Producția de creuzete din grafit a evoluat semnificativ odată cu apariția tehnologiei de presare izostatică, marcând-o ca fiind cea mai avansată tehnică la nivel global. În comparație cu metodele tradiționale de batere, presarea izostatică are ca rezultat creuzete cu textură uniformă, densitate mai mare, eficiență energetică și rezistență superioară la oxidare. Aplicarea unei presiuni ridicate în timpul turnării îmbunătățește semnificativ textura creuzetului, reducând porozitatea și, ulterior, crescând conductivitatea termică și rezistența la coroziune, așa cum se ilustrează în Figura 1. Într-un mediu izostatic, fiecare parte a creuzetului este supusă unei presiuni de turnare uniformă, asigurând consistența materialului pe tot parcursul turnării. Această metodă, așa cum este prezentată în Figura 2, depășește procesul tradițional de batere, ducând la o îmbunătățire substanțială a performanței creuzetului.
1. Enunțarea problemei
O problemă apare în contextul unui cuptor cu creuzet din sârmă de rezistență izolatoare din aliaj de aluminiu, care utilizează creuzete din grafit compactat, cu o durată de viață de aproximativ 45 de zile. După doar 20 de zile de utilizare, se observă o scădere vizibilă a conductivității termice, însoțită de micro-fisuri pe suprafața exterioară a creuzetului. În etapele ulterioare de utilizare, este evidentă o scădere severă a conductivității termice, ceea ce face ca creuzetul să fie aproape neconductiv. În plus, se dezvoltă multiple fisuri la suprafață și apare o decolorare în partea superioară a creuzetului din cauza oxidării.
La inspectarea cuptorului creuzetului, așa cum se arată în Figura 3, se utilizează o bază compusă din cărămizi refractare stivuite, elementul de încălzire de jos al firului de rezistență fiind situat la 100 mm deasupra bazei. Partea superioară a creuzetului este etanșată cu pături din fibră de azbest, poziționate la aproximativ 50 mm de marginea exterioară, dezvăluind o abraziune semnificativă pe marginea interioară a părții superioare a creuzetului.
2. Noi îmbunătățiri tehnologice
Îmbunătățire 1: Adoptarea creuzetului din argilă grafită presată izostatic (cu glazură rezistentă la oxidare la temperatură scăzută)
Utilizarea acestui creuzet îmbunătățește semnificativ aplicarea sa în cuptoarele de izolație din aliaje de aluminiu, în special în ceea ce privește rezistența la oxidare. Creuzetele din grafit se oxidează de obicei la temperaturi de peste 400 ℃, în timp ce temperatura de izolație a cuptoarelor din aliaje de aluminiu variază între 650 și 700 ℃. Creuzetele cu glazură rezistentă la oxidare la temperaturi scăzute pot încetini eficient procesul de oxidare la temperaturi de peste 600 ℃, asigurând o conductivitate termică excelentă pe termen lung. Simultan, previne reducerea rezistenței din cauza oxidării, prelungind durata de viață a creuzetului.
Îmbunătățirea 2: Baza cuptorului utilizează grafit din același material ca și creuzetul
Așa cum este ilustrat în Figura 4, utilizarea unei baze de grafit din același material ca și creuzetul asigură încălzirea uniformă a fundului creuzetului în timpul procesului de încălzire. Acest lucru atenuează gradienții de temperatură cauzați de încălzirea neuniformă și reduce tendința de fisuri rezultate din încălzirea neuniformă a fundului. Baza de grafit dedicată garantează, de asemenea, un suport stabil pentru creuzet, aliniindu-se cu fundul acestuia și minimizând fracturile induse de stres.
Îmbunătățirea 3: Îmbunătățiri structurale locale ale cuptorului (Figura 4)
- Marginea interioară îmbunătățită a capacului cuptorului, prevenind eficient uzura părții superioare a creuzetului și îmbunătățind semnificativ etanșarea cuptorului.
- Asigurați-vă că firul de rezistență este la același nivel cu fundul creuzetului, garantând o încălzire suficientă a fundului.
- Minimizarea impactului etanșărilor superioare din fibră de sticlă asupra încălzirii creuzetului, asigurând o încălzire adecvată în partea superioară a creuzetului și reducând efectele oxidării la temperatură scăzută.
Îmbunătățirea 4: Rafinarea proceselor de utilizare a creuzetului
Înainte de utilizare, preîncălziți creuzetul în cuptor la temperaturi sub 200 ℃ timp de 1-2 ore pentru a elimina umezeala. După preîncălzire, creșteți rapid temperatura la 850-900 ℃, reducând la minimum timpul de staționare între 300-600 ℃ pentru a reduce oxidarea în acest interval de temperatură. Ulterior, reduceți temperatura la temperatura de lucru și introduceți material lichid de aluminiu pentru funcționare normală.
Datorită efectelor corozive ale agenților de rafinare asupra creuzetelor, urmați protocoalele de utilizare corectă. Îndepărtarea regulată a zgurii este esențială și trebuie efectuată atunci când creuzetul este fierbinte, deoarece curățarea zgurii devine altfel dificilă. Observarea atentă a conductivității termice a creuzetului și a prezenței urmelor de îmbătrânire pe pereții creuzetului este crucială în etapele ulterioare de utilizare. Înlocuirile trebuie efectuate la timp pentru a evita pierderile inutile de energie și scurgerile de aluminiu lichid.
3. Rezultate de îmbunătățire
Durata de viață extinsă a creuzetului îmbunătățit este demnă de remarcat, acesta menținând conductivitatea termică pentru perioade lungi de timp, fără a se observa fisuri la suprafață. Feedback-ul utilizatorilor indică o performanță îmbunătățită, nu numai reducând costurile de producție, ci și sporind semnificativ eficiența producției.
4. Concluzie
- Creuzetele izostatice din grafit presat de argilă depășesc creuzetele tradiționale în ceea ce privește performanța.
- Structura cuptorului trebuie să corespundă dimensiunii și structurii creuzetului pentru o performanță optimă.
- Utilizarea corectă a creuzetului îi prelungește semnificativ durata de viață, controlând eficient costurile de producție.
Prin cercetarea meticuloasă și optimizarea tehnologiei cuptorului cu creuzet, performanța și durata de viață îmbunătățite contribuie substanțial la creșterea eficienței producției și la economiile de costuri.
Data publicării: 24 decembrie 2023