Optimizarea tehnologiei cuptorului cu creuzet din grafit pentru performanță prelungită și eficiență a costurilor

Producția de creuzet de grafit a evoluat semnificativ odată cu apariția tehnologiei de presare izostatică, marcând-o drept 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, sporind conductivitatea termică și rezistența la coroziune, așa cum este ilustrat în Figura 1. Într-un mediu izostatic, fiecare parte a creuzetului experimentează o presiune uniformă de turnare, asigurând consistența materialului pe tot parcursul. Această metodă, așa cum este prezentată în Figura 2, depășește procesul tradițional de batere, conducând la o îmbunătățire substanțială a performanței creuzetului.

1. Declarația problemei

O îngrijorare apare în contextul unui cuptor cu creuzet de sârmă cu rezistență la izolație din aliaj de aluminiu, care utilizează creuzete de grafit, cu o durată de viață de aproximativ 45 de zile. După numai 20 de zile de utilizare, se observă o scădere vizibilă a conductibilității termice, însoțită de micro-fisuri pe suprafața exterioară a creuzetului. În etapele ulterioare de utilizare, este evidentă o scădere severă a conductibilității termice, făcând creuzetul aproape neconductiv. În plus, se dezvoltă mai multe fisuri de suprafață și decolorarea are loc în partea superioară a creuzetului din cauza oxidării.

La inspectarea cuptorului cu creuzet, așa cum se arată în Figura 3, se utilizează o bază compusă din cărămizi refractare stivuite, cu elementul de încălzire cel mai de jos al firului de rezistență situat la 100 mm deasupra bazei. Capul creuzetului este etanșat cu pături din fibre de azbest, poziționate la aproximativ 50 mm de marginea exterioară, dezvăluind abraziune semnificativă pe marginea interioară a vârfului creuzetului.

2. Noi îmbunătățiri tehnologice

Îmbunătățirea 1: Adoptarea creuzetului de grafit din argilă presată izostatică (cu glazură rezistentă la oxidare la temperatură joasă)

Utilizarea acestui creuzet îmbunătățește semnificativ aplicarea sa în cuptoare de izolare cu aliaje de aluminiu, în special în ceea ce privește rezistența la oxidare. Crezetele de grafit se oxidează de obicei la temperaturi de peste 400 ℃, în timp ce temperatura de izolație a cuptoarelor din aliaj de aluminiu variază între 650 și 700 ℃. Creuzetele cu glazură rezistentă la oxidare la temperatură joasă pot încetini eficient procesul de oxidare la temperaturi de peste 600 ℃, asigurând o conductivitate termică excelentă prelungită. În același timp, previne reducerea rezistenței din cauza oxidării, prelungind durata de viață a creuzetului.

Îmbunătățirea 2: Baza cuptorului care utilizează grafit din același material ca și creuzetul

După cum este prezentat 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 apariție a fisurilor rezultate din încălzirea neuniformă a fundului. Baza dedicată din grafit 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)

1. Marginea interioară îmbunătățită a capacului cuptorului, prevenind eficient uzura deasupra creuzetului și îmbunătățind semnificativ etanșarea cuptorului.
2. Asigurați-vă că firul de rezistență este la nivel cu fundul creuzetului, garantând o încălzire suficientă a fundului.
3. Minimizarea impactului etanșărilor cu pătură de fibre superioare 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 umiditatea. După preîncălzire, ridicați rapid temperatura la 850-900 ℃, minimizând timpul de așteptare între 300-600 ℃ pentru a reduce oxidarea în acest interval de temperatură. Ulterior, reduceți temperatura la temperatura de lucru și introduceți material lichid din aluminiu pentru funcționarea normală.

Datorită efectelor corozive ale agenților de rafinare asupra creuzetelor, urmați protocoalele corecte de utilizare. Îndepărtarea regulată a zgurii este esențială și trebuie efectuată atunci când creuzetul este fierbinte, deoarece curățarea zgurii devine dificilă altfel. Observarea atentă a conductibilității termice a creuzetului și a prezenței îmbătrânirii pe pereții creuzetului este crucială în etapele ulterioare de utilizare. Trebuie făcute înlocuiri în timp util pentru a evita pierderile inutile de energie și scurgerile de lichid de aluminiu.

3. Rezultate de îmbunătățire

Durata de viață extinsă a creuzetului îmbunătățit este de remarcat, menținând conductivitatea termică pentru perioade prelungite, fără a se observa fisurarea suprafeței. Feedbackul utilizatorilor indică o performanță îmbunătățită, nu doar reducând costurile de producție, ci și sporind semnificativ eficiența producției.

4. Concluzie

1. Crezetele de grafit din argilă presată izostatice depășesc creuzetele tradiționale în ceea ce privește performanța.
2. Structura cuptorului trebuie să se potrivească cu dimensiunea și structura creuzetului pentru o performanță optimă.
3. 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 economisirea costurilor.