Производство графитовых тиглей значительно усовершенствовалось с появлением технологии изостатического прессования, сделав её самой передовой технологией в мире. По сравнению с традиционными методами набивки, изостатическое прессование позволяет получать 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, следовательно, повышая теплопроводность и коррозионную стойкость, как показано на рисунке 1. В изостатической среде каждая часть тигля испытывает равномерное давление формования, что обеспечивает однородность материала по всей длине. Этот метод, как показано на рисунке 2, превосходит традиционный метод набивки, что приводит к значительному улучшению характеристик тигля.
1. Постановка проблемы
Проблема возникает в связи с тигельной печью с изоляцией из алюминиевого сплава, изготовленной из резистивной проволоки, и использованием набивных графитовых тиглей, срок службы которых составляет около 45 дней. Уже через 20 дней эксплуатации наблюдается заметное снижение теплопроводности, сопровождающееся появлением микротрещин на внешней поверхности тигля. На более поздних стадиях эксплуатации наблюдается значительное снижение теплопроводности, в результате чего тигель практически перестает быть проводящим. Кроме того, на поверхности тигля образуются множественные трещины, а в верхней части тигля наблюдается изменение цвета из-за окисления.
При осмотре тигельной печи, как показано на рисунке 3, было обнаружено основание, сложенное из огнеупорного кирпича, с самым нижним нагревательным элементом из проволоки высокого сопротивления, расположенным на высоте 100 мм над основанием. Верхняя часть тигля герметизирована асбестовыми матами, расположенными на расстоянии около 50 мм от внешнего края, что свидетельствует о значительном износе внутренней кромки верхней части тигля.
2. Новые технологические усовершенствования
Усовершенствование 1: Внедрение изостатического прессованного глиняного графитового тигля (с глазурью, устойчивой к низкотемпературному окислению)
Использование этого тигля значительно расширяет возможности его применения в изоляционных печах для алюминиевых сплавов, особенно с точки зрения стойкости к окислению. Графитовые тигли обычно окисляются при температурах выше 400 ℃, в то время как температура изоляции печей для алюминиевых сплавов составляет от 650 до 700 ℃. Тигли с низкотемпературной окислительно-стойкой глазурью могут эффективно замедлять процесс окисления при температурах 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 графитового основания из того же материала, что и тигель, обеспечивает равномерный нагрев дна тигля в процессе нагрева. Это снижает температурные градиенты, вызванные неравномерным нагревом, и снижает вероятность образования трещин, возникающих из-за неравномерного нагрева дна. Специальное графитовое основание также гарантирует стабильную опору тигля, выравнивая его с дном и минимизируя образование трещин под действием напряжений.
Усовершенствование 3: Локальное структурное улучшение печи (рис. 4)
- Улучшенный внутренний край крышки печи, эффективно предотвращающий износ верхней части тигля и значительно улучшающий герметизацию печи.
- Убедитесь, что проволока сопротивления находится на одном уровне с дном тигля, гарантируя достаточный нагрев дна.
- Минимизация влияния верхних уплотнителей волокнистого покрытия на нагрев тигля, обеспечение достаточного нагрева в верхней части тигля и снижение эффектов низкотемпературного окисления.
Улучшение 4: Совершенствование процессов использования тиглей
Перед использованием предварительно прогрейте тигель в печи при температуре ниже 200 ℃ в течение 1-2 часов для удаления влаги. После предварительного нагрева быстро поднимите температуру до 850-900 ℃, минимизируя время выдержки в диапазоне 300-600 ℃ для уменьшения окисления в этом диапазоне температур. Затем снизьте температуру до рабочей и добавьте жидкий алюминий для нормальной работы.
В связи с коррозионным воздействием рафинирующих агентов на тигли, соблюдайте правила эксплуатации. Регулярное удаление шлака крайне важно, и это следует делать, пока тигель горячий, так как в противном случае очистка шлака становится затруднительной. Внимательное наблюдение за теплопроводностью тигля и наличием следов старения на его стенках имеет решающее значение на поздних этапах эксплуатации. Необходимо своевременно заменять тигли, чтобы избежать ненужных потерь энергии и утечек жидкого алюминия.
3. Результаты улучшения
Следует отметить увеличенный срок службы усовершенствованного тигля: он сохраняет теплопроводность в течение длительного времени, без образования поверхностных трещин. Отзывы пользователей свидетельствуют об улучшении производительности, что не только снижает производственные затраты, но и значительно повышает эффективность производства.
4. Заключение
- Изостатически прессованные глиняные графитовые тигли превосходят традиционные тигли по своим эксплуатационным характеристикам.
- Для оптимальной производительности конструкция печи должна соответствовать размеру и конструкции тигля.
- Правильное использование тигля значительно продлевает срок его службы, эффективно контролируя производственные затраты.
Благодаря тщательному исследованию и оптимизации технологии тигельных печей улучшенные характеристики и срок службы существенно способствуют повышению эффективности производства и экономии затрат.
Время публикации: 24 декабря 2023 г.