Η παραγωγή χωνευτηρίου γραφίτη έχει εξελιχθεί σημαντικά με την έλευση της τεχνολογίας ισοστατικής συμπίεσης, γεγονός που την καθιστά την πιο προηγμένη τεχνική παγκοσμίως. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους συμπίεσης, η ισοστατική συμπίεση έχει ως αποτέλεσμα χωνευτήρια με ομοιόμορφη υφή, υψηλότερη πυκνότητα, ενεργειακή απόδοση και ανώτερη αντοχή στην οξείδωση. Η εφαρμογή υψηλής πίεσης κατά τη χύτευση βελτιώνει σημαντικά την υφή του χωνευτηρίου, μειώνοντας το πορώδες και στη συνέχεια ενισχύοντας τη θερμική αγωγιμότητα και την αντοχή στη διάβρωση, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Σε ένα ισοστατικό περιβάλλον, κάθε μέρος του χωνευτηρίου υφίσταται ομοιόμορφη πίεση χύτευσης, διασφαλίζοντας τη συνοχή του υλικού σε όλη την έκτασή του. Αυτή η μέθοδος, όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 2, ξεπερνά την παραδοσιακή διαδικασία συμπίεσης, οδηγώντας σε σημαντική βελτίωση της απόδοσης του χωνευτηρίου.
1. Δήλωση προβλήματος
Μια ανησυχία προκύπτει στο πλαίσιο ενός κλιβάνου χωνευτηρίου από σύρμα αντίστασης μόνωσης από κράμα αλουμινίου που χρησιμοποιεί χωνευτήρια από γραφίτη με συμπίεση, με διάρκεια ζωής περίπου 45 ημερών. Μετά από μόλις 20 ημέρες χρήσης, παρατηρείται αισθητή μείωση της θερμικής αγωγιμότητας, συνοδευόμενη από μικρορωγμές στην εξωτερική επιφάνεια του χωνευτηρίου. Στα μεταγενέστερα στάδια χρήσης, είναι εμφανής μια σοβαρή μείωση της θερμικής αγωγιμότητας, καθιστώντας το χωνευτήριο σχεδόν μη αγώγιμο. Επιπλέον, αναπτύσσονται πολλαπλές επιφανειακές ρωγμές και εμφανίζεται αποχρωματισμός στην κορυφή του χωνευτηρίου λόγω οξείδωσης.
Κατά την επιθεώρηση του κλιβάνου χωνευτηρίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, χρησιμοποιείται μια βάση που αποτελείται από στοιβαγμένα πυρίμαχα τούβλα, με το κατώτερο θερμαντικό στοιχείο του σύρματος αντίστασης να βρίσκεται 100 mm πάνω από τη βάση. Το πάνω μέρος του χωνευτηρίου σφραγίζεται με κουβέρτες από ίνες αμιάντου, τοποθετημένες περίπου 50 mm από την εξωτερική άκρη, αποκαλύπτοντας σημαντική τριβή στο εσωτερικό άκρο του πάνω μέρους του χωνευτηρίου.
2. Νέες τεχνολογικές βελτιώσεις
Βελτίωση 1: Υιοθέτηση ισοστατικού χωνευτηρίου γραφίτη από πεπιεσμένο πηλό (με γλάσο ανθεκτικό στην οξείδωση σε χαμηλή θερμοκρασία)
Η χρήση αυτού του χωνευτηρίου ενισχύει σημαντικά την εφαρμογή του σε μονωτικούς φούρνους από κράμα αλουμινίου, ιδιαίτερα όσον αφορά την αντοχή στην οξείδωση. Τα χωνευτήρια γραφίτη συνήθως οξειδώνονται σε θερμοκρασίες άνω των 400 ℃, ενώ η θερμοκρασία μόνωσης των φούρνων από κράμα αλουμινίου κυμαίνεται μεταξύ 650 και 700 ℃. Τα χωνευτήρια με υαλοπίνακα χαμηλής θερμοκρασίας ανθεκτικό στην οξείδωση μπορούν να επιβραδύνουν αποτελεσματικά τη διαδικασία οξείδωσης σε θερμοκρασίες άνω των 600 ℃, εξασφαλίζοντας παρατεταμένη εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα. Ταυτόχρονα, αποτρέπει τη μείωση της αντοχής λόγω οξείδωσης, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής του χωνευτηρίου.
Βελτίωση 2: Βάση φούρνου που χρησιμοποιεί γραφίτη από το ίδιο υλικό με το χωνευτήριο
Όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 4, η χρήση βάσης γραφίτη από το ίδιο υλικό με το χωνευτήριο εξασφαλίζει ομοιόμορφη θέρμανση του πυθμένα του χωνευτηρίου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης. Αυτό μετριάζει τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας που προκαλούνται από την ανομοιόμορφη θέρμανση και μειώνει την τάση για ρωγμές που προκύπτουν από την ανομοιόμορφη θέρμανση του πυθμένα. Η ειδική βάση γραφίτη εγγυάται επίσης σταθερή στήριξη του χωνευτηρίου, ευθυγραμμιζόμενη με τον πυθμένα του και ελαχιστοποιώντας τις ρωγμές που προκαλούνται από την τάση.
Βελτίωση 3: Τοπικές Δομικές Βελτιώσεις του Φούρνου (Σχήμα 4)
- Βελτιωμένη εσωτερική άκρη του καλύμματος του κλιβάνου, αποτρέποντας αποτελεσματικά τη φθορά στο πάνω μέρος του χωνευτηρίου και βελτιώνοντας σημαντικά τη στεγανοποίηση του κλιβάνου.
- Βεβαιωθείτε ότι το σύρμα αντίστασης είναι στο ίδιο επίπεδο με τον πυθμένα του χωνευτηρίου, εξασφαλίζοντας επαρκή θέρμανση του πυθμένα.
- Ελαχιστοποίηση της επίδρασης των άνω στεγανοποιητικών ινών στη θέρμανση του χωνευτηρίου, εξασφαλίζοντας επαρκή θέρμανση στην κορυφή του χωνευτηρίου και μειώνοντας τις επιπτώσεις της οξείδωσης σε χαμηλή θερμοκρασία.
Βελτίωση 4: Διαδικασίες Χρήσης Χυτηρίου
Πριν από τη χρήση, προθερμάνετε το χωνευτήριο στον κλίβανο σε θερμοκρασίες κάτω των 200 ℃ για 1-2 ώρες για να αποβάλετε την υγρασία. Μετά την προθέρμανση, αυξήστε γρήγορα τη θερμοκρασία στους 850-900 ℃, ελαχιστοποιώντας τον χρόνο παραμονής μεταξύ 300-600 ℃ για να μειώσετε την οξείδωση εντός αυτού του εύρους θερμοκρασιών. Στη συνέχεια, χαμηλώστε τη θερμοκρασία στη θερμοκρασία λειτουργίας και εισαγάγετε υγρό υλικό αλουμινίου για κανονική λειτουργία.
Λόγω των διαβρωτικών επιδράσεων των μέσων εξευγενισμού στα χωνευτήρια, ακολουθήστε τα σωστά πρωτόκολλα χρήσης. Η τακτική αφαίρεση της σκωρίας είναι απαραίτητη και θα πρέπει να πραγματοποιείται όταν το χωνευτήριο είναι ζεστό, καθώς διαφορετικά ο καθαρισμός της σκωρίας καθίσταται δύσκολος. Η προσεκτική παρατήρηση της θερμικής αγωγιμότητας του χωνευτηρίου και η παρουσία φθοράς στα τοιχώματα του χωνευτηρίου είναι ζωτικής σημασίας στα μεταγενέστερα στάδια χρήσης. Θα πρέπει να γίνονται έγκαιρες αντικαταστάσεις για να αποφεύγονται οι περιττές απώλειες ενέργειας και οι διαρροές υγρού αλουμινίου.
3. Αποτελέσματα Βελτίωσης
Η παρατεταμένη διάρκεια ζωής του βελτιωμένου χωνευτηρίου είναι αξιοσημείωτη, διατηρώντας τη θερμική αγωγιμότητα για παρατεταμένα χρονικά διαστήματα, χωρίς να παρατηρούνται επιφανειακές ρωγμές. Τα σχόλια των χρηστών δείχνουν βελτιωμένη απόδοση, όχι μόνο μειώνοντας το κόστος παραγωγής αλλά και ενισχύοντας σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής.
4. Συμπέρασμα
- Τα ισοστατικά χωνευτήρια από γραφίτη από πεπιεσμένο πηλό ξεπερνούν τα παραδοσιακά χωνευτήρια όσον αφορά την απόδοση.
- Η δομή του κλιβάνου πρέπει να ταιριάζει με το μέγεθος και τη δομή του χωνευτηρίου για βέλτιστη απόδοση.
- Η σωστή χρήση του χωνευτηρίου παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του, ελέγχοντας αποτελεσματικά το κόστος παραγωγής.
Μέσω σχολαστικής έρευνας και βελτιστοποίησης της τεχνολογίας χωνευτηρίου κλιβάνου, η βελτιωμένη απόδοση και διάρκεια ζωής συμβάλλουν ουσιαστικά στην αυξημένη αποδοτικότητα της παραγωγής και στην εξοικονόμηση κόστους.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Δεκεμβρίου 2023