1. Förvärmningssteg vid låg temperatur (rumstemperatur till 350 ℃)
När den faktiska uppvärmningstemperaturen för den gröna kroppen når 100 till 230 grader Celsius börjar den gröna kroppen mjukna, den inre spänningen avslappnas, volymen expanderar något, men inte mycket flyktigt material släpps ut och den gröna kroppen är i det plastiska stadiet. I detta skede är huvudfunktionen att förvärma kolämnet. På grund av temperatur- och tryckskillnaderna i det gröna ämnet migrerar och diffunderar och flyter en del av asfaltens lätta komponenter. När temperaturen fortsätter att stiga till 230-400 ℃ accelererar asfaltens nedbrytningshastighet gradvis. Speciellt inom temperaturintervallet 350-400 ℃ sönderfaller asfalt våldsamt och en stor mängd flyktigt material släpps ut. I detta skede måste uppvärmningshastigheten kontrolleras för att förhindra att en plötslig temperaturökning orsakar inre spänningskoncentration, och samtidigt för att undvika snabb frisättning av flyktigt material som kan orsaka sprickor i kolämnet.
2. Koksning vid medeltemperatur (350℃ till 800℃)
När den faktiska uppvärmningstemperaturen för den gröna kroppen stiger till 400-550 ℃, saktar asfaltens nedbrytnings- och förångningshastighet ner och går in i ett stadium som domineras av polykondensationsreaktionen. Vid höga temperaturer genomgår asfalt termisk nedbrytning och polykondensation för att bilda halvkoks. Vid denna tidpunkt minskar mängden flyktiga ämnen som frigörs, och den gröna kroppens volym ändras från expansion till kontraktion. När den gröna kroppens faktiska uppvärmningstemperatur når 500 till 700 ℃, omvandlas halvkoksen som bildas av asfalten ytterligare till bindemedelskoks (asfaltkoks), det flyktiga materialet som frigörs vid nedbrytningen av asfalt minskar ytterligare, och den kolhaltiga gröna kroppen fortsätter att krympa. Vid denna tidpunkt har asfaltbindemedlet omvandlats till bindemedelskoks, och den kolhaltiga gröna kroppens värmeledningsförmåga har ökat. Detta steg är avgörande och påverkar rostningskvaliteten. Bindemedlet genomgår ett stort antal komplexa nedbrytnings-, polymerisations-, cykliserings- och aromatiseringsreaktioner. Nedbrytningen av bindemedlet och återpolymerisationen av nedbrytningsprodukterna sker samtidigt och bildar en mellanfas. Tillväxten av mellanfasen leder till bildandet av prekursorer. Vid 400 ℃ börjar produkten koksa, men hållfastheten är fortfarande mycket låg och asfaltens vidhäftning minskar. Vid cirka 500 ℃, även om det fortfarande finns en liten mängd flyktiga ämnen, har kolets grundstruktur redan bildats. Halvkoks bildas vid 500 till 550 ℃, och de flyktiga ämnen som produceras vid termisk nedbrytning av asfalt avges i princip före 600 till 650 ℃. Koks bildas vid 700 till 750 ℃. För att öka asfaltens koksningshastighet och förbättra produkternas fysikaliska och kemiska egenskaper måste temperaturen höjas jämnt och långsamt i detta skede. Dessutom avges en stor mängd flyktiga ämnen under detta skede, vilket fyller hela ugnskammaren. Dessa gaser sönderfaller på ytan av de heta produkterna och genererar fast kol som avsätts på porerna och ytan av produkterna, vilket ökar koksutbytet och förseglar produkternas porer och därigenom förbättrar deras hållfasthet. Det mest framträdande kännetecknet för reaktionen i detta skede är polymerisationen och sönderdelningen av funktionella grupper och den gradvisa ökningen av vätehalten i den utsläppta gasen.
3. Sintringssteg vid hög temperatur (800 ℃ till 1200 ~ 1350 ℃)
När produkten når över 700 ℃ är koksbildningsprocessen för bindemedlet i princip avslutad. Under högtemperatursintringssteget kan uppvärmningshastigheten ökas något. Efter att den maximala temperaturen uppnåtts är det nödvändigt att bibehålla temperaturen i 15 till 20 timmar. Under koksbildningsprocessen bildas stora aromatiska plana molekyler. De perifera olika atomerna och atomgrupperna i de plana molekylerna bryts och exkluderas. När temperaturen stiger omorganiseras de plana molekylerna. Över 900 ℃ bryts väteatomerna vid kanten gradvis och elimineras. Samtidigt krymper och förtätas bindemedelskoksen ytterligare. Vid denna tidpunkt försvagas den kemiska processen gradvis, den inre och yttre krympningen minskar gradvis, medan den verkliga densiteten, hållfastheten och den elektriska ledningsförmågan ökar.
4. Kylningssteg
Under kylning kan kylningshastigheten vara något snabbare än uppvärmningshastigheten. På grund av begränsningen av produktens värmeledningsförmåga är dock kylningshastigheten inuti produkten lägre än den på ytan, vilket bildar temperaturgradienter och termiska spänningsgradienter av olika storlekar från produktens centrum till ytan. Om den termiska spänningen är för stor kommer den att orsaka ojämn inre och yttre krympning och leda till sprickor. Därför bör kylning också utföras på ett kontrollerat sätt. Under kylningsstadiet implementeras gradientkylning. Kylningshastigheten i områden över 800 ℃ överstiger inte 3 ℃/h för att undvika sprickor orsakade av snabb kylning. Temperaturen vid vilken produkterna kommer ut ur ugnen måste vara under 80 ℃. Vid användning av ett finfördelat vattenkylsystem bör vattentemperaturen stabilt hållas vid 40 ℃ ± 2 ℃ för att förhindra termisk chockskada.
Publiceringstid: 11 juni 2025