1. Forvarmingsfase ved lav temperatur (romtemperatur til 350 ℃)
Når den faktiske oppvarmingstemperaturen til det grønne legemet når 100 til 230 grader Celsius, begynner det grønne legemet å mykne, den indre spenningen avtar, volumet utvider seg litt, men ikke mye flyktig stoff slippes ut, og det grønne legemet er i plastisk fase. På dette stadiet er hovedfunksjonen å forvarme karbonbarren. På grunn av temperatur- og trykkforskjellene i det grønne barren, migrerer og diffunderer noen av de lette komponentene i asfalten. Etter hvert som temperaturen fortsetter å stige til 230-400 ℃, akselererer nedbrytningshastigheten til asfalt gradvis. Spesielt innenfor temperaturområdet 350-400 ℃ brytes asfalt voldsomt ned, og en stor mengde flyktig stoff slippes ut. På dette stadiet må oppvarmingshastigheten kontrolleres for å forhindre at plutselig temperaturøkning forårsaker indre spenningskonsentrasjon, og samtidig for å unngå rask frigjøring av flyktig stoff som kan forårsake sprekker i karbonbarren.
2. Koksingstrinn ved middels temperatur (350 ℃ til 800 ℃)
Når den faktiske oppvarmingstemperaturen til det grønne legemet stiger til 400–550 ℃, avtar nedbrytnings- og fordampningshastigheten til asfalten, og går inn i et stadium dominert av polykondensasjonsreaksjon. Ved høye temperaturer gjennomgår asfalt termisk nedbrytning og polykondensasjon for å danne semikoks. På dette tidspunktet reduseres mengden flyktig materiale som slippes ut, og volumet av det grønne legemet endres fra ekspansjon til sammentrekning. Når den faktiske oppvarmingstemperaturen til det grønne legemet når 500 til 700 ℃, omdannes semikoksen som dannes av asfalten videre til bindemiddelkoks (asfaltkoks), det flyktige materialet som frigjøres ved nedbrytning av asfalt reduseres ytterligere, og det grønne karbonlegemet fortsetter å krympe. På dette tidspunktet har asfaltbindemidlet omdannet seg til bindemiddelkoks, og den varmeledningsevnen til det grønne karbonlegemet har økt. Dette stadiet er et avgjørende stadie som påvirker kvaliteten på brenningen. Bindemidlet gjennomgår et stort antall komplekse nedbrytnings-, polymerisasjons-, sykliserings- og aromatiseringsreaksjoner. Nedbrytningen av bindemidlet og repolymerisasjonen av nedbrytningsproduktene skjer samtidig, og danner en mellomfase. Veksten av mellomfasen fører til dannelse av forløpere. Ved 400 ℃ begynner produktet å vise koksdannelse, men styrken er fortsatt svært lav, og asfaltens adhesjon avtar. Ved rundt 500 ℃, selv om det fortsatt er en liten mengde flyktige stoffer, har karbonets grunnstruktur allerede dannet seg. Halvkoks dannes ved 500 til 550 ℃, og de flyktige stoffene som produseres ved termisk nedbrytning av asfalt, frigjøres i hovedsak før 600 til 650 ℃. Koks dannes ved 700 til 750 ℃. For å øke koksningshastigheten til asfalt og forbedre produktenes fysiske og kjemiske egenskaper, må temperaturen økes jevnt og sakte på dette stadiet. I tillegg frigjøres en stor mengde flyktige stoffer i løpet av dette stadiet, og fyller hele ovnskammeret. Disse gassene brytes ned på overflaten av de varme produktene, og genererer fast karbon som avsettes på porene og overflaten av produktene, øker koksutbyttet og tetter porene i produktene, og forbedrer dermed styrken. Det mest fremtredende trekket ved reaksjonen på dette stadiet er polymerisasjonen og dekomponeringen av funksjonelle grupper og den gradvise økningen i hydrogeninnholdet i den utledede gassen.
3. Høytemperatur sintringstrinn (800 ℃ til 1200 ~ 1350 ℃)
Når produktet når over 700 ℃, er koksprosessen til bindemidlet i hovedsak fullført. Under høytemperatursintringstrinnet kan oppvarmingshastigheten økes noe. Etter at maksimal temperatur er nådd, er det nødvendig å opprettholde temperaturen i 15 til 20 timer. Under koksprosessen dannes store aromatiske, plane molekyler. De perifere forskjellige atomene og atomgruppene i de plane molekylene brytes og ekskluderes. Når temperaturen stiger, gjennomgår de plane molekylene omorganisering. Over 900 ℃ brytes hydrogenatomer i kanten gradvis og elimineres. Samtidig krymper og fortetter bindemiddelkoksen ytterligere. På dette tidspunktet svekkes den kjemiske prosessen gradvis, den indre og ytre krympingen avtar gradvis, mens den sanne tettheten, styrken og den elektriske ledningsevnen øker.
4. Avkjølingsfase
Under avkjøling kan avkjølingshastigheten være litt raskere enn oppvarmingshastigheten. På grunn av begrensningen i produktets varmeledningsevne er imidlertid avkjølingshastigheten inne i produktet mindre enn på overflaten, og dermed dannes temperaturgradienter og termiske spenningsgradienter av ulik størrelse fra sentrum til overflaten av produktet. Hvis den termiske spenningen er for stor, vil det forårsake ujevn intern og ekstern krymping og føre til sprekker. Derfor bør avkjøling også utføres på en kontrollert måte. Under avkjølingsfasen implementeres gradientkjøling. Kjølehastigheten i områder over 800 ℃ overstiger ikke 3 ℃/t for å unngå sprekker forårsaket av rask avkjøling. Temperaturen som produktene kommer ut av ovnen ved, må være under 80 ℃. Ved bruk av et forstøvet vannkjølesystem bør vanntemperaturen holdes stabilt på 40 ℃ ± 2 ℃ for å forhindre termisk sjokkskade.
Publisert: 11. juni 2025