Grafitisering, som är den centrala produktionsprocessen, utförs vanligtvis i fyra typer av utrustning: Acheson-grafitiseringsugn, intern seriegrafitiseringsugn, lådformad grafitiseringsugn och kontinuerlig grafitiseringsugn. Den specifika analysen är följande:
Acheson grafitiseringsugn
Som en traditionell mainstream-utrustning använder den principen om motståndsvärme för att höja temperaturen till 2 800–3 000 °C, vilket gör den lämplig för produktion av högren grafit. Denna ugnstyp har en enkel och robust struktur. Den har dock nackdelar som en lång produktionscykel, hög energiförbrukning (cirka 4 000–4 800 kWh/t) och låg effektivitet. För närvarande använder företag som Putailai och Shanshan fortfarande denna teknik i stor utsträckning och har förbättrat energieffektiviteten genom att optimera förhållandet mellan motståndsmaterial och förbättra isoleringsstrukturen.
Intern seriegrafitiseringsugn
Denna ugn värms upp direkt genom själva elektroderna, vilket eliminerar behovet av motståndsmaterial för att generera värme. Den erbjuder fördelar som hög termisk verkningsgrad, kort påslagningstid (endast 1–2 timmar under högtemperatursteget) och relativt låg energiförbrukning (cirka 3 300–4 000 kWh/t). Ugnstyperna inkluderar I-typ, U-typ, W-typ och plommonblomstyp, där U-typen är den mest använda. Koldioxidanläggningar i Tyskland, USA och Japan har anammat denna teknik i stor skala för produktion av stora grafitelektroder med ultrahög effekt. Dess maximala ugnstemperatur (cirka 2 800 °C) är dock något lägre än Acheson-ugnens.
Box-Type grafitiseringsugn
Denna teknik använder kol- eller grafitplattor för att konstruera en lådstruktur, där själva materialet används som motståndsvärmeelement istället för traditionella koksbaserade motståndsmaterial. Genom att optimera den termiska fältfördelningen minskar den energiförbrukningen. Den möter dock utmaningar som materialoxidation, låg termisk verkningsgrad och ojämn temperaturfördelning i ugnen. Företag som Hebei Kuntian och Shanshan Co., Ltd. har relevanta patent och har förbättrat produktkonsistensen genom att förbättra lådtätningen och optimera påslagningskurvan.
Kontinuerlig grafitiseringsugn
Denna ugn möjliggör kontinuerlig materialmatning, högtemperaturbehandling (2 500–3 000 °C) och kylutmatning. Den erbjuder fördelar som hög produktionseffektivitet, låg energiförbrukning och en hög grad av automatisering. Temperaturgradientkontroll uppnås genom motståndsuppvärmning (extern uppvärmningsmetod) eller självuppvärmning av materialet (intern uppvärmningsmetod). Den interna uppvärmningsmetoden är dock mer komplex att använda på grund av materialets självuppvärmning och rörelse. Företag som Kuntian och BTR främjar industrialiseringen av denna teknik, som förväntas ersätta intermittenta produktionslägen i framtiden.
Branschtrender och rekommendationer för val av utrustning
- Optimering av energiförbrukning: Interna serie- och lådugnar minskar energiförbrukningen genom att minimera användningen av motståndsmaterial, medan kontinuerliga ugnar ytterligare förbättrar effektiviteten genom värmeåtervinning, vilket är i linje med efterfrågan på lågkostnadsproduktion under målen om koldioxidneutralitet.
- Effektivitetsförbättring: Kontinuerliga ugnar möjliggör oavbruten produktion dygnet runt, med en kapacitet på en enda linje på upp till 10 000 ton, vilket mer än tredubblar produktionen från traditionell utrustning. Detta gör dem lämpliga för storskaliga anodmaterialföretag.
- Produktkvalitet: Acheson-ugnen är fortfarande att föredra för avancerad grafitproduktion på grund av sin överlägsna temperaturjämnhet, medan den kontinuerliga ugnen uppfyller de stränga konsistenskraven för kraftbatterimaterial genom exakt temperaturkontroll.
- Teknologisk iteration: Nya processer som mikrovågsgrafitisering och plasmagrafitisering är under forskning och utveckling, och kan potentiellt bryta temperaturgränsen på 3 000 °C och ytterligare förkorta bearbetningstiderna i framtiden.
Publiceringstid: 10 sep-2025