1. Düşük sıcaklıkta ön ısıtma aşaması (oda sıcaklığından 350℃'ye kadar)
Yeşil gövdenin gerçek ısıtma sıcaklığı 100 ila 230 santigrat dereceye ulaştığında, yeşil gövde yumuşamaya başlar, iç gerilim azalır, hacim hafifçe genişler, ancak çok fazla uçucu madde salınmaz ve yeşil gövde plastik aşamadadır. Bu aşamada, ana işlev karbon kütüğünü önceden ısıtmaktır. Yeşil kütük içindeki sıcaklık ve basınç farkları nedeniyle, asfaltın bazı hafif bileşenleri göç eder, yayılır ve akar. Sıcaklık 230-400℃'ye yükselmeye devam ettikçe, asfaltın ayrışma hızı kademeli olarak hızlanır. Özellikle 350-400℃ sıcaklık aralığında, asfalt şiddetli bir şekilde ayrışır ve büyük miktarda uçucu madde salınır. Bu aşamada, ani sıcaklık artışının iç gerilim yoğunlaşmasına neden olmasını önlemek ve aynı zamanda karbon kütüğünde çatlaklara neden olabilecek uçucu maddenin hızlı salınımını önlemek için ısıtma hızının kontrol edilmesi gerekir.
2. Orta sıcaklıkta koklaştırma aşaması (350℃ ila 800℃)
Yeşil gövdenin gerçek ısıtma sıcaklığı 400-550℃'ye yükseldiğinde, asfaltın ayrışma ve buharlaşma hızı yavaşlar ve polikondenzasyon reaksiyonunun baskın olduğu bir aşamaya girer. Yüksek sıcaklıklarda, asfalt termal ayrışma ve polikondenzasyona uğrayarak yarı kok oluşturur. Bu noktada, salınan uçucu madde miktarı azalır ve yeşil gövdenin hacmi genleşmeden büzülmeye geçer. Yeşil gövdenin gerçek ısıtma sıcaklığı 500 ila 700℃'ye ulaştığında, asfalt tarafından oluşturulan yarı kok daha da dönüşerek bağlayıcı kok (asfalt koku) oluşturur, asfaltın ayrışmasıyla salınan uçucu madde miktarı daha da azalır ve karbon yeşil gövdesi büzülmeye devam eder. Bu noktada, asfalt bağlayıcı bağlayıcı koka dönüşmüştür ve karbon yeşil gövdesinin ısı iletkenliği artmıştır. Bu aşama, kavurma kalitesini etkileyen çok önemli bir aşamadır. Bağlayıcı, çok sayıda karmaşık ayrışma, polimerizasyon, siklizasyon ve aromatizasyon reaksiyonuna uğrar. Bağlayıcının ayrışması ve ayrışma ürünlerinin yeniden polimerizasyonu eş zamanlı olarak gerçekleşir ve bir ara faz oluşturur. Ara fazın büyümesi, öncüllerin oluşumuna yol açar. 400℃'de ürün koklaşmaya başlar, ancak mukavemeti hala çok düşüktür ve asfaltın yapışma özelliği azalır. Yaklaşık 500℃'de, hala az miktarda uçucu madde bulunmasına rağmen, karbonun temel yapısı zaten oluşmuştur. 500 ila 550℃'de yarı kok oluşur ve asfaltın termal ayrışmasıyla üretilen uçucu maddeler 600 ila 650℃'den önce büyük ölçüde boşaltılır. 700 ila 750℃'de kok oluşur. Asfaltın koklaşma oranını artırmak ve ürünlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini iyileştirmek için, bu aşamada sıcaklığın eşit ve yavaş bir şekilde yükseltilmesi gerekir. Ayrıca, bu aşamada büyük miktarda uçucu madde boşaltılır ve fırın haznesinin tamamını doldurur. Bu gazlar, sıcak ürünlerin yüzeyinde ayrışarak, ürünlerin gözeneklerine ve yüzeyine çökelen katı karbon oluşturur; bu da kok verimini artırır ve ürünlerin gözeneklerini kapatarak mukavemetlerini artırır. Bu aşamada reaksiyonun en belirgin özelliği, fonksiyonel grupların polimerizasyonu ve ayrışması ile deşarj edilen gazdaki hidrojen içeriğinin kademeli olarak artmasıdır.
3. Yüksek sıcaklıkta sinterleme aşaması (800℃ ila 1200~1350℃)
Ürün 700℃'nin üzerine çıktığında, bağlayıcının koklaşma süreci temelde tamamlanır. Yüksek sıcaklıkta sinterleme aşamasında, ısıtma hızı biraz artırılabilir. Maksimum sıcaklığa ulaşıldıktan sonra, sıcaklığın 15 ila 20 saat boyunca korunması gerekir. Koklaşma sürecinde, büyük aromatik düzlemsel moleküller oluşur. Düzlemsel moleküllerin çevresel farklı atomları ve atom grupları kırılır ve dışarı atılır. Sıcaklık yükseldikçe, düzlemsel moleküller yeniden düzenlenir. 900℃'nin üzerinde, kenardaki hidrojen atomları kademeli olarak kırılır ve ortadan kaldırılır. Aynı zamanda, bağlayıcı kok daha da büzülür ve yoğunlaşır. Bu noktada, kimyasal süreç kademeli olarak zayıflar, iç ve dış büzülme kademeli olarak azalırken, gerçek yoğunluk, mukavemet ve elektriksel iletkenlik artar.
4. Soğutma aşaması
Soğutma sırasında, soğutma hızı ısıtma hızından biraz daha hızlı olabilir. Bununla birlikte, ürünün ısı iletkenliğinin sınırlı olması nedeniyle, ürünün içindeki soğutma hızı yüzeydekinden daha azdır; bu da ürünün merkezinden yüzeyine doğru farklı büyüklükte sıcaklık gradyanları ve termal gerilim gradyanları oluşturur. Termal gerilim çok büyük olursa, düzensiz iç ve dış büzülmeye ve çatlaklara yol açar. Bu nedenle, soğutma da kontrollü bir şekilde yapılmalıdır. Soğutma aşamasında, kademeli soğutma uygulanır. Hızlı soğutmadan kaynaklanan çatlakları önlemek için 800℃'nin üzerindeki alanlarda soğutma hızı 3℃/saati geçmemelidir. Ürünlerin fırından çıktığı sıcaklık 80℃'nin altında olmalıdır. Atomize su soğutma sistemi kullanıldığında, termal şok hasarını önlemek için su sıcaklığı 40℃±2℃'de sabit tutulmalıdır.
Yayın tarihi: 11 Haz-2025