कार्बनयुक्त पदार्थांची कॅल्सिनेशन प्रक्रिया.

१. कमी तापमानाचा पूर्व-तापमानाचा टप्पा (खोलीच्या तापमानापासून ३५०℃ पर्यंत)
जेव्हा ग्रीन बॉडीचे प्रत्यक्ष तापवण्याचे तापमान १०० ते २३० अंश सेल्सिअसपर्यंत पोहोचते, तेव्हा ग्रीन बॉडी मऊ होऊ लागते, अंतर्गत ताण कमी होतो, आकारमान किंचित वाढते, परंतु जास्त बाष्पशील पदार्थ बाहेर पडत नाहीत आणि ग्रीन बॉडी प्लास्टिक अवस्थेत असते. या टप्प्यावर, कार्बन बिलेटला पूर्व-तापमान देणे हे मुख्य कार्य असते. ग्रीन बिलेटमधील तापमान आणि दाबाच्या फरकामुळे, डांबराचे काही हलके घटक स्थलांतरित होतात, पसरतात आणि वाहतात. जसजसे तापमान २३०-४००℃ पर्यंत वाढत जाते, तसतसा डांबराच्या विघटनाचा दर हळूहळू वाढतो. विशेषतः ३५०-४००℃ तापमानाच्या श्रेणीत, डांबराचे तीव्र विघटन होते आणि मोठ्या प्रमाणात बाष्पशील पदार्थ बाहेर पडतात. या टप्प्यावर, तापमानात अचानक वाढ होऊन अंतर्गत ताण केंद्रीकरण होऊ नये आणि त्याच वेळी, कार्बन बिलेटमध्ये तडे जाण्यास कारणीभूत ठरू शकणाऱ्या बाष्पशील पदार्थांच्या जलद उत्सर्जनाला टाळण्यासाठी तापवण्याचा दर नियंत्रित करणे आवश्यक असते.
२. मध्यम-तापमान कोकिंग टप्पा (३५०℃ ते ८००℃)
जेव्हा ग्रीन बॉडीचे प्रत्यक्ष तापवण्याचे तापमान ४००-५५०℃ पर्यंत वाढते, तेव्हा डांबराच्या विघटनाचा आणि बाष्पीभवनाचा दर मंदावतो आणि पॉलिकंडेंसेशन अभिक्रियेचे वर्चस्व असलेल्या टप्प्यात प्रवेश होतो. उच्च तापमानात, डांबराचे औष्णिक विघटन आणि पॉलिकंडेंसेशन होऊन सेमी-कोक तयार होतो. या टप्प्यावर, बाहेर पडणाऱ्या बाष्पशील पदार्थांचे प्रमाण कमी होते आणि ग्रीन बॉडीच्या आकारमानात प्रसरणाऐवजी आकुंचन होते. जेव्हा ग्रीन बॉडीचे प्रत्यक्ष तापवण्याचे तापमान ५०० ते ७००℃ पर्यंत पोहोचते, तेव्हा डांबरापासून तयार झालेला सेमी-कोक पुढे बाइंडर कोकमध्ये (डांबर कोक) रूपांतरित होतो, डांबराच्या विघटनातून बाहेर पडणाऱ्या बाष्पशील पदार्थांचे प्रमाण आणखी कमी होते आणि कार्बन ग्रीन बॉडीचे आकुंचन सुरूच राहते. या टप्प्यावर, डांबर बाइंडरचे बाइंडर कोकमध्ये रूपांतर झालेले असते आणि कार्बन ग्रीन बॉडीची औष्णिक वाहकता वाढलेली असते. हा टप्पा भाजण्याच्या गुणवत्तेवर परिणाम करणारा एक अत्यंत महत्त्वाचा टप्पा आहे. बाइंडरमध्ये मोठ्या संख्येने जटिल विघटन, बहुलकीकरण, चक्रीकरण आणि सुगंधीकरण अभिक्रिया घडतात. बाइंडरचे विघटन आणि विघटन उत्पादनांचे पुन:बहुलकीकरण एकाच वेळी घडते, ज्यामुळे एक मध्यवर्ती टप्पा तयार होतो. मध्यवर्ती टप्प्याच्या वाढीमुळे पूर्वसूचकांची निर्मिती होते. ४००℃ तापमानावर, उत्पादनात कोकिंग दिसू लागते, परंतु त्याची ताकद अजूनही खूप कमी असते आणि डांबराची आसंजनक्षमता कमी होते. सुमारे ५००℃ तापमानावर, जरी अजूनही थोड्या प्रमाणात बाष्पशील पदार्थ असले तरी, कार्बनची मूलभूत रचना आधीच तयार झालेली असते. ५०० ते ५५०℃ तापमानावर सेमी-कोक तयार होतो आणि डांबराच्या औष्णिक विघटनामुळे निर्माण झालेले बाष्पशील पदार्थ ६०० ते ६५०℃ च्या आधी मूलतः बाहेर टाकले जातात. ७०० ते ७५०℃ तापमानावर कोक तयार होतो. डांबराचा कोकिंग दर वाढवण्यासाठी आणि उत्पादनांचे भौतिक व रासायनिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी, या टप्प्यावर तापमान एकसमान आणि हळूहळू वाढवणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, या टप्प्यात, मोठ्या प्रमाणात बाष्पशील पदार्थ बाहेर टाकले जातात, ज्यामुळे संपूर्ण भट्टीचा कक्ष भरून जातो. हे वायू उष्ण उत्पादनांच्या पृष्ठभागावर विघटित होतात, ज्यामुळे घन कार्बन तयार होतो. हा कार्बन उत्पादनांच्या छिद्रांवर आणि पृष्ठभागावर जमा होतो, ज्यामुळे कोकचे उत्पादन वाढते आणि उत्पादनांची छिद्रे बंद होतात, परिणामी त्यांची मजबुती वाढते. या टप्प्यावरील अभिक्रियेचे सर्वात प्रमुख वैशिष्ट्य म्हणजे कार्यात्मक गटांचे बहुलकीकरण आणि विघटन, तसेच बाहेर टाकल्या जाणाऱ्या वायूतील हायड्रोजनच्या प्रमाणात हळूहळू होणारी वाढ.
३. उच्च-तापमान सिंटरिंग टप्पा (८००℃ ते १२००~१३५०℃)
जेव्हा उत्पादनाचे तापमान ७००℃ च्या वर पोहोचते, तेव्हा बाइंडरची कोकिंग प्रक्रिया मूलतः पूर्ण झालेली असते. उच्च-तापमान सिंटरिंगच्या टप्प्यात, तापवण्याचा दर काही प्रमाणात वाढवता येतो. कमाल तापमान गाठल्यानंतर, ते तापमान १५ ते २० तास टिकवून ठेवणे आवश्यक असते. कोकिंग प्रक्रियेदरम्यान, मोठे ॲरोमॅटिक समतल रेणू तयार होतात. समतल रेणूंचे बाहेरील भिन्न अणू आणि अणू गट तुटतात आणि काढून टाकले जातात. तापमान वाढल्याने, समतल रेणूंची पुनर्रचना होते. ९००℃ च्या वर, कडेचे हायड्रोजन अणू हळूहळू तुटतात आणि काढून टाकले जातात. त्याच वेळी, बाइंडर कोक आणखी आकुंचन पावतो आणि घन होतो. या टप्प्यावर, रासायनिक प्रक्रिया हळूहळू कमकुवत होते, अंतर्गत आणि बाह्य आकुंचन हळूहळू कमी होते, तर खरी घनता, मजबुती आणि विद्युत वाहकता या सर्वांमध्ये वाढ होते.
४. थंड होण्याची अवस्था
थंड करण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, थंड होण्याचा दर गरम होण्याच्या दरापेक्षा किंचित जास्त असू शकतो. तथापि, उत्पादनाच्या औष्णिक वाहकतेच्या मर्यादेमुळे, उत्पादनाच्या आतील थंड होण्याचा दर पृष्ठभागावरील दरापेक्षा कमी असतो, ज्यामुळे उत्पादनाच्या केंद्रापासून पृष्ठभागापर्यंत वेगवेगळ्या तीव्रतेचे तापमान प्रवणता आणि औष्णिक ताण प्रवणता तयार होतात. जर औष्णिक ताण खूप जास्त असेल, तर त्यामुळे असमान अंतर्गत आणि बाह्य आकुंचन होऊन तडे जातील. म्हणून, थंड करण्याची प्रक्रिया देखील नियंत्रित पद्धतीने केली पाहिजे. थंड करण्याच्या टप्प्यात, प्रवणता शीतकरण (gradient cooling) लागू केले जाते. जलद थंड होण्यामुळे होणारे तडे टाळण्यासाठी, ८००℃ पेक्षा जास्त तापमान असलेल्या भागांमध्ये थंड होण्याचा दर ३℃/तास पेक्षा जास्त नसावा. ज्या तापमानावर उत्पादने भट्टीमधून बाहेर येतात, ते तापमान ८०℃ पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. जेव्हा अ‍ॅटोमाइज्ड वॉटर कूलिंग सिस्टीम वापरली जाते, तेव्हा औष्णिक धक्क्यामुळे होणारे नुकसान टाळण्यासाठी पाण्याचे तापमान ४०℃±२℃ वर स्थिरपणे राखले पाहिजे.