石墨化爐(graphitization furnace)是使炭素焙燒品經(jīng)2000～3000℃的高溫熱處理，轉(zhuǎn)化為人造石墨制品的熱工設(shè)備。經(jīng)過焙燒的炭素制品，具有了一定的物理機械性能，可以在某些場合直接使用。但就其內(nèi)部結(jié)構(gòu)而言，碳原子的排列仍不規(guī)則，只有通過2000～3000℃的高溫熱處理，使碳原子發(fā)生再結(jié)晶，重新有序排列，才能呈現(xiàn)石墨的晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過石墨化這一過程的制品就具有了石墨的許多優(yōu)良性能，和焙燒制品比較，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性有了顯著提高，化學和熱穩(wěn)定性更好，雜質(zhì)減少，由于硬度降低，更易于機械加工等等。所以石墨制品得到了更為廣泛的應(yīng)用。石墨化爐的功能就是完成使焙燒制品轉(zhuǎn)化為人造石墨制品。

特點  2000℃以上的高溫是炭素制品石墨化的先決條件。而要獲得如此的高溫，只能采用電熱的途徑，其他的加熱手段是根本無法實現(xiàn)的。石墨化爐盡管有多種不同的爐型，但是高溫和電熱的方式是其共同的特點。

分類及爐型比較   石墨化爐雖然都是采用電熱，但按其電熱的方式，可分為直接式和間接式，按作業(yè)方式可分為間歇式和連續(xù)式，按功能分為單一式和聯(lián)合式。直接式是指電流要直接通過制品，因焦耳熱升溫，是以制品本身為電阻的電阻爐型。屬于直接式的爐型有艾奇遜爐和串接式爐。這兩者的區(qū)別在于艾奇遜爐需要在制品周圍填加電阻料。電極和電阻料串聯(lián)，而電極的電阻比電阻料的電阻要小得多，所以制品從本身電阻獲得的熱量較少，大部分是靠電阻料的傳熱而獲得石墨化所需熱量的，串接式爐在制品周圍則不需填加電阻料(在制品接頭處填加的少量填料主要是為了降低接觸電阻的)。電流全部通過制品本身，制品本身的電阻是石墨化所需熱量的惟一來源。從直接式爐的意義而言，串接式爐較之艾奇遜爐是更為純粹的直接式石墨化爐。另外，艾奇遜爐和串接式爐又都屬于間歇式爐。間接式則是指電流不通過制品，制品石墨化所需熱量，或者由電感應(yīng)產(chǎn)生，或者靠傳熱而獲得。前者就叫感應(yīng)石墨化爐，后者如炭管爐。這兩種爐子制品都可以在爐內(nèi)移動，故又都屬于連續(xù)式爐。單一式爐指僅完成石墨化工序的爐子，聯(lián)合式爐系指在一臺爐子內(nèi)能同時完成焙燒、石墨化兩個工序的多功能爐子，聯(lián)合式爐實際就是一種多功能的組合式的爐子。

應(yīng)用   艾奇遜爐是世界上應(yīng)用得最廣泛的石墨化爐。自1895年發(fā)明后，在世界各國即得到迅速推廣，在相當長的一段時間里，一直占據(jù)著石墨化爐的主導(dǎo)地位。艾奇遜爐問世百年來也在不斷地改進和完善。從交流爐發(fā)展到直流爐是其重大的技術(shù)突破。一些主要技術(shù)指標，如送電時間，單位電耗，產(chǎn)品質(zhì)量都得到大幅度提高，雖然如此，艾奇遜爐的固有缺點，如熱效率低，單產(chǎn)能力小，溫度不均勻等缺點也依然存在。串接石墨化爐的應(yīng)用，開始結(jié)束艾奇遜爐一統(tǒng)天下的局面。

串接石墨化爐早在1896年就已發(fā)明，雖然它與艾奇遜爐幾乎同時問世，但長期以來卻一直停留在408試驗探索階段，這是由于設(shè)備本身的技術(shù)問題未能完善解決所致。到20世紀80年代，才獲得突破，作為一種新的石墨化爐型迅速崛起。因為它具有升溫快，熱損失小，電耗低，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品質(zhì)量高等顯著優(yōu)點，所以它雖然使用的時間不長，已經(jīng)顯示出廣闊的發(fā)展前途，大有逐漸取代艾奇遜爐的趨勢。若以生產(chǎn)Ф500mm的石墨化電極為例，串接式爐和艾奇遜爐的參數(shù)對比如下：

技術(shù)指標                  艾奇遜爐             串接式爐

通電時間/h                  >65                       <10

電耗/kW•h•t-1            >4500                  <3000

平均升溫速率/℃•h-1    35                        300

德國KHD公司對這兩種爐子的熱平衡做了對比性的說明：

項目                        艾奇遜爐                串接式爐

電極吸熱                     23％                       49％

電損失                         24％                    18.5％

表面散熱損失            22％                      15％

蒸發(fā)熱損失               2.5％                      2.5％

耐火材料吸熱            4％                         4％

電阻料吸熱               12.5％                      -

SiC料吸熱                12％                         -

保溫料吸熱                 -                             11％

合計                          100％                     100％

從上表可以看出，艾奇遜爐的熱效率僅為23％，而串接式爐則為49％，高出一倍左右。由此可見，串接式爐在技術(shù)上更為先進，是更有發(fā)展前途的石墨化爐型。

感應(yīng)石墨化爐尚處于開發(fā)階段，在工業(yè)中還無實際使用，炭管爐只能生產(chǎn)小型電炭產(chǎn)品。至于聯(lián)合爐，雖然有一些技術(shù)專利發(fā)表，但總的來說，還處于試驗探索階段。