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石墨化概述——石墨化炉及辅助设备

时间:2023-10-27 13:01:55 点击:165次

石墨化炉是根据焦耳定律原理设计的直接加热、间歇操作的电阻炉。 对于艾奇逊石墨化炉,装入炉内的产品和少量电阻材料构成炉芯。 产品本身既是加热电阻,又是被加热物体。 对于内串式炉,装入炉内的产品为炉芯,加热电阻由产品本身组成。 该产品通过自身的热量而石墨化。

1.艾奇逊石墨化炉

艾奇逊型石墨化炉一般包括炉底槽、炉头端壁、导电电极、炉侧壁、槽钢等部分。

图3-1 艾奇逊石墨化炉结构图

炉底罐一般是指石墨化炉两端壁之间的矩形罐的底部部分。 在石墨化炉的混凝土基础上,先砌1~3层红砖,再砌一层普通耐火砖。 周围的耐火砖也砌到端墙,那里有灰色碳块。 若采用活动侧壁式,两侧须砌一排虎头砖,形成炉底槽。

炉槽两端均砌有导电端壁,形成炉头端壁。 炉头端墙的外墙用灰碳砌块或耐火粘土砖、高铝砖等砌筑,内墙用石墨化砌块砌筑。 为了加强对炉头的保护,使其在热膨胀或机械力的冲击下不致产生较大的变形和损坏,炉头两侧均设有槽钢或角钢制成的防护架,用钢带固定。 内壁和外壁之间的空间填充石墨粉并压实。 石墨粉要求水分含量在0.5%以下,粒径在0~5mm之间,灰分在1.5%以下,粉末电阻率不大于350×10-6欧姆·米。 装载石墨粉的目的是:

(1)密封、隔热功能。

(2)同时,还存在一定的平均电流效应。

许多厂家选择在燃烧器石墨粉上铺一层耐火砖或废阳极来覆盖。 上盖的主要作用是增强密封效果,防止上盖的保温材料混入燃烧器石墨粉中。 当上盖的绝缘材料中混入石墨粉时,很容易形成硬块。

导电电极穿透内、外端壁并与端壁形成一体。 电极上有铜板,通过夹钳与其连接。 铜板和铝母线采用多层薄铜片缓冲连接。 电极面向炉子的一端连接到炉子内部的导电端壁。

导电电极可以是石墨化电极或石墨块。 如果采用石墨化电极作为导电电极,会给石墨化炉带来很大的困难。 因此,石墨化块多用作导电电极。 石墨化块必须具有高的导电系数,最佳允许电流密度为11安培/平方厘米以上。 因此,现在很多厂家都采用烧成的石墨化块作为导电电极。 考虑到各导电电极由于连接程度等各种原因而导电性能不均匀,为了提高导电电极的使用寿命,一般在选择石墨化块导电电极的数量和截面时,电流密度应保证在10安培/平方厘米或更小。 否则导电电极容易折断,在后期送电时易造成炉头(尾)导电端壁着火事故。

图3-2 炉头(尾)导电端壁导电电极配置

石墨块_氧化石墨与石墨烯_石墨烯石墨纸

常用石墨化块的截面一般大于400×400,电阻率应小于10×10-6欧姆·米,抗压强度应大于

表3-1 石墨化块理化指标测定结果。

项目

指数

灰分含量

0.32%

真密度

氧化石墨与石墨烯_石墨块_石墨烯石墨纸

2.

堆积密度

1.61~1.

孔隙率

24.77~27.48%

抗压强度

20~

比电阻

8~10×10-6Ω·m