Optimalizácia technológie grafitových kelímkových pecí pre predĺžený výkon a efektívnosť nákladov

Výroba grafitových téglikov sa výrazne rozvinula s príchodom technológie izostatického lisovania, čo ju označilo za celosvetovo najpokročilejšiu techniku. V porovnaní s tradičnými metódami ubíjania výsledkom izostatického lisovania sú tégliky s jednotnou textúrou, vyššou hustotou, energetickou účinnosťou a vynikajúcou odolnosťou voči oxidácii. Aplikácia vysokého tlaku počas tvarovania výrazne zlepšuje textúru téglika, znižuje pórovitosť a následne zvyšuje tepelnú vodivosť a odolnosť proti korózii, ako je znázornené na obrázku 1. V izostatickom prostredí je každá časť téglika vystavená rovnomernému lisovaciemu tlaku, ktorý zabezpečuje konzistenciu materiálu. Táto metóda, ako je znázornená na obrázku 2, prekonáva tradičný proces ubíjania, čo vedie k podstatnému zlepšeniu výkonu téglika.

1. Vyhlásenie o probléme

Obavy vyvstávajú v súvislosti s kelímkovou pecou s izolačným odporovým drôtom z hliníkovej zliatiny s použitím téglikov s ubíjaným grafitom so životnosťou približne 45 dní. Už po 20 dňoch používania je pozorovaný výrazný pokles tepelnej vodivosti sprevádzaný mikrotrhlinami na vonkajšom povrchu téglika. V neskorších fázach používania je zrejmý výrazný pokles tepelnej vodivosti, vďaka čomu je téglik takmer nevodivý. Okrem toho vznikajú viaceré povrchové trhliny a dochádza k zmene farby na vrchu téglika v dôsledku oxidácie.

Pri kontrole téglikovej pece, ako je znázornené na obrázku 3, sa použije základňa z naskladaných žiaruvzdorných tehál, pričom najspodnejší výhrevný článok odporového drôtu sa nachádza 100 mm nad základňou. Vrch téglika je utesnený pomocou prikrývok z azbestových vlákien, umiestnených približne 50 mm od vonkajšieho okraja, čo odhaľuje značné odreniny na vnútornom okraji vrchnej časti téglika.

2. Nové technologické vylepšenia

Zlepšenie 1: Prijatie izostaticky lisovaného hlineného grafitového téglika (s glazúrou odolnou voči nízkoteplotnej oxidácii)

Využitie tohto téglika výrazne zvyšuje jeho použitie v izolačných peciach z hliníkovej zliatiny, najmä z hľadiska odolnosti voči oxidácii. Grafitové tégliky sa zvyčajne oxidujú pri teplotách nad 400 ℃, zatiaľ čo izolačná teplota pecí z hliníkových zliatin sa pohybuje medzi 650 a 700 ℃. Tégliky s glazúrou odolnou voči nízkoteplotnej oxidácii môžu účinne spomaliť oxidačný proces pri teplotách nad 600 ℃, čím sa zabezpečí predĺžená vynikajúca tepelná vodivosť. Zároveň zabraňuje zníženiu pevnosti v dôsledku oxidácie, čím sa predlžuje životnosť téglika.

Vylepšenie 2: Základňa pece využívajúca grafit z rovnakého materiálu ako téglik

Ako je znázornené na obrázku 4, použitie grafitovej základne z rovnakého materiálu ako téglik zabezpečuje rovnomerné zahrievanie dna téglika počas procesu zahrievania. Tým sa zmierňujú teplotné gradienty spôsobené nerovnomerným ohrevom a znižuje sa tendencia k vzniku trhlín v dôsledku nerovnomerného ohrevu dna. Špeciálna grafitová základňa tiež zaručuje stabilnú oporu pre téglik, zarovnanie s jeho dnom a minimalizáciu zlomenín spôsobených stresom.

Zlepšenie 3: Miestne štrukturálne vylepšenia pece (obrázok 4)

1. Vylepšený vnútorný okraj krytu pece, ktorý účinne zabraňuje opotrebovaniu vrchnej časti téglika a výrazne zlepšuje utesnenie pece.
2. Zabezpečte, aby bol odporový drôt v rovine s dnom téglika, čo zaručuje dostatočné vyhrievanie dna.
3. Minimalizácia vplyvu vrchných tesnení z vláknitej prikrývky na ohrev téglika, zabezpečenie adekvátneho ohrevu v hornej časti téglika a zníženie účinkov nízkoteplotnej oxidácie.

Zlepšenie 4: Zdokonalenie procesov používania téglika

Pred použitím predhrejte téglik v peci pri teplotách pod 200 ℃ počas 1-2 hodín, aby ste odstránili vlhkosť. Po predhriatí rýchlo zvýšte teplotu na 850-900 ℃, čím sa minimalizuje doba zotrvania medzi 300-600 ℃, aby sa znížila oxidácia v tomto teplotnom rozsahu. Následne znížte teplotu na pracovnú teplotu a zaveďte tekutý hliníkový materiál pre normálnu prevádzku.

Kvôli korozívnym účinkom rafinačných činidiel na tégliky dodržujte správne protokoly používania. Pravidelné odstraňovanie trosky je nevyhnutné a malo by sa vykonávať, keď je téglik horúci, pretože inak je čistenie trosky náročné. V neskorších fázach používania je rozhodujúce pozorné sledovanie tepelnej vodivosti téglika a prítomnosti starnutia na stenách téglika. Mali by sa vykonať včasné výmeny, aby sa predišlo zbytočným stratám energie a úniku hliníkovej kvapaliny.

3. Výsledky zlepšenia

Pozoruhodná je predĺžená životnosť vylepšeného téglika, udržiavanie tepelnej vodivosti po dlhšiu dobu, pričom sa nepozorovali žiadne povrchové praskliny. Spätná väzba používateľov naznačuje zlepšený výkon, nielen zníženie výrobných nákladov, ale aj výrazné zvýšenie efektivity výroby.

4. Záver

1. Izostaticky lisované hlinené grafitové tégliky výkonovo prekonávajú tradičné tégliky.
2. Štruktúra pece by mala zodpovedať veľkosti a štruktúre téglika pre optimálny výkon.
3. Správne používanie téglika výrazne predlžuje jeho životnosť a efektívne kontroluje výrobné náklady.

Vďaka starostlivému výskumu a optimalizácii technológie téglikových pecí zvýšený výkon a životnosť podstatne prispievajú k zvýšeniu efektívnosti výroby a úsporám nákladov.