Grafīta tīģeļa krāsns tehnoloģijas optimizēšana ilgstošai veiktspējai un izmaksu efektivitātei

Grafīta tīģeļu ražošana ir ievērojami attīstījusies līdz ar izostatiskās presēšanas tehnoloģijas parādīšanos, padarot to par vismodernāko metodi pasaulē. Salīdzinot ar tradicionālajām blietēšanas metodēm, izostatiskā presēšana nodrošina tīģeļus ar vienmērīgu tekstūru, lielāku blīvumu, energoefektivitāti un izcilu izturību pret oksidēšanos. Augsta spiediena pielietošana formēšanas laikā ievērojami uzlabo tīģeļa tekstūru, samazinot porainību un tādējādi palielinot siltumvadītspēju un izturību pret koroziju, kā parādīts 1. attēlā. Izostatiskā vidē katra tīģeļa daļa saskaras ar vienmērīgu formēšanas spiedienu, nodrošinot materiāla konsistenci visā tā garumā. Šī metode, kā parādīts 2. attēlā, pārspēj tradicionālo blietēšanas procesu, ievērojami uzlabojot tīģeļa veiktspēju.

1. Problēmas izklāsts

Bažas rada alumīnija sakausējuma izolācijas pretestības stiepļu tīģeļa krāsns, kurā tiek izmantoti presēti grafīta tīģeļi, kuru kalpošanas laiks ir aptuveni 45 dienas. Pēc tikai 20 lietošanas dienām tiek novērota ievērojama siltumvadītspējas samazināšanās, ko pavada mikroplaisas tīģeļa ārējā virsmā. Vēlākajos lietošanas posmos ir redzama ievērojama siltumvadītspējas samazināšanās, padarot tīģeli gandrīz nevadošu. Turklāt veidojas vairākas virsmas plaisas, un oksidēšanās dēļ tīģeļa augšpusē notiek krāsas maiņa.

Pārbaudot tīģeļa krāsni, kā parādīts 3. attēlā, tiek izmantota pamatne, kas sastāv no sakrautiem ugunsizturīgiem ķieģeļiem, un pretestības stieples apakšējais sildelements atrodas 100 mm virs pamatnes. Tīģeļa augšdaļa ir noslēgta ar azbesta šķiedru segām, kas novietotas apmēram 50 mm attālumā no ārējās malas, atklājot ievērojamu nobrāzumu tīģeļa augšdaļas iekšējā malā.

2. Jauni tehnoloģiskie uzlabojumi

1. uzlabojums: izostatiski presēta māla grafīta tīģeļa (ar zemas temperatūras oksidēšanās izturīgu glazūru) ieviešana

Šī tīģeļa izmantošana ievērojami uzlabo tā pielietojumu alumīnija sakausējumu izolācijas krāsnīs, jo īpaši oksidēšanās izturības ziņā. Grafīta tīģeļi parasti oksidējas temperatūrā virs 400 ℃, savukārt alumīnija sakausējumu krāšņu izolācijas temperatūra svārstās no 650 līdz 700 ℃. Tīģeļi ar zemas temperatūras oksidēšanās izturīgu glazūru var efektīvi palēnināt oksidēšanās procesu temperatūrā virs 600 ℃, nodrošinot ilgstošu izcilu siltumvadītspēju. Vienlaikus tas novērš izturības samazināšanos oksidēšanās dēļ, pagarinot tīģeļa kalpošanas laiku.

2. uzlabojums: Krāsns pamatne, kurā izmantots tā paša materiāla grafīts kā tīģelī

Kā parādīts 4. attēlā, grafīta pamatnes izmantošana, kas izgatavota no tāda paša materiāla kā tīģelis, nodrošina tīģeļa apakšas vienmērīgu uzsildīšanu sildīšanas procesa laikā. Tas mazina temperatūras gradientus, ko izraisa nevienmērīga sildīšana, un samazina plaisu veidošanās tendenci, kas rodas nevienmērīgas apakšas sildīšanas dēļ. Speciālā grafīta pamatne garantē arī stabilu tīģeļa atbalstu, izlīdzinot to ar tā apakšu un samazinot sprieguma izraisītos lūzumus.

3. uzlabojums: Krāsns lokālie strukturālie uzlabojumi (4. attēls)

1. Uzlabota krāsns vāka iekšējā mala, kas efektīvi novērš tīģeļa augšdaļas nodilumu un ievērojami uzlabo krāsns hermētiskumu.
2. Nodrošinot, lai pretestības vads būtu vienā līmenī ar tīģeļa dibenu, garantējot pietiekamu apakšējo sildīšanu.
3. Samazinot augšējo šķiedru segas blīvējumu ietekmi uz tīģeļa uzsildīšanu, nodrošinot atbilstošu uzsildīšanu tīģeļa augšpusē un samazinot zemas temperatūras oksidēšanās ietekmi.

4. uzlabojums: tīģeļa lietošanas procesu pilnveidošana

Pirms lietošanas tīģeli krāsnī 1–2 stundas uzkarsē temperatūrā zem 200 ℃, lai izvadītu mitrumu. Pēc uzkarsēšanas temperatūru strauji paaugstina līdz 850–900 ℃, samazinot oksidēšanās laiku no 300 līdz 600 ℃, lai samazinātu oksidēšanos šajā temperatūras diapazonā. Pēc tam temperatūru pazemina līdz darba temperatūrai un ievada alumīnija šķidro materiālu normālai darbībai.

Rafinēšanas līdzekļu korozīvās iedarbības uz tīģeļiem dēļ jāievēro pareizi lietošanas protokoli. Regulāra izdedžu noņemšana ir būtiska, un tā jāveic, kad tīģelis ir karsts, jo pretējā gadījumā izdedžu tīrīšana ir sarežģīta. Vēlākajos lietošanas posmos ir ļoti svarīgi rūpīgi uzraudzīt tīģeļa siltumvadītspēju un novecošanās pazīmes uz tīģeļa sienām. Lai izvairītos no nevajadzīgiem enerģijas zudumiem un alumīnija šķidruma noplūdes, jāveic savlaicīga nomaiņa.

3. Uzlabošanas rezultāti

Ievērības cienīgs ir uzlabotā tīģeļa pagarinātais kalpošanas laiks, kas ilgstoši saglabā siltumvadītspēju bez virsmas plaisāšanas. Lietotāju atsauksmes liecina par uzlabotu veiktspēju, ne tikai samazinot ražošanas izmaksas, bet arī ievērojami palielinot ražošanas efektivitāti.

4. Secinājums

1. Izostatiski presēti māla grafīta tīģeļi veiktspējas ziņā pārspēj tradicionālos tīģeļus.
2. Lai nodrošinātu optimālu veiktspēju, krāsns konstrukcijai jāatbilst tīģeļa izmēram un struktūrai.
3. Pareiza tīģeļa lietošana ievērojami pagarina tā kalpošanas laiku, efektīvi kontrolējot ražošanas izmaksas.

Pateicoties rūpīgai tīģeļkrāsns tehnoloģijas izpētei un optimizācijai, uzlabotā veiktspēja un kalpošanas laiks būtiski veicina ražošanas efektivitātes pieaugumu un izmaksu ietaupījumus.