اختيار ألياف السيراميك في مراحل مختلفة لأفران الكربنة
نظام الكربنة المحسن يبسط العملية. تم نقل فرن الكربنة من تحت الأرض إلى الأعلى، وتم تغيير البطانة الحرارية من الثقيلة إلى الخفيفة. تستخدم بشكل رئيسي ألياف السيراميك كمادة لبطانة فرن الكربنة.
1. عملية حرق المواد الكربونية:
مرحلة التسخين عند درجات حرارة منخفضة: يتم تسخين المنتج الكربوني من درجة حرارة الغرفة إلى 200 درجة مئوية، مع درجة حرارة قصوى لا تتجاوز 350 درجة مئوية.
2. مرحلة التحول عند درجات حرارة متوسطة (تفاعلات البيروكسيليوز والبوليمرة): تكون درجة حرارة المنتج الكربوني بين 200 و 700 درجة مئوية، ودرجة الحرارة داخل الأفران تتراوح بين حوالي 350 و 850 درجة مئوية. مع ارتفاع درجة الحرارة، يتسارع معدل تحلل القطران الفحمي. خلال هذه المرحلة، يخضع الملزم لعملية الكربنة، ويتم طرد كمية كبيرة من المواد الطاردة.
3. مرحلة الكربنة عند درجات حرارة عالية (مرحلة تكوين الجرافيت): في هذه المرحلة، تتراوح درجة حرارة المنتج الكربوني من 700 إلى 1000 درجة مئوية، ودرجة حرارة داخل الأفران تتراوح بين حوالي 850 و 1300 درجة مئوية. مع وصول المنتج المحروق إلى درجات حرارة تتجاوز 700 درجة مئوية، يبطئ معدل تحلل وتطرد القطران الفحمي، وتكتمل عملية الكربنة للملزم.
سيتم ضبط درجة الحرارة في المرحلة الثالثة استنادًا إلى المواد الكربونية المختلفة المشبعة المستخدمة. على سبيل المثال، بالنسبة للمواد مثل الكتل الكربونية، التي لا تتطلب مرحلة تكوين الجرافيت، يكون من الكافي أن تصل درجة الحرارة إلى 1300 درجة مئوية. ومع ذلك، بالنسبة للمواد مثل الأقطاب، التي تتطلب معالجة بتكوين الجرافيت، فإن درجة الحرارة الخبزية تحتاج إلى أن تكون أعلى، تتراوح حوالي 1200 درجة مئوية. أما بالنسبة للمواد مثل المقاومات الكربونية، التي تتطلب مقاومة عالية، فإن درجة الحرارة الخبزية أقل نسبيًا، حيث يكفي أن تصل إلى 1000 درجة مئوية.
2. المواد المختلفة للألياف الحرارية المطلوبة لأفران الكربنة في نطاقات حرارية مختلفة:
1） مرحلة التسخين عند درجات حرارة منخفضة: مادة الألياف السيراميكية القياسية.
2） مرحلة التحول عند درجات حرارة متوسطة (تفاعلات البيروكسيليوز والبوليمرة): مادة الألياف السيراميكية عالية النقاء.
3） مرحلة الكربنة عند درجات حرارة عالية (مرحلة تكوين الجرافيت): مواد الألياف السيراميكية التي تحتوي على الزركونيا أو مواد الألياف الحرارية البلورية متعددة البلورات.
مزايا استخدام مواد الألياف السيراميكية كبطانة عازلة لأفران الكربنة:
A）خفيفة الوزن مع امتصاص حراري منخفض، حيث تكون 1/20 من الطوب الحراري الثقيل و1/10 من الطوب الحراري الخفيف.
B）توصيل حراري فائق منخفض، مما يؤدي إلى توفير ملحوظ في الطاقة.
C)بناء سهل ومريح دون الحاجة لعمليات التجفيف والتصلب.
D)مقاومة للتسخين والتبريد السريعين.