Tillverkningen av grafitdeglar har utvecklats avsevärt med tillkomsten av isostatisk pressningsteknik, vilket gör den till den mest avancerade tekniken globalt. Jämfört med traditionella stampmetoder resulterar isostatisk pressning i deglar med enhetlig textur, högre densitet, energieffektivitet och överlägsen motståndskraft mot oxidation. Appliceringen av högt tryck under gjutningen förbättrar degelns textur avsevärt, vilket minskar porositeten och därmed ökar värmeledningsförmågan och korrosionsbeständigheten, vilket illustreras i figur 1. I en isostatisk miljö upplever varje del av degeln ett enhetligt gjuttryck, vilket säkerställer materialkonsistens rakt igenom. Denna metod, som visas i figur 2, överträffar den traditionella stampningsprocessen, vilket leder till en betydande förbättring av degelns prestanda.
1. Problemformulering
En oro uppstår i samband med en ugn för isoleringsmotståndstråd av aluminiumlegering som använder grafitdeglar med ram, med en livslängd på cirka 45 dagar. Efter bara 20 dagars användning observeras en märkbar minskning av värmeledningsförmågan, åtföljd av mikrosprickor på degelns yttre yta. I de senare användningsstadierna är en kraftig minskning av värmeledningsförmågan tydlig, vilket gör degeln nästan oledande. Dessutom utvecklas flera ytsprickor och missfärgning uppstår på degelns topp på grund av oxidation.
Vid inspektion av degelugnen, som visas i figur 3, används en bas bestående av staplade eldfasta tegelstenar, med det nedersta värmeelementet på motståndstråden placerat 100 mm ovanför basen. Degelns topp är förseglad med asbestfiberfiltar, placerade cirka 50 mm från ytterkanten, vilket avslöjar betydande nötning på degelns innerkant.
2. Nya tekniska förbättringar
Förbättring 1: Användning av isostatisk pressad lergrafitdegel (med lågtemperaturoxidationsbeständig glasyr)
Användningen av denna degel förbättrar dess tillämpning i isoleringsugnar av aluminiumlegeringar avsevärt, särskilt när det gäller oxidationsbeständighet. Grafitdeglar oxiderar vanligtvis vid temperaturer över 400 ℃, medan isoleringstemperaturen för ugnar av aluminiumlegering varierar mellan 650 och 700 ℃. Deglar med lågtemperatur oxidationsbeständig glasyr kan effektivt bromsa oxidationsprocessen vid temperaturer över 600 ℃, vilket säkerställer långvarig utmärkt värmeledningsförmåga. Samtidigt förhindrar den hållfasthetsreduktion på grund av oxidation, vilket förlänger degelns livslängd.
Förbättring 2: Ugnsbas med grafit av samma material som degeln
Som visas i figur 4 säkerställer användningen av en grafitbas av samma material som degeln en jämn uppvärmning av degelns botten under uppvärmningsprocessen. Detta mildrar temperaturgradienter orsakade av ojämn uppvärmning och minskar tendensen till sprickor till följd av ojämn bottenuppvärmning. Den dedikerade grafitbasen garanterar också stabilt stöd för degeln, som är i linje med botten och minimerar spänningsinducerade sprickor.
Förbättring 3: Lokala strukturella förbättringar av ugnen (Figur 4)
- Förbättrad innerkant på ugnslocket, vilket effektivt förhindrar slitage på degelns topp och avsevärt förbättrar ugnstätningen.
- Se till att motståndstråden är i nivå med degelns botten, vilket garanterar tillräcklig bottenvärme.
- Minimerar påverkan av tätningar i de övre fiberduken på degelns uppvärmning, säkerställer tillräcklig uppvärmning vid degelns topp och minskar effekterna av lågtemperaturoxidation.
Förbättring 4: Förfina användningsprocesser för degeln
Före användning, förvärm degeln i ugnen vid temperaturer under 200 ℃ i 1-2 timmar för att eliminera fukt. Efter förvärmning, höj temperaturen snabbt till 850-900 ℃, och minimera uppehållstiden mellan 300-600 ℃ för att minska oxidation inom detta temperaturområde. Sänk därefter temperaturen till arbetstemperaturen och tillsätt flytande aluminiummaterial för normal drift.
På grund av raffineringsmedels korrosiva effekter på deglar, följ korrekta användningsprotokoll. Regelbunden slaggborttagning är avgörande och bör utföras när degeln är varm, eftersom rengöring av slagg annars blir utmanande. Noggrann observation av degelns värmeledningsförmåga och förekomsten av åldrande på degelväggarna är avgörande i senare användningsstadier. Snabbt utbyte bör göras för att undvika onödig energiförlust och läckage av aluminiumvätska.
3. Förbättringsresultat
Den förbättrade degelns förlängda livslängd är anmärkningsvärd, eftersom den bibehåller värmeledningsförmågan under längre perioder utan att några ytsprickor observeras. Användarfeedback indikerar förbättrad prestanda, vilket inte bara minskar produktionskostnaderna utan också avsevärt förbättrar produktionseffektiviteten.
4. Slutsats
- Isostatiska pressade lergrafitdeglar överträffar traditionella deglar när det gäller prestanda.
- Ugnsstrukturen bör matcha degelns storlek och struktur för optimal prestanda.
- Korrekt användning av degeln förlänger dess livslängd avsevärt och kontrollerar produktionskostnaderna effektivt.
Genom noggrann forskning och optimering av degelugnstekniken bidrar den förbättrade prestandan och livslängden avsevärt till ökad produktionseffektivitet och kostnadsbesparingar.
Publiceringstid: 24 december 2023