焙烧

焙烧

焙烧是指成型后的碳素生坯制品在焙烧炉内，通过一定的介质保护，在隔绝空气的条件下，按一定的温度制度进行高温热处理，使生坯制品内的粘结剂结焦炭化，并将骨料颗粒固结成一体的工艺过程。

焙烧机理：碳素生产用粘结剂一般为煤沥青，是一种由多种多环和杂环芳香族化合物及少量高分子似碳黑的物质组成的混合物。在焙烧加热过程中，这些物质发生多种反应，主要包括：加热反应、分解反应、聚合反应等。由于这种连续的分解和聚合，连接牢固的分子在未挥发的残油中集积起来，连接不牢固的逐渐断掉而减少。这样就按化学键的强度进行淘汰，使分子更加紧密，稳定性更大，并产生由排成正六角碳原子网络组成的巨大平面分子，成为碳青质。碳青质形成时，在平面分子层面之间就产生所谓金属键，表现在分解物质经700℃以上温度处理后，其导电性逐渐增大。但碳青质只是二维的排列，与石墨晶体的三维排列有着本质的区别。当焙烧温度达到900℃以上时，碳青质进一步脱氧和收缩后变成了沥青焦。

焙烧的目的是将生坯制品中粘结剂通过高温热处理转变为焦炭，获得最大残炭量，使制品具有良好的物理化学性能。具体主要有以下几个方面。

1.排除挥发分

炭和石墨制品生产主要使用煤沥青作为粘结剂。煤沥青是炼焦工业副产品煤焦油蒸馏加工后的残留物，组分主要是甲苯不溶物、喹啉不溶物、α树脂、β树脂，这些物质在焙烧过程中发生蒸馏、分解、缩聚等物理化学反应，将生成的轻质碳氢化合物以挥发分的形式排除，从而使焙烧后的制品物理化学性能得到极大改善。

2.使制品中的粘结剂焦化

焙烧过程中粘结剂经过各种反应最后形成结构致密的焦炭，一方面将各种骨料颗粒牢固地连接未一体，同时制品内的空隙得到填充。

3.提高制品的导电性能

炭和石墨制品的导电性能与原料煅烧程度、制品的焙烧和石墨化热处理程度有直接的联系。由于焙烧过程中煤沥青焦化将骨料颗粒粘结为一体，挥发分大量排出，使制品电阻率大幅度降低，提高了制品导电性能。

4.固定制品形状

成型后的生坯制品虽然具有一定的形状，但由于粘结剂没有焦化，受热后生坯制品容易软化变形，对制品的加工和产品质量造成影响。通过焙烧过程中粘结剂的焦化，使骨料颗粒固结为一体，具有一定的机械强度，制品形状得到固定，同时制品的体积也得到一定的稳定性。

5.提高制品的各项物理化学性能

焙烧过程中，粘结剂焦化，制品体积收缩，真密度增加，机械强度、抗氧化性、导热性、耐腐蚀性能等都得到较大提高，使制品获得良好的物理化学性能。