1. Lághitastig forhitunarstig (stofuhitastig upp í 350 ℃)
Þegar raunverulegur hitunarhiti malbiksins nær 100 til 230 gráðum á Celsíus byrjar malbikið að mýkjast, innri spennan slakar á, rúmmálið þenst örlítið út, en ekki mikið af rokgjörnum efnum losnar og malbikið er í plastunarstigi. Á þessu stigi er aðalhlutverkið að forhita kolefnisstöngina. Vegna hitastigs- og þrýstingsmismunar innan malbiksins flytjast sumir af léttum þáttum malbiksins og dreifast og flæða. Þegar hitastigið heldur áfram að hækka í 230-400℃ eykst niðurbrotshraði malbiksins smám saman. Sérstaklega innan hitastigsbilsins 350-400℃ brotnar malbikið niður harkalega og mikið magn af rokgjörnum efnum losnar. Á þessu stigi þarf að stjórna hitunarhraðanum til að koma í veg fyrir að skyndileg hitastigshækkun valdi innri spennuþéttni og á sama tíma til að forðast hraða losun rokgjörnra efna sem geta valdið sprungum í kolefnisstönginni.
2. Kókunarstig við meðalhita (350℃ til 800℃)
Þegar raunverulegt hitunarhitastig malbiksins hækkar í 400-550°C hægist á niðurbroti og uppgufunarhraði malbiksins og það fer í stig þar sem fjölþéttingarviðbrögð eru algeng. Við hátt hitastig gengst malbik undir varmabrot og fjölþéttingar og myndar hálfkók. Á þessum tímapunkti minnkar magn rokgjörnra efna sem losna og rúmmál malbiksins breytist úr útþenslu í samdrátt. Þegar raunverulegt hitunarhitastig malbiksins nær 500 til 700°C umbreytist hálfkókið sem myndast við malbikið frekar í bindiefniskóks (malbikskóks), rokgjörn efni sem losna við niðurbrot malbiksins minnka enn frekar og kolefnisgræni hlutinn heldur áfram að minnka. Á þessum tímapunkti hefur malbikbindiefnið umbreyst í bindiefniskóks og varmaleiðni kolefnisgræna hlutarins hefur aukist. Þetta stig er mikilvægt og hefur áhrif á gæði ristunar. Bindiefnið gengst undir fjölda flókinna niðurbrots-, fjölliðunar-, hringmyndunar- og arómatiseringarviðbragða. Niðurbrot bindiefnisins og endurfjölliðun niðurbrotsafurðanna eiga sér stað samtímis og myndar millistig. Vöxtur millistigsins leiðir til myndunar forvera. Við 400°C byrjar varan að kóksa, en styrkurinn er enn mjög lágur og viðloðun malbiks minnkar. Við um 500°C, þó að enn sé lítið magn af rokgjörnum efnum, hefur grunnbygging kolefnisins þegar myndast. Hálfkóks myndast við 500 til 550°C og rokgjörn efni sem myndast við varmabrot malbiks losna að mestu leyti fyrir 600 til 650°C. Kóks myndast við 700 til 750°C. Til að auka kókshraða malbiks og bæta eðlis- og efnafræðilega eiginleika afurðanna verður að hækka hitastigið jafnt og hægt á þessu stigi. Að auki losnar mikið magn af rokgjörnum efnum á þessu stigi og fyllir allan ofnhólfið. Þessar lofttegundir brotna niður á yfirborði heitu afurðanna og mynda fast kolefni sem sest á svitaholur og yfirborð afurðanna, eykur kóksframleiðslu og þéttir svitaholur afurðanna og eykur þannig styrk þeirra. Helsta einkenni viðbragðanna á þessu stigi er fjölliðun og niðurbrot virkra hópa og stigvaxandi aukning vetnisinnihalds í losuðu gasinu.
3. Háhitasintrunarstig (800 ℃ til 1200 ~ 1350 ℃)
Þegar afurðin nær yfir 700°C er kókunarferli bindiefnisins nánast lokið. Á háhitasintunarstiginu er hægt að auka upphitunarhraðann nokkuð. Eftir að hámarkshita er náð er nauðsynlegt að viðhalda hitastiginu í 15 til 20 klukkustundir. Á meðan kókunarferlinu stendur myndast stórar arómatískar, flatar sameindir. Ólíkar atómar og atómhópar flatra sameindanna brotna og hverfa. Þegar hitastigið hækkar endurraðast flatar sameindirnar. Yfir 900°C brotna vetnisatómar á brúninni smám saman og hverfa. Á sama tíma minnkar og þéttist bindiefniskóksinn enn frekar. Á þessum tímapunkti veikist efnaferlið smám saman, innri og ytri rýrnun minnkar smám saman, en raunverulegur eðlisþyngd, styrkur og rafleiðni aukast.
4. Kælingarstig
Við kælingu getur kælingarhraðinn verið örlítið hraðari en upphitunarhraðinn. Hins vegar, vegna takmarkana á varmaleiðni vörunnar, er kælingarhraðinn inni í vörunni minni en á yfirborðinu, sem myndar hitahalla og hitaspennuhalla af mismunandi stærðargráðu frá miðju að yfirborði vörunnar. Ef hitaspennan er of mikil mun það valda ójöfnum innri og ytri rýrnun og leiða til sprungna. Þess vegna ætti kæling einnig að fara fram á stýrðan hátt. Á kælingarstiginu er framkvæmd stigkæling. Kælingarhraðinn á svæðum yfir 800℃ fer ekki yfir 3℃/klst til að forðast sprungur af völdum hraðrar kælingar. Hitastigið sem vörurnar koma út úr ofninum verður að vera undir 80℃. Þegar notað er vatnskælikerfi með gufuúða ætti að halda vatnshitanum stöðugt við 40℃±2℃ til að koma í veg fyrir hitaskemmdir.
Birtingartími: 11. júní 2025