Производство графитовых тиглей значительно изменилось с появлением технологии изостатического прессования, что сделало ее самой передовой технологией в мире. По сравнению с традиционными методами набивки, изостатическое прессование позволяет получить тигли с однородной текстурой, более высокой плотностью, энергоэффективностью и превосходной стойкостью к окислению. Применение высокого давления во время формования значительно улучшает текстуру тигля, уменьшая пористость и впоследствии повышая теплопроводность и коррозионную стойкость, как показано на рисунке 1. В изостатической среде каждая часть тигля испытывает равномерное давление формования, обеспечивая однородность материала во всем. Этот метод, как показано на рисунке 2, превосходит традиционный процесс набивки, что приводит к существенному улучшению характеристик тигля.
1. Постановка задачи
Проблема возникает в отношении тигельной печи с изоляционной проволокой из алюминиевого сплава, в которой используются набивные графитовые тигли со сроком службы около 45 дней. Уже через 20 дней использования наблюдается заметное снижение теплопроводности, сопровождающееся появлением микротрещин на внешней поверхности тигля. На более поздних стадиях использования становится очевидным резкое падение теплопроводности, что делает тигель практически непроводящим. Кроме того, на поверхности тигля появляются множественные трещины, а в верхней части тигля происходит изменение цвета из-за окисления.
При осмотре тигельной печи, как показано на рисунке 3, используется основание, составленное из уложенных друг на друга огнеупорных кирпичей, при этом самый нижний нагревательный элемент резистивной проволоки расположен на высоте 100 мм над основанием. Верхняя часть тигля герметизирована прокладками из асбестового волокна, расположенными на расстоянии около 50 мм от внешнего края, что обнажает значительные истирания на внутреннем крае верхней части тигля.
2. Новые технологические усовершенствования
Улучшение 1: Использование тигля изостатической прессованной глины с графитовым тиглем (с глазурью, устойчивой к низкотемпературному окислению)
Использование этого тигля значительно расширяет возможности его применения в печах с изоляцией из алюминиевых сплавов, особенно с точки зрения стойкости к окислению. Графитовые тигли обычно окисляются при температуре выше 400 ℃, тогда как температура изоляции печей из алюминиевых сплавов колеблется от 650 до 700 ℃. Тигли с низкотемпературной устойчивой к окислению глазурью позволяют эффективно замедлять процесс окисления при температуре выше 600 ℃, обеспечивая длительную отличную теплопроводность. Одновременно это предотвращает снижение прочности из-за окисления, продлевая срок службы тигля.
Усовершенствование 2: Основание печи с использованием графита из того же материала, что и тигель.
Как показано на рисунке 4, использование графитовой основы из того же материала, что и тигель, обеспечивает равномерный нагрев дна тигля в процессе нагрева. Это смягчает температурные градиенты, вызванные неравномерным нагревом, и снижает склонность к образованию трещин в результате неравномерного нагрева днища. Специальное графитовое основание также гарантирует стабильную поддержку тигля, выравнивая его по дну и сводя к минимуму трещины, вызванные напряжением.
Улучшение 3: Локальные структурные улучшения печи (рис. 4)
- Улучшенный внутренний край крышки печи эффективно предотвращает износ верхней части тигля и значительно улучшает герметизацию печи.
- Убедитесь, что резистивный провод находится на одном уровне со дном тигля, что гарантирует достаточный нагрев дна.
- Сведение к минимуму влияния верхних волоконных уплотнений на нагрев тигля, обеспечение адекватного нагрева верхней части тигля и снижение последствий низкотемпературного окисления.
Улучшение 4: Улучшение процессов использования тигля
Перед использованием тигель предварительно прогрейте в печи при температуре ниже 200 ℃ в течение 1-2 часов для устранения влаги. После предварительного нагрева быстро поднимите температуру до 850–900 ℃, сводя к минимуму время выдержки в диапазоне 300–600 ℃, чтобы уменьшить окисление в этом температурном диапазоне. Затем снизьте температуру до рабочей и введите жидкий алюминиевый материал для нормальной работы.
Из-за коррозионного воздействия рафинирующих агентов на тигли соблюдайте правильные протоколы использования. Регулярное удаление шлака имеет важное значение и должно выполняться, когда тигель горячий, поскольку в противном случае очистка шлака становится затруднительной. Тщательное наблюдение за теплопроводностью тигля и наличием старения на стенках тигля имеет решающее значение на более поздних стадиях использования. Необходимо производить своевременную замену во избежание ненужных потерь энергии и утечек алюминиевой жидкости.
3. Результаты улучшения
Примечателен увеличенный срок службы улучшенного тигля: теплопроводность сохраняется в течение длительного времени без появления трещин на поверхности. Отзывы пользователей указывают на улучшение производительности, что не только снижает производственные затраты, но и значительно повышает эффективность производства.
4. Заключение
- Тигли из изостатического прессованного глиняного графита превосходят традиционные тигли по производительности.
- Для обеспечения оптимальной производительности конструкция печи должна соответствовать размеру и структуре тигля.
- Правильное использование тигля значительно продлевает срок его службы, эффективно контролируя производственные затраты.
Благодаря тщательным исследованиям и оптимизации технологии тигельных печей повышенная производительность и срок службы существенно способствуют повышению эффективности производства и экономии затрат.
Время публикации: 24 декабря 2023 г.