۱. مرحله پیش گرمایش در دمای پایین (دمای اتاق تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد)
وقتی دمای واقعی گرمایش بدنه خام به ۱۰۰ تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد میرسد، بدنه خام شروع به نرم شدن میکند، تنش داخلی کاهش مییابد، حجم آن کمی افزایش مییابد، اما مواد فرار زیادی تخلیه نمیشود و بدنه خام در مرحله پلاستیک قرار دارد. در این مرحله، وظیفه اصلی، پیشگرم کردن شمش کربنی است. به دلیل اختلاف دما و فشار در شمش سبز، برخی از اجزای سبک آسفالت مهاجرت کرده و پخش و جریان مییابند. با افزایش دما تا ۲۳۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد، سرعت تجزیه آسفالت به تدریج افزایش مییابد. به خصوص در محدوده دمایی ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد، آسفالت به شدت تجزیه میشود و مقدار زیادی مواد فرار تخلیه میشود. در این مرحله، سرعت گرمایش باید کنترل شود تا از افزایش ناگهانی دما که باعث تمرکز تنش داخلی میشود، جلوگیری شود و در عین حال، از آزاد شدن سریع مواد فرار که ممکن است باعث ترک خوردگی در شمش کربنی شود، جلوگیری شود.
۲. مرحله ککسازی در دمای متوسط (۳۵۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد)
وقتی دمای واقعی گرمایش بدنه خام به ۴۰۰ تا ۵۵۰ درجه سانتیگراد افزایش مییابد، سرعت تجزیه و تبخیر آسفالت کاهش مییابد و وارد مرحلهای میشود که واکنش پلیکاندنساسیون بر آن غالب است. در دماهای بالا، آسفالت تحت تجزیه حرارتی و پلیکاندنساسیون قرار میگیرد و نیمهکک تشکیل میشود. در این مرحله، مقدار مواد فرار تخلیه شده کاهش مییابد و حجم بدنه خام از انبساط به انقباض تغییر میکند. وقتی دمای واقعی گرمایش بدنه خام به ۵۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد میرسد، نیمهکک تشکیل شده توسط آسفالت بیشتر به کک چسباننده (کک آسفالت) تبدیل میشود، مواد فرار آزاد شده از تجزیه آسفالت بیشتر کاهش مییابد و بدنه کربن سبز همچنان به کوچک شدن ادامه میدهد. در این مرحله، چسباننده آسفالت به کک چسباننده تبدیل شده و رسانایی حرارتی بدنه کربن سبز افزایش یافته است. این مرحله، مرحلهای حیاتی است که بر کیفیت برشته شدن تأثیر میگذارد. چسباننده متحمل تعداد زیادی واکنش پیچیده تجزیه، پلیمریزاسیون، حلقهزایی و معطرسازی میشود. تجزیه چسب و پلیمریزاسیون مجدد محصولات تجزیه به طور همزمان رخ میدهد و یک فاز میانی تشکیل میدهد. رشد فاز میانی منجر به تشکیل پیشسازها میشود. در دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد، محصول شروع به کک شدن میکند، اما استحکام آن هنوز بسیار کم است و چسبندگی آسفالت کاهش مییابد. در حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد، اگرچه هنوز مقدار کمی ماده فرار وجود دارد، اما ساختار اساسی کربن از قبل تشکیل شده است. نیمه کک در دمای ۵۰۰ تا ۵۵۰ درجه سانتیگراد تشکیل میشود و مواد فرار تولید شده توسط تجزیه حرارتی آسفالت اساساً قبل از ۶۰۰ تا ۶۵۰ درجه سانتیگراد تخلیه میشوند. کک در دمای ۷۰۰ تا ۷۵۰ درجه سانتیگراد تشکیل میشود. به منظور افزایش سرعت کک شدن آسفالت و بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی محصولات، دما باید در این مرحله به طور یکنواخت و آهسته افزایش یابد. علاوه بر این، در طول این مرحله، مقدار زیادی ماده فرار تخلیه میشود و کل محفظه کوره را پر میکند. این گازها روی سطح محصولات داغ تجزیه میشوند و کربن جامدی تولید میکنند که روی منافذ و سطح محصولات رسوب میکند و باعث افزایش بازده کک و آببندی منافذ محصولات و در نتیجه افزایش استحکام آنها میشود. برجستهترین ویژگی واکنش در این مرحله، پلیمریزاسیون و تجزیه گروههای عاملی و افزایش تدریجی محتوای هیدروژن در گاز خروجی است.
۳. مرحله پخت در دمای بالا (۸۰۰ تا ۱۲۰۰ تا ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد)
وقتی محصول به بالای ۷۰۰ درجه سانتیگراد میرسد، فرآیند ککسازی چسب اساساً تکمیل میشود. در طول مرحله پخت در دمای بالا، میتوان سرعت گرمایش را تا حدودی افزایش داد. پس از رسیدن به حداکثر دما، لازم است دما را به مدت ۱۵ تا ۲۰ ساعت حفظ کرد. در طول فرآیند ککسازی، مولکولهای بزرگ مسطح آروماتیک تشکیل میشوند. اتمهای ناهمسان محیطی و گروههای اتمی مولکولهای مسطح میشکنند و حذف میشوند. با افزایش دما، مولکولهای مسطح دستخوش بازآرایی میشوند. بالاتر از ۹۰۰ درجه سانتیگراد، اتمهای هیدروژن در لبه به تدریج میشکنند و حذف میشوند. در همان زمان، کک چسب بیشتر منقبض و متراکم میشود. در این مرحله، فرآیند شیمیایی به تدریج ضعیف میشود، انقباض داخلی و خارجی به تدریج کاهش مییابد، در حالی که چگالی واقعی، استحکام و رسانایی الکتریکی همگی افزایش مییابند.
۴. مرحله خنکسازی
در طول خنکسازی، سرعت خنکسازی میتواند کمی سریعتر از سرعت گرمایش باشد. با این حال، به دلیل محدودیت رسانایی حرارتی محصول، سرعت خنکسازی در داخل محصول کمتر از سطح آن است، بنابراین گرادیانهای دما و گرادیانهای تنش حرارتی با شدتهای مختلف از مرکز تا سطح محصول ایجاد میشود. اگر تنش حرارتی خیلی زیاد باشد، باعث انقباض داخلی و خارجی ناهموار شده و منجر به ترک میشود. بنابراین، خنکسازی نیز باید به صورت کنترلشده انجام شود. در طول مرحله خنکسازی، خنکسازی گرادیانی اجرا میشود. سرعت خنکسازی در مناطقی که دمای آنها بالاتر از ۸۰۰ درجه سانتیگراد است، از ۳ درجه سانتیگراد در ساعت تجاوز نمیکند تا از ترکهای ناشی از خنکسازی سریع جلوگیری شود. دمایی که محصولات از کوره خارج میشوند باید کمتر از ۸۰ درجه سانتیگراد باشد. هنگام استفاده از سیستم خنککننده آب اتمیزه، دمای آب باید به طور پایدار در ۴۰ درجه سانتیگراد ± ۲ درجه سانتیگراد حفظ شود تا از آسیب شوک حرارتی جلوگیری شود.
زمان ارسال: 11 ژوئن 2025