碳纖維是一種纖維狀炭材料，其最大特點就在于它的彈性模量高，質(zhì)量輕，高彈性模量碳纖維的抗變形能力要比鋼大2倍多，比鋁合金高5～6倍。碳纖維的比重不到鋼的1 /4,鋁的1 /2。碳纖維是由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)氧化、炭化等過程制得的含碳量為90%以上的纖維。其中含碳量高于 99%的稱石墨纖維。
碳纖維石墨化處理爐的主要目的是引起纖維石墨化晶體取向，以提高碳纖維的彈性模量。生產(chǎn)碳纖維是在高溫密封的石墨化爐內(nèi)進行的。爐兩端用高純氬氣氣封。發(fā)熱體為石墨材料，石墨管既是高溫爐的爐管又是發(fā)熱元件，加熱溫度一般在2500℃～2 800℃。
爐殼體是由普通碳素鋼板卷制而成，殼體內(nèi)使用特種耐火材料作保溫材料 ,一般由耐熱層、隔熱層和保護層組成。石墨化爐的壽命取決于耐火材料的性質(zhì)。為了保證爐子的氣密性 ,耐火襯里的內(nèi)表面必須砌筑得圓而光滑 ,否則影響襯里的氣密性，又不耐氣流沖刷。此外 ,爐上還留有測溫孔、測壓孔等。
石墨化爐使用時，要非常注意受急冷、急熱的溫度變化，當(dāng)停產(chǎn)檢修時，如爐子不能用煤氣或其它熱源保溫，則必須將爐體前后堵嚴(yán)，防止?fàn)t子受急冷而炸裂。防止金屬物進入爐內(nèi)接觸剛玉爐襯 ,因為金屬和剛玉材料生成低熔點共熔物，降低了耐火度，使?fàn)t體局部燒熔。冷卻水套要設(shè)計合理，防止因局部過熱而燒壞，避免水進入爐內(nèi)而使?fàn)t體炸壞。另外，炭黑填充料不得受潮。石墨化爐必須加罩，煙氣應(yīng)進行處理符合標(biāo)準(zhǔn)后才能排放。
高溫石墨化爐保溫材料選用特種保溫材料是指熔點在1800℃以上的高純氧化物、非氧化物和炭素等單一材料，或由各種復(fù)合材料為原料的，采用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝或特殊生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的，其制品具有特殊性能和特殊用途的新型耐火材料。高溫石墨化爐保溫材料的主要作用是減少熱能損耗，節(jié)約能源；保證生產(chǎn)工藝流程的需要，提高設(shè)備能力；改善勞動條件，實現(xiàn)安全生產(chǎn)；延長設(shè)備的運行期限。
石墨化爐保溫材料在石墨化爐中起到保溫和電絕緣雙重作用。保溫材料對石墨化爐的爐溫上升有著非常重要的影響，保溫材料的質(zhì)量和厚度在很大程度上決定了石墨化爐熱能的利用效率和爐子各部位的溫差，決定了碳纖維石墨化時的能耗。保溫材料還關(guān)系到耐火材料砌體和爐體建筑結(jié)構(gòu)的安全性和使用性能。保溫材料的電絕緣性是確保電流有效作用于爐管的關(guān)鍵。要求熱導(dǎo)率低，保溫性能好；電阻率大，電絕緣性能好；不妨礙爐內(nèi)氣體的排出；在高溫下不與爐內(nèi)制品發(fā)生反應(yīng)；價格便宜并易于大量采購。表 2為高溫石墨化爐保溫材料的選用。
剛玉 (α-AL2O3 )用工業(yè)氧化鋁或鋁土礦石經(jīng)電熔或燒結(jié)后制得。剛玉的礦物組成為a-AL2O3其密度約3. 85～4. 01g/ cm3 ,熔點2 050℃，變形溫度1750℃，熱傳導(dǎo)性好，電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性良好，能抗NaOH、Na2CO3等的侵蝕，而且在1800℃以下具有抵抗還原劑（如碳?xì)浠瘜W(xué)物、氫和游離金屬等）作用的能力。具有高溫下機械強度大、抗熱震性好、抗侵蝕性強、熱膨脹系數(shù)小等特點，是最佳的各種高溫爐的爐襯材料。