串接石墨化炉 (lengthwise graphitization furnace)

一种直接把电流通入串接起来的焙烧制品，利用制品本身的电阻使电能转为热能，将制品石墨化的一种电阻炉。

简史这种炉型也称卡斯特纳炉，是HY．Castner于1896年首先发明，并获得专利的，其基本原理是将焙烧电极卧放在炉内，按其轴线串接成行，然后固定在两根导电电极之间，为减少热损失，在焙烧电极周围覆盖了保温料。通电后，电流直接流向电极，依靠其本身的电阻发热，并迅速升温，仅10h左右即可达到石墨化需要的温度，使生产周期大为缩短。

串接式炉在送电过程中，电流在电极内分布均匀，从而使得电极在升温时，表里的温差很小，虽然高速升温，却不会导致制品开裂，使得缩短生产周期成为可能，同时由于不依靠电阻料来传递热量，当然也没有这部分的热量消耗，仅这两项，构成了串接式炉比艾奇逊炉更为节能的基础，并且还具有生产操作采用自动化控制，改善劳动条件等优点。

尽管串接式炉在工艺方法上比艾奇逊炉优越，但由于炉子结构本身存在的技术难题，因而在相当长的时期内，世界各国的工业性生产上受到制约，远不如艾奇逊炉得到广泛的应用和发展。到l974年，前联邦德国西格里公司宣布了对串接式炉新的专利申请，1980年美国大湖炭素公司在美建成内串式石墨化车间，1978年前联邦德国KHD公司宣布他们的单排v形串接炉试验成功，可以将产品投放市场，其基本参数是：石墨化温度可生产的电极直径炉内电极排成行的长度生产周期输入的直流电流输入的直流电压电压控制范围一次电压频率电流密度电耗从以上的成果来看，串接式炉已具有和艾奇逊炉相抗衡的实力。

结构炉子的基本结构见图。

从图中可以看出炉子呈v形布置电极，电流经炉子的一端进入，折转至另一端出来，除炉床外，另有活动侧墙和带电极的端墙，外覆钢架内衬耐火材料，一端固定并密封，以母线连接，另一端是活动的，可以补偿电极在石墨化时的膨胀和收缩，而连接机构装在轨道车上，它连接固定铝汇流排和炉子活动端墙的电极，具有大电流绝缘开关和液压系统，为排列成行的电极提供伸缩的接触压力，车上设冷却系统，冷却接触板和电缆。

生产操作轨道车先行定位，电流由汇流排经接触板和水冷电缆送至炉头端墙电极，液压千斤顶将排列成行的焙烧电极相互压紧，并可调节和稳定电极在石墨化过程中产生的胀缩，如直径为声350～650mm的电极石墨化时，电流密度达到25～50A／Cm ²，而炭层接触之间还需维持0．4～1．0MPa的接触压力。

串接式炉能以高达600℃／h的速度升温而不产生裂纹，并且电极直径越大，工艺技术指标越好，恰好与艾奇逊炉生产的情况相反。不过当电极准备送电时，电极的接触面之间必须使接触电阻很低，不然接触面的加热升温将超过电极本身，使接头与本身之间的温差导致接头开裂，解决的办法是除了依靠装在端头的液压设施，给电极加压使之保持紧密接触外，还必须对接触面进行特殊加工，并在加工面上涂抹一层以石墨粉和树脂合成的胶泥，从而获得良好效果。

KHD公司将试验炉与艾奇逊炉做了热平衡对比，表明串接式炉的热效率高达49％，比艾奇逊炉高出一倍。

展望由于串接式炉已在当今工业生产中取得突破，而且它在节约能源，产品质量、生产周期，操作环境等方面均优于艾奇逊炉，欧美及El本各国均已应用于工业性生产。

中国也对内热串接式炉的工艺和设备，进行了大量的理论研究和试验探索，已经取得了初步的研究成果，为串接石墨化技术的开发奠定了基础。