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。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。从直接式炉的意义而言,串接式炉较之艾奇逊炉是更为纯粹的直接式石墨化炉。另外,艾奇逊炉和串接式炉又都属于间歇式炉。间接式则是指电流不通过制品,制品石墨化所需热量,或者由电感应产生,或者靠传热而获得。前者就叫感应石墨化炉,后者如炭管炉。这两种炉子制品都可以在炉内移动,故又都属于连续式炉。单一式炉指仅完成石墨化工序的炉子,联合式炉系指在一台炉子内能同时完成焙烧、石墨化两个工序的多功能炉子,联合式炉实际就是一种多功能的组合式的炉子。

石墨化炉的应用用途:   

艾奇逊炉是世界上应用得*广泛的石墨化炉。自1895年发明后,在世界各国即得到迅速推广,在相当长的一段时间里,一直占据着石墨化炉的主导地位。艾奇逊炉问世百年来也在不断地改进和完善。从交流炉发展到直流炉是其重大的技术突破。一些主要技术指标,如送电时间,单位电耗,2021欧洲杯体育彩票质量都得到大幅度提高,虽然如此,艾奇逊炉的固有缺点,如热效率低,单产能力小,温度不均匀等缺点也依然存在。串接石墨化炉的应用,开始结束艾奇逊炉一统天下的局面。

串接石墨化炉早在1896年就已发明,虽然它与艾奇逊炉几乎同时问世,但长期以来却一直停留在408试验探索阶段,这是由于设备本身的技术问题未能完善解决所致。到20世纪80年代,才获得突破,作为一种新的石墨化炉型迅速崛起。因为它具有升温快,热损失小,电耗低,生产周期短,2021欧洲杯体育彩票质量高等显著优点,所以它虽然使用的时间不长,已经显示出广阔的发展前途,大有逐渐取代艾奇逊石墨化炉的趋势。

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