Руководство по печи графитизации: типы, температуры, энергопотребление и выбор

20-тонная печь графитации Ачесон может работать на полной мощности от 24 до 40 часов, а затем ей потребуется пять-семь дней охлаждения, прежде чем ее кто-нибудь откроет. Пиковая температура — это главный показатель, но стоимость тонны определяется тремя более спокойными факторами: типом печи, состоянием изоляции и формой профиля мощности.

Два цеха, работающие с одинаковым графиком 2800 °C, могут различаться на 30 процентов по киловатт-часам на тонну. Разрыв обычно не трансформаторный. Это войлок из прессованного графита, увеличенный контур охлаждения или шина, рассчитанная на более короткую печь.

Что на самом деле меняется между 2200 °C и 3000 °C

Графитизация представляет собой твердофазную перегруппировку, а не стадию плавления. В предшественнике кокса или твердого углерода слои графена расположены примерно параллельно, но смещены друг от друга, с расстоянием между слоями около 3,44 Å. Удерживайте материал при температуре примерно выше 2200 °C, и слои будут вращаться. Расстояние уменьшается до 3,354 Å, высота кристаллитов растет, а отсюда и физические свойства: удельное электросопротивление может упасть в три-десять раз, теплопроводность возрастает, а сера, азот и летучие металлы покидают решетку.

Именно это двойное действие, упорядочение кристаллов и очистка, является причиной того, почему один тип печи обслуживает два рынка. Производители анодов для аккумуляторов покупают этот процесс ради мощности и эффективности первого цикла. Производители электродов и науглероживателей покупают его по проводимости и зольности.

Для пилотных работ, исследований по очистке и небольших деталей из композитных материалов C/C обычной точкой входа является вакуумная камера с графитовым нагревом, поскольку она сочетает в себе контролируемую атмосферу с измеримой горячей зоной.

Вакуумная угольная трубчатая печь Эта вакуумная печь с углеродными трубками представляет собой высокотемпературную печь сопротивления с высоким вакуумом и графитовым нагревательным элементом. Максимальная температура может достигать 2000°C-2300°C.... Посмотреть продукт →

Сравнение основных типов печей графитации

Куда на самом деле уходит энергия

Данные счетчиков партийных циклов редко соответствуют данным в рекламной брошюре. В хорошо эксплуатируемой печи Ачесона или коробчатой ​​печи полезная работа по обогреву составляет меньшую часть затраченной энергии, а самой большой возмещаемой потерей является тепло, уносимое с охлаждающей водой, и излучение во время длительного охлаждения.

Несколько цифр, которые стоит отслеживать, но которые редко встречаются в спецификациях:

• Охлаждение занимает от 40 до 60 процентов общего времени цикла в печах периодического действия. Укорочение его с помощью контролируемого принудительного охлаждения часто превосходит повышение пиковой мощности.
• Графитовый войлок может потерять от 5 до 10 процентов своих изоляционных свойств при сжатии более чем на 15 процентов от его первоначальной толщины.
• Зазор в 10 мм или отсутствие шва на шве подкладки могут повысить температуру скорлупы на 30–50 °C и удерживать ее на таком уровне в течение всей кампании.
• Расход электродов в режиме Acheson обычно составляет от 5 до 20 кг на тонну продукта, что является расходной статьей, а не ошибкой округления.

Где на рынке находится потенциал графитизации

В спросе больше не доминирует только сталь. Литий-ионный анодный материал поглотил большую часть новых печей, и этот сдвиг изменил то, чего требуют покупатели: более жесткие пределы загрязнения, контролируемую атмосферу и записи партий, которые выдерживают проверку.

Специализированный сегмент небольшой по тоннам, но требовательный к оборудованию: вакуумная герметичность, контроль парциального давления и материалы горячей зоны, которые не оставляют частиц на работе. Это та же логика, которая используется при выборе изоляции вакуумных печей, где горячая зона определяется выделением газов, а не только температурой.

Логика выбора, окупаемость и важные шаги

Начните со спецификации продукта и двигайтесь назад к печи, а не наоборот. График 2600 °C и график 2900 °C могут совместно использовать печь, но не эксплуатационные расходы, а заявление о чистоте золы в 50 частей на миллион обычно полностью исключает открытый коксовый слой.

По окупаемости арифметика тупая. Анодная графитация обычно потребляет от 2500 до 4500 кВтч на тонну в зависимости от типа печи. При промышленном тарифе 0,08 доллара США за кВтч это составляет от 200 до 360 долларов США за тонну только электроэнергии, поэтому сокращение потерь на оболочку и охлаждение на 15–25 процентов окупает модернизацию изоляции примерно за 6–14 месяцев на загруженной линии. Если ваша технологическая цепочка начинается с сырых изделий, содержащих связующее, на предыдущем этапе задается плотность, которую наследует цикл графитации.

Высокотемпературная печь для снятия привязки и спекания Наша высокотемпературная печь для удаления связующих представляет собой печь циклического действия, разработанную нашим заводом и основанную на расщеплении и абсорбции аналогичных международных продуктов. Д... Посмотреть продукт →

Техническое обслуживание, изоляция и соответствие требованиям

Большинство проблем с печью проявляются как медленный дрейф, а не внезапный отказ. Отслеживайте три показателя в каждой кампании: температуру корпуса в фиксированных точках, температуру охлаждающей воды на выходе при фиксированной мощности и время, необходимое для достижения заданной точки. Повышение температуры скорлупы на 20 °C в ходе двух кампаний — это сигнал, а не неисправность датчика.

Замена графитового войлока и жесткой изоляции обычно вызвана сжатием, загрязнением парами металла и повреждениями при погрузке. Там, где горячая поверхность находится в диапазоне от 1300 до 1600 °C, оксид алюминия или муллитовое волокно и микропористый резервный слой за графитом выполняют тяжелую работу на холодной стороне. Общая логика согласования изоляции с атмосферой и температурой печи описана в этом документе. Руководство по изоляционным материалам для вакуумной печи , и те же правила выбора применяются при перестроении горячей зоны графитации.

Нано-микропористая изоляционная плита Наноизоляционные композиционные материалы изготавливаются путем соединения нанопористых материалов с теплозащитными материалами с помощью специального процесса. Их теплопроводность составляет около... Посмотреть продукт →

Соблюдение требований – это то место, где новые мощности чаще всего останавливаются. Отходящий газ графитизации содержит диоксид серы, окись углерода, смолистый туман и мелкие частицы углерода, поэтому проект извлечения и снижения выбросов обычно должен быть одобрен еще до заказа печи. Контуры водяного охлаждения обычно имеют замкнутый контур с обнаружением утечек, а сильноточные секции требуют обычных границ вспышки дуги, изолированных инструментов и тепловидения в рамках плановой процедуры. Поставщики, заявляющие о соответствии ISO 9001 или CE, должны иметь возможность указать номера и область действия сертификатов, поскольку область действия часто охватывает электробезопасность, а не работу при высоких температурах.

Если вы возьмете одну идею с этой страницы, возьмите последовательность. Сначала сопоставьте тип печи с продуктом, затем спроектируйте горячую зону и изоляцию, и только затем согласуйте подачу электроэнергии в соответствии с реалистичным циклом. Пиковая температура — это самая простая часть спецификации, которую легче всего достичь, и за которую легче всего переплачивать за каждый день работы печи.