石墨熱場在高溫處理和加工過程中具有重要的作用和優勢。其優良的導熱性能和均勻的熱分布能夠滿足各種工藝的需求,同時在材料加工、能源、環保、化學等領域中有著廣泛的應用。
石墨熱場(石墨加熱器)是一種在高溫環境下提供均勻熱分布的設備,它在許多工業領域中都具有重要應用。通過控制石墨熱場的溫度和均勻性,能夠實現對材料的高溫處理和加工,進而滿足各種不同的需求。石墨熱場是一種以石墨為基礎的高溫加熱設備,其工作原理主要是通過石墨的導熱性能來實現。石墨是一種優良的導熱材料,具有高導熱系數和良好的熱穩定性。通過石墨制成的加熱器可以迅速將熱量傳遞到處理區域,并實現良好的熱分布,從而滿足各種高溫處理工藝的需求。
石墨熱場可以根據其加熱方式和結構特點分為多種類型,如石墨爐、石墨坩堝、石墨輻射加熱器等。不同類型的石墨熱場具有各自的特點和應用范圍。例如,石墨爐具有較高的加熱速度和熱效率,適用于大規模生產;石墨坩堝則適用于對溫度和氣氛要求較高的實驗;石墨輻射加熱器則具有加熱均勻、節能環保的優點,適用于各種工業生產領域。
石墨熱場在許多領域中都有廣泛的應用,如材料加工、能源、環保、化學等領域。具體應用包括:
材料加工:石墨熱場可用于高溫燒結、熔煉、熱處理等工藝,以制備高性能的材料和零部件。
能源領域:石墨熱場可用于太陽能電池、燃料電池等新能源設備的制造過程中,以實現高效能量轉換。
環保領域:石墨熱場可用于工業廢氣、廢液的處理和回收,以及垃圾焚燒等環保工程中。
化學領域:石墨熱場可用于化學反應過程中的加熱和催化,以及實驗室的科研工作。
常見的石墨熱場是18寸,22寸和24寸。一種流行的設計方案是采用石墨材料制作熱場隔熱部件。標準的石墨保溫材料由板狀或者多層毯狀石墨化碳纖維材料組成,在靠近熱場中心的內表面往往需要加覆一層石墨紙或碳碳復合材料薄板用來提高熱反射率和防止高壓氣流的沖刷。由于石墨材料本身所具有的多孔性和可滲透性,各層隔熱材料之間不需要預留額外的空間。石墨材料具有優良的隔熱性能,成本通常較金屬屏低,而且非常易于使用。就制造成本,耐用性和可維護性而言,石墨隔熱軟氈較石墨隔熱硬氈具有的優勢。通過生產實踐,金屬隔熱屏往往不適于環境惡劣的真空釬焊工藝。
熱場一般包括(石墨材料)壓環、保溫蓋、上中下保溫罩、石墨坩堝(三瓣堝)、坩堝托桿、坩堝托盤、電極、加熱器、導流筒、石墨螺栓,且為了防止漏硅,爐底、金屬電極、托桿都設置了保護板、保護套。
石墨熱場是多晶硅鑄錠爐的心臟,其內裝石墨加熱器、隔熱層、坩堝和硅料等。多晶硅工藝生產過程中多晶硅鑄錠爐加熱室的結構設計顯得至關重要。石墨的來源廣泛,可加工成各種形狀,且具有熱慣性小,可以快速加熱,耐高溫,耐熱沖擊性好,輻射面積大,加熱效率高,基本性能穩定等特點,成為了現在石墨熱場的主要原料。
2022年,在光伏行業高景氣發展狀態下,多晶硅生產企業不斷擴大產能,產品產量也進一步提高。2022年我國累計生產多晶硅81.1萬噸,同比增長60.59%,多晶硅的生產帶動石墨熱場需求量的提升。據統計,2022年國內石墨熱場行業市場規模約為14.55億元,較2021年增長了20.85%。
圖表:2020-2022年中國石墨熱場行業市場規模情況
隨著石墨材料被廣泛應用,人們對它的性能要求也越來越高,因此我們生產的石墨加熱器也是根據用戶的需求而設計生產。
一般有兩種:一種是普通管狀加熱器(如加熱管、管式電熱管等);另一類為可旋轉、可調整或可自動調溫的石墨加熱器(如:電磁感應加熱器、電子脈沖管)。
普通管狀加熱器(如炭化管或電熱絲加熱)使用最多,因為其發熱快,工作穩定,但成本較高;而旋轉管狀加熱器(如電阻絲/電磁管加熱),使用方便,但其功率較大且不夠穩定,發熱慢。
1、加熱速度快
石墨加熱器功率密度大,熱流密度高;
在相同的工藝條件下,加熱管的平均尺寸比炭化管大很多。
一般炭化管加熱器的熱交換時間為6~8 min,而石墨加熱器加熱器的熱交換時間可達10~15 min;
可以使升溫速度加快5倍左右;
2、使用壽命長
石墨加熱器工作時,由于其良好的導熱性、耐高溫性及較大的熱膨脹系數,使加熱器運行穩定、壽命長;
石墨加熱器是采用優質天然石墨作為原料,經過高科技加工而成的一種高性能的加熱器
石墨加熱器殼體選用優質碳素鋼或不銹鋼制造,結構合理,外形美觀;
石墨加熱器使用壽命長(約是炭化管或電熱絲加熱器長壽命)、節能(約占整個窯功率1/3)。
耐高溫,其使用溫度可達1200℃以上。
采用了進口的耐高溫材料,從而使它能長期使用在1600-1800℃甚至更高的溫度下。
3、安全性高
在工業高溫爐中,使用安全至關重要,它是工業生產的重要組成部分之一。
石墨加熱器采用了新型的安全保護裝置及可靠保護系統。
對爐內的工作情況、設備的運轉及電源的電壓進行監視,一旦發現異常情況,就會發出聲光報警或自動切斷電源。
具有過載保護和溫度保護器,防止超溫而引起加熱器損壞或者影響加熱器的使用壽命;
石墨加熱器采用優質石墨作為導熱介質加熱,具有耐高溫、耐磨損、使用壽命長等特點;
4、環保節能
石墨加熱器是一種低能耗的加熱設備,無任何污染,沒有噪音
石墨加熱器在使用中不會產生有害氣體及煙塵,其煙塵是由金屬氧化物和雜質構成;
由于石墨的導熱性能好,加熱時不需要任何保溫措施;
石墨加熱器熱工性能好,熱效率高(95%以上),使用壽命長;
石墨加熱器不會對環境造成污染。
《2023-2028年中國石墨行業供需分析及發展前景研究報告》由中研普華產業研究院撰寫,本報告對該行業的供需狀況、發展現狀、行業發展變化等進行了分析,重點分析了行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力,以及行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業的整體發展動態,對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。
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