1. Στάδιο προθέρμανσης χαμηλής θερμοκρασίας (θερμοκρασία δωματίου έως 350℃)
Όταν η πραγματική θερμοκρασία θέρμανσης του πράσινου σώματος φτάσει τους 100 έως 230 βαθμούς Κελσίου, το πράσινο σώμα αρχίζει να μαλακώνει, η εσωτερική τάση χαλαρώνει, ο όγκος διαστέλλεται ελαφρώς, αλλά δεν εκκενώνεται πολύ πτητική ύλη και το πράσινο σώμα βρίσκεται στο πλαστικό στάδιο. Σε αυτό το στάδιο, η κύρια λειτουργία είναι η προθέρμανση του τσιμεντοκονιάματος άνθρακα. Λόγω των διαφορών θερμοκρασίας και πίεσης μέσα στο πράσινο τσιμεντοκονίαμα, ορισμένα από τα ελαφρά συστατικά της ασφάλτου μεταναστεύουν, διαχέονται και ρέουν. Καθώς η θερμοκρασία συνεχίζει να αυξάνεται στους 230-400℃, ο ρυθμός αποσύνθεσης της ασφάλτου επιταχύνεται σταδιακά. Ειδικά εντός του εύρους θερμοκρασίας 350-400℃, η άσφαλτος αποσυντίθεται βίαια και εκκενώνεται μεγάλη ποσότητα πτητικής ύλης. Σε αυτό το στάδιο, ο ρυθμός θέρμανσης πρέπει να ελέγχεται για να αποτραπεί η απότομη αύξηση της θερμοκρασίας που προκαλεί εσωτερική συγκέντρωση τάσης και ταυτόχρονα, για να αποφευχθεί η ταχεία απελευθέρωση πτητικής ύλης που μπορεί να προκαλέσει ρωγμές στο τσιμεντοκονίαμα άνθρακα.
2. Στάδιο οπτανθρακοποίησης μεσαίας θερμοκρασίας (350℃ έως 800℃)
Όταν η πραγματική θερμοκρασία θέρμανσης του πράσινου σώματος ανέβει στους 400-550℃, ο ρυθμός αποσύνθεσης και εξάτμισης της ασφάλτου επιβραδύνεται, εισερχόμενος σε ένα στάδιο που κυριαρχείται από αντίδραση πολυσυμπύκνωσης. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η άσφαλτος υφίσταται θερμική αποσύνθεση και πολυσυμπύκνωση για να σχηματίσει ημι-οπτάνθρακα. Σε αυτό το σημείο, η ποσότητα της πτητικής ύλης που εκλύεται μειώνεται και ο όγκος του πράσινου σώματος αλλάζει από διαστολή σε συστολή. Όταν η πραγματική θερμοκρασία θέρμανσης του πράσινου σώματος φτάσει τους 500 έως 700℃, ο ημι-οπτάνθρακας που σχηματίζεται από την άσφαλτο μετατρέπεται περαιτέρω σε συνδετικό κοκ (οπτάνθρακας ασφάλτου), η πτητική ύλη που απελευθερώνεται από την αποσύνθεση της ασφάλτου μειώνεται περαιτέρω και το πράσινο άνθρακα συνεχίζει να συρρικνώνεται. Σε αυτό το σημείο, το συνδετικό ασφαλτικό έχει μετατραπεί σε συνδετικό κοκ και η θερμική αγωγιμότητα του πράσινου άνθρακα έχει αυξηθεί. Αυτό το στάδιο είναι κρίσιμο και επηρεάζει την ποιότητα του ψησίματος. Το συνδετικό υλικό υφίσταται μεγάλο αριθμό σύνθετων αντιδράσεων αποσύνθεσης, πολυμερισμού, κυκλοποίησης και αρωματοποίησης. Η αποσύνθεση του συνδετικού υλικού και ο επαναπολυμερισμός των προϊόντων αποσύνθεσης συμβαίνουν ταυτόχρονα, σχηματίζοντας μια ενδιάμεση φάση. Η ανάπτυξη της ενδιάμεσης φάσης οδηγεί στο σχηματισμό προδρόμων. Στους 400℃, το προϊόν αρχίζει να εμφανίζει οπτανθρακοποίηση, αλλά η αντοχή του παραμένει πολύ χαμηλή και η πρόσφυση της ασφάλτου μειώνεται. Γύρω στους 500℃, αν και υπάρχει ακόμα μια μικρή ποσότητα πτητικής ύλης, η βασική δομή του άνθρακα έχει ήδη σχηματιστεί. Ο ημιοπτάνθρακας σχηματίζεται στους 500 έως 550℃ και οι πτητικές ουσίες που παράγονται από τη θερμική αποσύνθεση της ασφάλτου ουσιαστικά εκκενώνονται πριν από τους 600 έως 650℃. Ο οπτάνθρακας σχηματίζεται στους 700 έως 750℃. Προκειμένου να αυξηθεί ο ρυθμός οπτανθρακοποίησης της ασφάλτου και να βελτιωθούν οι φυσικές και χημικές ιδιότητες των προϊόντων, η θερμοκρασία πρέπει να αυξηθεί ομοιόμορφα και αργά σε αυτό το στάδιο. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου, εκκενώνεται μεγάλη ποσότητα πτητικής ύλης, γεμίζοντας ολόκληρο τον θάλαμο του κλιβάνου. Αυτά τα αέρια αποσυντίθενται στην επιφάνεια των θερμών προϊόντων, παράγοντας στερεό άνθρακα που εναποτίθεται στους πόρους και την επιφάνεια των προϊόντων, αυξάνοντας την απόδοση σε οπτάνθρακα και σφραγίζοντας τους πόρους των προϊόντων, ενισχύοντας έτσι την αντοχή τους. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό της αντίδρασης σε αυτό το στάδιο είναι ο πολυμερισμός και η αποσύνθεση των λειτουργικών ομάδων και η σταδιακή αύξηση της περιεκτικότητας σε υδρογόνο στο εκλυόμενο αέριο.
3. Στάδιο υψηλής θερμοκρασίας πυροσυσσωμάτωσης (800℃ έως 1200~1350℃)
Όταν το προϊόν φτάσει πάνω από 700℃, η διαδικασία οπτανθρακοποίησης του συνδετικού υλικού ουσιαστικά ολοκληρώνεται. Κατά τη διάρκεια του σταδίου υψηλής θερμοκρασίας σύντηξης, ο ρυθμός θέρμανσης μπορεί να αυξηθεί κάπως. Μετά την επίτευξη της μέγιστης θερμοκρασίας, είναι απαραίτητο να διατηρηθεί η θερμοκρασία για 15 έως 20 ώρες. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οπτανθρακοποίησης, σχηματίζονται μεγάλα αρωματικά επίπεδα μόρια. Τα περιφερειακά ανόμοια άτομα και οι ατομικές ομάδες των επίπεδων μορίων σπάνε και αποκλείονται. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα επίπεδα μόρια υφίστανται αναδιάταξη. Πάνω από τους 900℃, τα άτομα υδρογόνου στην άκρη σπάνε σταδιακά και εξαλείφονται. Ταυτόχρονα, ο οπτάνθρακας του συνδετικού υλικού συρρικνώνεται και πυκνώνει περαιτέρω. Σε αυτό το σημείο, η χημική διαδικασία εξασθενεί σταδιακά, η εσωτερική και η εξωτερική συρρίκνωση μειώνεται σταδιακά, ενώ η πραγματική πυκνότητα, η αντοχή και η ηλεκτρική αγωγιμότητα αυξάνονται.
4. Στάδιο ψύξης
Κατά τη διάρκεια της ψύξης, ο ρυθμός ψύξης μπορεί να είναι ελαφρώς ταχύτερος από τον ρυθμό θέρμανσης. Ωστόσο, λόγω του περιορισμού της θερμικής αγωγιμότητας του προϊόντος, ο ρυθμός ψύξης στο εσωτερικό του προϊόντος είναι μικρότερος από αυτόν στην επιφάνεια, σχηματίζοντας έτσι διαβαθμίσεις θερμοκρασίας και διαβαθμίσεις θερμικής τάσης διαφορετικών μεγεθών από το κέντρο προς την επιφάνεια του προϊόντος. Εάν η θερμική τάση είναι πολύ μεγάλη, θα προκαλέσει ανομοιόμορφη εσωτερική και εξωτερική συρρίκνωση και θα οδηγήσει σε ρωγμές. Επομένως, η ψύξη θα πρέπει επίσης να πραγματοποιείται με ελεγχόμενο τρόπο. Κατά τη διάρκεια του σταδίου ψύξης, εφαρμόζεται διαβαθμισμένη ψύξη. Ο ρυθμός ψύξης σε περιοχές άνω των 800℃ δεν υπερβαίνει τους 3℃/h για να αποφευχθούν ρωγμές που προκαλούνται από ταχεία ψύξη. Η θερμοκρασία στην οποία τα προϊόντα εξέρχονται από τον κλίβανο πρέπει να είναι κάτω από 80℃. Όταν χρησιμοποιείται σύστημα ψύξης με ψεκασμό νερού, η θερμοκρασία του νερού πρέπει να διατηρείται σταθερά στους 40℃±2℃ για να αποφευχθούν ζημιές από θερμικό σοκ.
Ώρα δημοσίευσης: 11 Ιουνίου 2025