1. Madala temperatuuriga eelsoojenduse etapp (toatemperatuur kuni 350 ℃)
Kui rohelise keha tegelik kuumutustemperatuur jõuab 100–230 kraadini Celsiuse järgi, hakkab roheline keha pehmenema, sisemine pinge väheneb, maht veidi laieneb, kuid lenduvaid aineid ei eraldu palju ja roheline keha on plastilises staadiumis. Selles etapis on peamine ülesanne süsiniktooriku eelsoojendamine. Rohelise tooriku temperatuuri ja rõhu erinevuste tõttu migreeruvad, hajuvad ja voolavad mõned asfaldi kerged komponendid rohelises toorikus. Kui temperatuur tõuseb jätkuvalt 230–400 ℃-ni, kiireneb asfaldi lagunemiskiirus järk-järgult. Eriti temperatuurivahemikus 350–400 ℃ laguneb asfalt ägedalt ja eraldub suur hulk lenduvaid aineid. Selles etapis tuleb kuumutuskiirust kontrollida, et vältida järsku temperatuuri tõusu, mis põhjustab sisemiste pingete kontsentratsiooni, ja samal ajal vältida lenduvate ainete kiiret eraldumist, mis võib põhjustada süsiniktooriku pragusid.
2. Keskmise temperatuuriga koksistamisetapp (350 ℃ kuni 800 ℃)
Kui rohelise keha tegelik kuumutustemperatuur tõuseb 400–550 ℃-ni, aeglustub asfaldi lagunemis- ja lendumiskiirus, sisenedes polükondensatsioonireaktsiooni domineerivasse etappi. Kõrgetel temperatuuridel läbib asfalt termilise lagunemise ja polükondensatsiooni, moodustades poolkoksi. Sel hetkel väheneb eralduva lenduva aine hulk ja rohelise keha maht muutub paisumisest kokkutõmbumiseks. Kui rohelise keha tegelik kuumutustemperatuur jõuab 500–700 ℃-ni, muutub asfaldist moodustunud poolkoks edasi sideainekoksiks (asfaltkoksiks), asfaldi lagunemisel eralduva lenduva aine hulk väheneb veelgi ja süsinikroheline keha jätkab kahanemist. Sel hetkel on asfaldisideaine muutunud sideainekoksiks ja süsinikrohelise keha soojusjuhtivus on suurenenud. See etapp on oluline, kuna see mõjutab särdamise kvaliteeti. Sideaine läbib suure hulga keerulisi lagunemis-, polümerisatsiooni-, tsüklisatsiooni- ja aromatisatsioonireaktsioone. Sideaine lagunemine ja lagunemissaaduste uuesti polümerisatsioon toimuvad samaaegselt, moodustades vahefaasi. Vahefaasi kasv viib eelkäijate moodustumiseni. Temperatuuril 400 ℃ hakkab toode koksistuma, kuid tugevus on endiselt väga madal ja asfaldi adhesioon väheneb. Umbes temperatuuril 500 ℃ on küll väike kogus lenduvaid aineid alles, kuid süsiniku põhistruktuur on juba moodustunud. Temperatuuril 500–550 ℃ moodustub poolkoks ja asfaldi termilisel lagunemisel tekkivad lenduvad ained eralduvad põhimõtteliselt enne temperatuuri 600–650 ℃. Temperatuuril 700–750 ℃ moodustub koks. Asfaldi koksistumiskiiruse suurendamiseks ja toodete füüsikaliste ja keemiliste omaduste parandamiseks tuleb temperatuuri selles etapis ühtlaselt ja aeglaselt tõsta. Lisaks eraldub selles etapis suur kogus lenduvaid aineid, mis täidavad kogu ahjukambri. Need gaasid lagunevad kuumade toodete pinnal, tekitades tahke süsiniku, mis ladestub toodete pooridele ja pinnale, suurendades koksi saagist ja sulgedes toodete poorid, parandades seeläbi nende tugevust. Selle etapi reaktsiooni kõige silmapaistvam tunnus on funktsionaalrühmade polümerisatsioon ja lagunemine ning vesinikusisalduse järkjärguline suurenemine väljuvas gaasis.
3. Kõrgtemperatuuriline paagutamisetapp (800 ℃ kuni 1200–1350 ℃)
Kui toote temperatuur ületab 700 ℃, on sideaine koksimisprotsessi lõpp. Kõrgtemperatuuril paagutamise etapis saab kuumutamiskiirust mõnevõrra suurendada. Pärast maksimaalse temperatuuri saavutamist on vaja temperatuuri hoida 15–20 tundi. Koksimisprotsessi käigus moodustuvad suured aromaatsed tasapinnalised molekulid. Tasapinnaliste molekulide perifeersed erinevad aatomid ja aatomirühmad purunevad ja eralduvad. Temperatuuri tõustes toimuvad tasapinnaliste molekulide ümberpaigutus. Üle 900 ℃ purunevad servades olevad vesinikuaatomid järk-järgult ja eralduvad. Samal ajal sideaine koks veelgi kahaneb ja tiheneb. Sel hetkel keemiline protsess järk-järgult nõrgeneb, sisemine ja väline kokkutõmbumine väheneb järk-järgult, samal ajal kui tegelik tihedus, tugevus ja elektrijuhtivus suurenevad.
4. Jahutusfaas
Jahutamise ajal võib jahutuskiirus olla veidi kiirem kui kuumutamiskiirus. Toote piiratud soojusjuhtivuse tõttu on aga toote sees jahutuskiirus väiksem kui pinnal, mistõttu tekivad toote keskpunktist pinnani erineva suurusega temperatuurigradiendid ja termilise pinge gradiendid. Liiga suur termiline pinge põhjustab ebaühtlast sisemist ja välist kokkutõmbumist ning pragusid. Seetõttu tuleks jahutamist teostada kontrollitult. Jahutamisetapis rakendatakse gradientjahutust. Jahutuskiirus üle 800 ℃ piirkondades ei tohi ületada 3 ℃/h, et vältida kiire jahutamise tagajärjel tekkivaid pragusid. Toote temperatuur ahjust väljudes peab olema alla 80 ℃. Pihustusvee jahutussüsteemi kasutamisel tuleks vee temperatuuri stabiilselt hoida 40 ℃ ± 2 ℃ juures, et vältida termilise šoki kahjustusi.
Postituse aeg: 11. juuni 2025