Оптимізація технології графітових тигельних печей для тривалої роботи та економічності

Виробництво графітових тиглів значно розвинулося з появою технології ізостатичного пресування, що відзначило її як найпередовішу технологію в усьому світі. У порівнянні з традиційними методами трамбування, ізостатичне пресування дає змогу отримати тиглі з однорідною текстурою, вищою щільністю, енергоефективністю та чудовою стійкістю до окислення. Застосування високого тиску під час формування значно покращує структуру тигля, зменшуючи пористість і згодом підвищуючи теплопровідність і стійкість до корозії, як показано на малюнку 1. В ізостатичному середовищі кожна частина тигля відчуває рівномірний тиск формування, забезпечуючи однорідність матеріалу в усьому. Цей метод, як показано на малюнку 2, перевершує традиційний процес трамбування, що призводить до суттєвого покращення продуктивності тигля.

1. Постановка проблеми

Виникає занепокоєння в контексті дротяної тигельної печі з опором ізоляції з алюмінієвого сплаву, що використовує тиглі з трамбованим графітом, термін служби яких становить приблизно 45 днів. Уже через 20 днів використання спостерігається помітне зниження теплопровідності, що супроводжується появою мікротріщин на зовнішній поверхні тигля. На пізніх стадіях використання помітно різке зниження теплопровідності, що робить тигель майже непровідним. Крім того, виникають численні поверхневі тріщини, а верхня частина тигля втрачає колір через окислення.

Під час перевірки тигельної печі, як показано на малюнку 3, використовується основа, що складається з вогнетривкої цегли, покладеної один на один, із самим нижнім нагрівальним елементом резистивного дроту, розташованим на 100 мм вище основи. Верх тигля герметизується за допомогою ковдр з азбестового волокна, розташованих приблизно на 50 мм від зовнішнього краю, виявляючи значне стирання на внутрішньому краю верху тигля.

2. Нові технологічні вдосконалення

Удосконалення 1: застосування ізостатичного пресованого глиняного графітового тигля (з низькотемпературною глазур’ю, стійкою до окислення)

Використання цього тигля значно покращує його застосування в ізоляційних печах з алюмінієвих сплавів, особливо з точки зору стійкості до окислення. Графітові тиглі зазвичай окислюються при температурах вище 400 ℃, тоді як температура ізоляції в печах з алюмінієвого сплаву коливається від 650 до 700 ℃. Тиглі з низькотемпературною глазур’ю, стійкою до окислення, можуть ефективно сповільнювати процес окислення при температурах вище 600 ℃, забезпечуючи тривалу чудову теплопровідність. Одночасно запобігає зниженню міцності внаслідок окислення, подовжуючи термін служби тигля.

Покращення 2: Основа печі з використанням графіту з того самого матеріалу, що й тигель

Як показано на малюнку 4, використання графітової основи з того ж матеріалу, що й тигель, забезпечує рівномірне нагрівання дна тигля під час процесу нагрівання. Це пом’якшує градієнти температури, викликані нерівномірним нагріванням, і зменшує тенденцію до утворення тріщин, що виникає внаслідок нерівномірного нагрівання дна. Спеціальна графітова основа також гарантує стабільну опору для тигля, вирівнюючи його з дном і мінімізуючи руйнування, спричинені напругою.

Покращення 3: Локальні структурні вдосконалення печі (Малюнок 4)

1. Покращений внутрішній край кришки печі, що ефективно запобігає зносу верхньої частини тигля та значно покращує герметичність печі.
2. Переконайтеся, що дріт опору знаходиться на одному рівні з дном тигля, що гарантує достатній нагрів дна.
3. Зведення до мінімуму впливу ущільнень верхньої волокнистої оболонки на нагрівання тигля, забезпечення належного нагріву у верхній частині тигля та зменшення впливу низькотемпературного окислення.

Покращення 4: Удосконалення процесів використання тигля

Перед використанням попередньо прогрійте тигель в печі при температурі нижче 200 ℃ протягом 1-2 годин, щоб видалити вологу. Після попереднього нагрівання швидко підвищте температуру до 850-900 ℃, мінімізуючи час витримки між 300-600 ℃, щоб зменшити окислення в цьому діапазоні температур. Згодом знизити температуру до робочої температури та ввести рідкий алюмінієвий матеріал для нормальної роботи.

Через корозійну дію рафінуючих агентів на тиглі дотримуйтеся правил використання. Регулярне видалення шлаку має важливе значення, і його слід виконувати, коли тигель гарячий, оскільки в іншому випадку очищення шлаку стає складним завданням. Ретельне спостереження за теплопровідністю тигля та наявністю старіння на стінках тигля має вирішальне значення на пізніх етапах використання. Щоб уникнути непотрібних втрат енергії та витоку алюмінієвої рідини, слід проводити своєчасну заміну.

3. Результати покращення

Заслуговує на увагу подовжений термін служби вдосконаленого тигля, який зберігає теплопровідність протягом тривалого часу, при цьому не спостерігається розтріскування поверхні. Відгуки користувачів свідчать про покращену продуктивність, що не тільки зменшує виробничі витрати, але й значно підвищує ефективність виробництва.

4. Висновок

1. Ізостатичні пресовані глиняні графітові тиглі перевершують традиційні тиглі з точки зору продуктивності.
2. Конструкція печі повинна відповідати розміру та структурі тигля для оптимальної продуктивності.
3. Правильне використання тигля значно подовжує термін його служби, ефективно контролюючи виробничі витрати.

Завдяки ретельним дослідженням і оптимізації технології тигельної печі покращена продуктивність і термін служби істотно сприяють підвищенню ефективності виробництва та економії коштів.