石墨化爐是根據(jù)焦耳定律原理設計的直接加熱、間歇操作的電阻爐。 對于艾奇遜石墨化爐，裝入爐內的產品和少量電阻材料構成爐芯。 產品本身既是加熱電阻，又是被加熱物體。 對于內串式爐，裝入爐內的產品為爐芯，加熱電阻由產品本身組成。 該產品通過自身的熱量而石墨化。

1.艾奇遜石墨化爐

艾奇遜型石墨化爐一般包括爐底槽、爐頭端壁、導電電極、爐側壁、槽鋼等部分。

圖3-1 艾奇遜石墨化爐結構圖

爐底罐一般是指石墨化爐兩端壁之間的矩形罐的底部部分。 在石墨化爐的混凝土基礎上，先砌1～3層紅磚，再砌一層普通耐火磚。 周圍的耐火磚也砌到端墻，那里有灰色碳塊。 若采用活動側壁式，兩側須砌一排虎頭磚，形成爐底槽。

爐槽兩端均砌有導電端壁，形成爐頭端壁。 爐頭端墻的外墻用灰碳砌塊或耐火粘土磚、高鋁磚等砌筑，內墻用石墨化砌塊砌筑。 為了加強對爐頭的保護，使其在熱膨脹或機械力的沖擊下不致產生較大的變形和損壞，爐頭兩側均設有槽鋼或角鋼制成的防護架，用鋼帶固定。 內壁和外壁之間的空間填充石墨粉并壓實。 石墨粉要求水分含量在0.5%以下，粒徑在0～5mm之間，灰分在1.5%以下，粉末電阻率不大于350×10-6歐姆·米。 裝載石墨粉的目的是：

(1)密封、隔熱功能。

(2)同時，還存在一定的平均電流效應。

許多廠家選擇在燃燒器石墨粉上鋪一層耐火磚或廢陽極來覆蓋。 上蓋的主要作用是增強密封效果，防止上蓋的保溫材料混入燃燒器石墨粉中。 當上蓋的絕緣材料中混入石墨粉時，很容易形成硬塊。

導電電極穿透內、外端壁并與端壁形成一體。 電極上有銅板，通過夾鉗與其連接。 銅板和鋁母線采用多層薄銅片緩沖連接。 電極面向爐子的一端連接到爐子內部的導電端壁。

導電電極可以是石墨化電極或石墨塊。 如果采用石墨化電極作為導電電極，會給石墨化爐帶來很大的困難。 因此，石墨化塊多用作導電電極。 石墨化塊必須具有高的導電系數(shù)，最佳允許電流密度為11安培/平方厘米以上。 因此，現(xiàn)在很多廠家都采用燒成的石墨化塊作為導電電極。 考慮到各導電電極由于連接程度等各種原因而導電性能不均勻，為了提高導電電極的使用壽命，一般在選擇石墨化塊導電電極的數(shù)量和截面時，電流密度應保證在10安培/平方厘米或更小。 否則導電電極容易折斷，在后期送電時易造成爐頭（尾）導電端壁著火事故。

圖3-2 爐頭（尾）導電端壁導電電極配置

常用石墨化塊的截面一般大于400×400，電阻率應小于10×10-6歐姆·米，抗壓強度應大于

表3-1 石墨化塊理化指標測定結果。

項目

指數(shù)

灰分含量

0.32%

真密度

2.

堆積密度

1.61～1.

孔隙率

24.77～27.48%

抗壓強度

20~

比電阻

8～10×10-6Ω·m