石墨制品在热处理过程中产生开裂是造成废品的主要原因,废品的产生主要集中在:一是由于温升速度过快,造成粘结剂中有机物的挥发,逸出率过高所造成的开裂;二是石墨制品因粘结剂被氧化,制品内部应力分布所造成的开裂。这一过程的开裂大约占总废品的90%以上。
由于原料粉粒度很细,比表面积大,这样在混合过程中,由于原料比表面积大,而吸油量相对就高,造成制品生坯内低温挥发物过多。在焙烧过程中,如果升温速度过快,尤其是粘结剂中碳氢化合物分解逸出阶段,会导致这一阶段挥发逸出的产物过多、过争,制品内部挥发出的碳氢化合物因快速升温而迅速膨胀而导致制品发生胀裂。
另外,升温和冷却速度在很大程度上影响到炉室内的制品内部的温度分布,温升速度快,使炉室和制品内的温差增大,结果制品在不同阶段的分解和聚合过程中引起制品内外的收缩不一致而产生内应力,这种内应力在300℃以下,将导致制品的塑性变形,而在500℃以上,当制品外层的粘结剂已形成焦炭而硬化时,内应力将使制品开裂而成为废品。
另一方面,由于粘结剂在加热的情况下与氧接触会发生氧化现象,粘结剂的氧化主要在400℃以内。焙烧时,由于砖槽的密封不良,要侵入一部分热空气,热空气在和制品接触时,制品的表层,在氧能扩散进去的深度范围内,粘结剂将被氧化。因而提高粘结剂的析焦量,降低制品表层的收缩率,造成制品内外收缩不均匀,导致制品开裂。这种裂纹很不规则,一般是靠近窑室壁和砖槽壁的制品出现这种现象较多。
为了使制品具有优良的综合性能,就要制定一条合理而经济的升温曲线,一方面避免因挥发过快和制品内部收缩不一致而导致制品开裂;另一方面避免因氧化而导致制品开裂。