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炭素材料在焙燒過程中,出現裂紋、彎曲的原因有哪些?

發布日期: 2019-08-12 09:44:39    閱讀量(193)    作者:劉梓明

炭素材料焙燒是指成型後的炭制品生坯在焙燒加熱爐内的保護介質中,在隔絕空氣的條件下,按一定的升溫速率進行高溫熱處理,使生壞中的煤瀝青炭化的工藝過程。

炭素材料焙燒的目的主要是排除揮發分、黏結劑焦化、固定制品形狀、提高制品的導電性能、提高制品的各項理化性能。但是在這個焙燒的過程中,炭素材料易出現裂紋、彎曲等導緻廢品的質量問題,其産生的原因如下:

1、縱裂。

縱裂是沿焙燒品縱長方向出現的裂紋。一般來說,産生縱裂的原因有:

1)生壞裝入焙燒爐内時距離加熱火牆太近,導緻局部升溫過快,生坯局部表面的揮發分熱解速率過快,并使生坯産生不均勻膨脹或收縮;

2)焙燒升溫曲線制定不合理或操作不當,在揮發分大量排出階段升溫過快,從而造成生坯内部與外表溫差過大,生坯表面已經開始焦化,而内部還在繼續熱解排出揮發分,導緻表面産生裂紋;

3)冷卻階段降溫速率過快,焙燒壞表層與内部收縮不一緻,也會産生裂紋;

4)爐牆局部漏料,造成生坯局部受熱過快而産生裂紋。

對于上述幾類情形,如遇上生壞黏結劑用量偏低或成型壓力不足,生坯内部存在結構缺陷,則焙燒過程中産生縱裂的可能性大大增加。

2、橫裂。

橫裂是沿生壞圓周方向産生的裂紋,主要是生坯質量較差引起的。其産生的原因有:

1)成型時糊料溫度較低,預壓壓力不足或預壓時間較短,壓力不足;

2)擠壓機加壓柱塞返回時将料室内糊料拉斷,再次擠壓時沒有結合好,壓出後雖然表面光滑,但生坯内部結構存在缺陷,焙燒時容易出現橫裂;

3)前後兩批糊料的塑件差别較大而且結合不好,從而造成出的生坯内部結構有缺陷;

4)壓機柱塞頭塗油過多,出現兩鍋糊料結合處粘不上,焙燒後易産生裂紋;

5)焙燒過程中升溫過快,從而導緻生坯上下溫差過大而引起橫裂;

6)降溫時,上層填充料取出過早,緻使焙燒坯上部暴露在空氣中,而下部還埋在填充料中,焙燒坯上下收縮速率差異較大而引起橫裂;

7)原料鍛燒程度不夠,或配料時混入生料塊,焙燒時産生二次收縮;

8)糊料混捏不均或糊料中含有水;

9)糊料中黏結劑含量太少,粉料含量太多;

10)成型壓力過大,從而導緻生坯内應力過大,焙燒過程中内應力釋放過快。

3、彎曲

彎曲是焙燒坯在縱長方向的彎曲度超過了允許尺寸偏差,變形是在焙燒坯縱長方向或圓周方向出現的局部隆起或凹陷并超過了允許尺寸偏差。其産生的原因有:

(1)糊料中含黏結劑數量偏多,焙燒時容易出現彎曲和變形;

(2)焙燒裝爐操作不當,如裝爐時爐箱溫度過高,裝爐延續時間過長,裝入生坯後未及時用填充料堵塞生坯周圍的空隙,填充料沒有填實,生坯四周有局部空區;

(3)填充料中所含水分太多,填充料内有大顆粒,新填充料用量過多,填充料溫度太高;

(4)裝爐時生壞不垂直或上下層生坯搭配不合理,下層生坯長短不一,下層生坯受壓較大,也易造成彎曲及變形;

(5)爐室狀況不佳,如爐底有裂縫,因而将部分填充料漏掉,産生無填充料的局部空區;

(6)焙燒低溫階段升溫速率太慢,生坯之間以及生坯與爐牆間距離太小。

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