Procesi i kalcinimit të materialeve të karbonit.

1. Faza e ngrohjes paraprake me temperaturë të ulët (temperatura e dhomës deri në 350℃)
Kur temperatura aktuale e ngrohjes së trupit të gjelbër arrin 100 deri në 230 gradë Celsius, trupi i gjelbër fillon të zbutet, stresi i brendshëm relaksohet, vëllimi zgjerohet pak, por nuk shkarkohet shumë lëndë e paqëndrueshme dhe trupi i gjelbër është në fazën plastike. Në këtë fazë, funksioni kryesor është ngrohja paraprake e pjesës së karbonit. Për shkak të ndryshimeve të temperaturës dhe presionit brenda pjesës së gjelbër, disa nga përbërësit e lehtë të asfaltit migrojnë, shpërndahen dhe rrjedhin. Ndërsa temperatura vazhdon të rritet në 230-400℃, shkalla e dekompozimit të asfaltit përshpejtohet gradualisht. Sidomos brenda diapazonit të temperaturës 350-400℃, asfalti dekompozohet me dhunë dhe shkarkohet një sasi e madhe lënde e paqëndrueshme. Në këtë fazë, shkalla e ngrohjes duhet të kontrollohet për të parandaluar rritjen e papritur të temperaturës që shkakton përqendrim të stresit të brendshëm, dhe në të njëjtën kohë, për të shmangur çlirimin e shpejtë të lëndës së paqëndrueshme që mund të shkaktojë çarje në pjesën e karbonit.
2. Faza e koksit në temperaturë mesatare (350℃ deri në 800℃)
Kur temperatura aktuale e ngrohjes së trupit të gjelbër rritet në 400-550℃, shkalla e dekompozimit dhe avullimit të asfaltit ngadalësohet, duke hyrë në një fazë të dominuar nga reaksioni i polikondensimit. Në temperatura të larta, asfalti i nënshtrohet dekompozimit termik dhe polikondensimit për të formuar gjysmë-koks. Në këtë pikë, sasia e lëndës së avullueshme të shkarkuar zvogëlohet dhe vëllimi i trupit të gjelbër ndryshon nga zgjerimi në tkurrje. Kur temperatura aktuale e ngrohjes së trupit të gjelbër arrin 500 deri në 700℃, gjysmë-koksi i formuar nga asfalti shndërrohet më tej në koks lidhës (koks asfalti), lënda e avullueshme e çliruar nga dekompozimi i asfaltit zvogëlohet më tej dhe trupi i karbonit të gjelbër vazhdon të tkurret. Në këtë pikë, lidhësi i asfaltit është transformuar në koks lidhës dhe përçueshmëria termike e trupit të karbonit të gjelbër është rritur. Kjo fazë është thelbësore që ndikon në cilësinë e pjekjes. Lidhësi i nënshtrohet një numri të madh reaksionesh komplekse dekompozimi, polimerizimi, ciklizimi dhe aromatizimi. Dekompozimi i lidhësit dhe ri-polimerizimi i produkteve të dekompozimit ndodhin njëkohësisht, duke formuar një fazë të ndërmjetme. Rritja e fazës së ndërmjetme çon në formimin e pararendësve. Në 400℃, produkti fillon të tregojë koksifikim, por forca është ende shumë e ulët dhe ngjitja e asfaltit zvogëlohet. Rreth 500℃, megjithëse ka ende një sasi të vogël të lëndës së paqëndrueshme, struktura bazë e karbonit është formuar tashmë. Gjysmë-koksi formohet në 500 deri në 550℃, dhe substancat e paqëndrueshme të prodhuara nga dekompozimi termik i asfaltit shkarkohen kryesisht para 600 deri në 650℃. Koksi formohet në 700 deri në 750℃. Për të rritur shkallën e koksifikimit të asfaltit dhe për të përmirësuar vetitë fizike dhe kimike të produkteve, temperatura duhet të rritet në mënyrë uniforme dhe ngadalë në këtë fazë. Përveç kësaj, gjatë kësaj faze, një sasi e madhe e lëndës së paqëndrueshme shkarkohet, duke mbushur të gjithë dhomën e furrës. Këto gazra dekompozohen në sipërfaqen e produkteve të nxehta, duke gjeneruar karbon të ngurtë që depozitohet në poret dhe sipërfaqen e produkteve, duke rritur rendimentin e koksit dhe duke mbyllur poret e produkteve, duke rritur kështu forcën e tyre. Karakteristika më e spikatur e reaksionit në këtë fazë është polimerizimi dhe zbërthimi i grupeve funksionale dhe rritja graduale e përmbajtjes së hidrogjenit në gazin e shkarkuar.
3. Faza e sinterimit në temperaturë të lartë (800℃ deri në 1200~1350℃)
Kur produkti arrin mbi 700℃, procesi i koksit të lëndës lidhëse është praktikisht i përfunduar. Gjatë fazës së sinterimit në temperaturë të lartë, shkalla e ngrohjes mund të rritet disi. Pas arritjes së temperaturës maksimale, është e nevojshme të ruhet temperatura për 15 deri në 20 orë. Gjatë procesit të koksit, formohen molekula të mëdha planare aromatike. Atomet periferike të ndryshme dhe grupet atomike të molekulave planare thyhen dhe përjashtohen. Ndërsa temperatura rritet, molekulat planare i nënshtrohen rirregullimit. Mbi 900℃, atomet e hidrogjenit në skaj thyhen gradualisht dhe eliminohen. Në të njëjtën kohë, koksi i lëndës lidhëse tkurret dhe dendësohet më tej. Në këtë pikë, procesi kimik dobësohet gradualisht, tkurrja e brendshme dhe e jashtme zvogëlohet gradualisht, ndërsa dendësia e vërtetë, forca dhe përçueshmëria elektrike rriten të gjitha.
4. Faza e ftohjes
Gjatë ftohjes, shkalla e ftohjes mund të jetë pak më e shpejtë se shkalla e ngrohjes. Megjithatë, për shkak të kufizimit të përçueshmërisë termike të produktit, shkalla e ftohjes brenda produktit është më e vogël se ajo në sipërfaqe, duke formuar kështu gradiente të temperaturës dhe gradiente të stresit termik me madhësi të ndryshme nga qendra në sipërfaqen e produktit. Nëse stresi termik është shumë i madh, ai do të shkaktojë tkurrje të pabarabartë të brendshme dhe të jashtme dhe do të çojë në çarje. Prandaj, ftohja duhet të kryhet gjithashtu në mënyrë të kontrolluar. Gjatë fazës së ftohjes, zbatohet ftohja gradient. Shkalla e ftohjes në zonat mbi 800℃ nuk tejkalon 3℃/orë për të shmangur çarjet e shkaktuara nga ftohja e shpejtë. Temperatura në të cilën produktet dalin nga furra duhet të jetë nën 80℃. Kur përdoret një sistem ftohjeje me ujë të atomizuar, temperatura e ujit duhet të mbahet në mënyrë të qëndrueshme në 40℃±2℃ për të parandaluar dëmtimin nga shoku termik.

OIP (16)


Koha e postimit: 11 qershor 2025