專業(yè)石墨加工的一次焙燒和高密度化

專業(yè)石墨加工的一次焙燒和高密度化一次焙燒

為了使瀝青炭化，把黏結(jié)劑的碳固定下來，成型后的生制品，須進(jìn)行焙燒，焙燒一般使用環(huán)式爐。為了防止焙燒中毛坯破裂或組織不均勻，450~500℃之前的加熱，必須非常緩慢進(jìn)行。焙燒溫度需達(dá)700~1300℃，焙燒工藝一個周期需要4~6周，能量消耗為每噸焙燒專業(yè)石墨加工折合用電1500~2000kw·h。


高密度化

焙燒品因黏結(jié)劑的揮發(fā)損失，形成了大量的氣孔，要想把毛坯的密度更進(jìn)一步提高，通常都要進(jìn)行瀝青浸漬處理。即首先把毛坯裝入熱壓釜，然后給熱壓釜排氣，使釜內(nèi)壓力降到1/10氣壓以下，當(dāng)釜內(nèi)加熱到250℃之后，再注入熔融瀝青，然后加壓到7個氣壓（高壓浸漬為18~25個氣壓），保持?jǐn)?shù)個小時使瀝青浸透毛坯。經(jīng)過一次瀝青浸焙處理再石墨化，可獲得密度約為1.7g/cm3的石墨制品。如反復(fù)進(jìn)行浸漬處理，可獲得更高密度的專業(yè)石墨加工。舉例來說，浸漬前密度為1.60g/m3的焙燒專業(yè)石墨加工，經(jīng)一次浸漬后，其密度可達(dá)1.75g/cm3；經(jīng)二次浸漬后，可達(dá)1.79g/cm3；經(jīng)三次浸漬后，可達(dá)1.83g/cm3；經(jīng)四次浸漬，可達(dá)1.84g/cm3；經(jīng)五次浸漬，則可達(dá)1.85g/m3。隨著浸漬次數(shù)的遞增，因靠近毛坯表層的空隙首先被充填，瀝青的浸透率遂隨之逐漸降低，從而浸漬效果也隨之遞減。除此之外，近年來又采用加壓焙燒法，即把成型制品裝入密閉容器，利用空氣壓力和成型體本身產(chǎn)生的氣體壓力，一面加壓，一面焙燒，使其達(dá)到高密度化。另外，在配有可動壓力的胎膜中，加入黏結(jié)劑含量甚少的糊料，以極大的壓力（有的以6.86MPa以上的壓力）一面給炭糊加壓，一面通電，僅用數(shù)十分鐘，即可結(jié)束焙燒，專業(yè)石墨加工可高達(dá)1.8g/cm以上的密度，對這種方法也進(jìn)行過研究。CCl.→C+2Cl,

3C+Fe,0,+3Cl,+2FeCl,+3C0

C+Ca0 +Cl,→CaCl,+CO

當(dāng)溫度達(dá)到1900℃以上時，把CCl換為CC1LF2，再進(jìn)一步以2500℃以上的溫度，繼續(xù)進(jìn)行4h以上的凈化處理。在冷卻過程也還要用N2或Ar氣體繼續(xù)進(jìn)行沖洗，同時防止雜質(zhì)的逆擴(kuò)散，并除掉鹵素。硼以外的雜質(zhì)，用氯幾乎可以完全清除，硼難以用氯排除，必須用氟才能起清除作用，但在1900℃以下，如果用氟，氟和碳起反應(yīng)，生成CF，侵蝕石墨。BCl，和BF，的生成熱可分別用下式表示：

B+3/2Cl2—BC1-40×4.186kJ(3000K)

B+3/2C1,—BF+150×4.186kJ(3000K)

在工業(yè)上凈化大量專業(yè)石墨加工時，將大型石墨化爐做某些改變之后即可使用。如前面圖3是把艾其遜型石墨化爐改良成凈化爐之后的剖面圖。