电生坯的煅烧是在门设计的回转窑加热炉内进行的,生坯周围及顶部用填充料保护,按照特定规范将生坯加热至900-1100℃,煅烧加热周期一般为160-400h。下面以中温沥青为粘结剂的生坯焙烧为例,分析生坯内煤沥青的炭化过程,大致可分为3个部分:
1、从煤沥青的软化直至挥发分快速排出阶段,回转窑产品煅烧温度上升至200℃左右时,生坯体积略有膨胀,但挥发分量不多。继续升温,加速煤沥青分解,在300-500℃时的挥发分排出量较多,为了控制其排出速度,此阶段必须放慢升温速度。
2、煤沥青分解及挥发逐渐变慢,逐渐以缩聚反应为主,高温情况下煤沥青热解与缩聚反应生成沥青焦,此变化大致从500℃开始一直持续到700℃左右,此时可以加快回转窑的升温,但是也不能过快,因为少量的挥发分还在持续的排出,同时焙烧品的机械强度及热导率都较低,过快的升温会令焙烧品开裂。
3、高温炭化过程,为了完全排出残余挥发分并提升回转窑焙烧品的综合特性,还需要将电生坯加热到900℃左右,炭电或炭块的焙烧温度应达到1100℃左右。在高温炭化过程中升温速度可以加快,当温度升至特定的较高温度时需保温20h左右,令回转窑内的各处温度都接近较高值。
事实上煅烧升温曲线还需参考煤沥青的炭化特点进行制定,同时考虑回转窑结构、产品规格、产量等因素,生产时应该选择加热时间较长的升温曲线。高软化点煤沥青初分解、排出挥发分的热失重曲线和中温沥青还是有区别的,因此以高软化温度煤沥青为粘结剂生坯煅烧,焙烧升温曲线需与以中温沥青为粘结剂区别开。升温过快不但会增加回转窑焙烧时裂纹废品的量,同时还会降低煤沥青的结焦值。因此中国多数炭素厂采用的是环式焙烧回转窑炉,其升温曲线如图9-2。
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