אופטימיזציה של טכנולוגיית כור היתוך גרפיט לביצועים ממושכים ויעילות עלות

ייצור כור היתוך גרפיט התפתח באופן משמעותי עם הופעתה של טכנולוגיית הכבישה האיזוסטטית, מה שמסמן אותה כטכניקה המתקדמת ביותר בעולם. בהשוואה לשיטות דחיפה מסורתיות, לחיצה איזוסטטית מביאה לכור היתוך עם מרקם אחיד, צפיפות גבוהה יותר, יעילות אנרגטית ועמידות מעולה בפני חמצון. הפעלת לחץ גבוה במהלך יציקה משפרת משמעותית את מרקם הכור ההיתוך, מפחיתה את הנקבוביות ובהמשך מגבירה את המוליכות התרמית ועמידות בפני קורוזיה, כפי שמוצג באיור 1. בסביבה איזוסטטית, כל חלק בכור חווה לחץ יציקה אחיד, מה שמבטיח עקביות חומר לכל אורכו. שיטה זו, כפי שמתוארת באיור 2, מתעלה על תהליך הגיחה המסורתי, מה שמוביל לשיפור ניכר בביצועי כור ההיתוך.

1. הצהרת בעיה

חשש מתעורר בהקשר של תנור כור היתוך תיל עמידות בידוד מסגסוגת אלומיניום באמצעות כור היתוך גרפיט נגוע, עם תוחלת חיים של כ-45 ימים. לאחר 20 ימי שימוש בלבד נצפית ירידה ניכרת במוליכות התרמית, המלווה במיקרו סדקים על פני השטח החיצוניים של כור ההיתוך. בשלבים המאוחרים יותר של השימוש, ניכרת ירידה חמורה במוליכות התרמית, מה שהופך את כור ההיתוך כמעט ללא מוליך. בנוסף, מתפתחים סדקים מרובים על פני השטח, ושינוי צבע מתרחש בחלק העליון של כור ההיתוך עקב חמצון.

לאחר בדיקת תנור כור ההיתוך, כפי שמוצג באיור 3, נעשה שימוש בבסיס המורכב מלבני עקשן מוערמות, כאשר גוף החימום התחתון ביותר של חוט ההתנגדות ממוקם 100 מ"מ מעל הבסיס. חלקו העליון של כור ההיתוך אטום באמצעות שמיכות סיבי אסבסט, הממוקמות כ-50 מ"מ מהקצה החיצוני, וחושפים שחיקה משמעותית בקצה הפנימי של חלקו העליון של הכור ההיתוך.

2. שיפורים טכנולוגיים חדשים

שיפור 1: אימוץ כור היתוך גרפיט חימר דחוס איזוסטטי (עם זיגוג עמיד לחמצון בטמפרטורה נמוכה)

השימוש בכור היתוך זה משפר באופן משמעותי את היישום שלו בתנורי בידוד מסגסוגת אלומיניום, במיוחד במונחים של עמידות לחמצון. כור היתוך גרפיט מתחמצן בדרך כלל בטמפרטורות מעל 400 ℃, בעוד שטמפרטורת הבידוד של תנורי סגסוגת אלומיניום נעה בין 650 ל 700 ℃. כור היתוך עם זיגוג עמיד לחמצון בטמפרטורה נמוכה יכולים להאט ביעילות את תהליך החמצון בטמפרטורות מעל 600 ℃, מה שמבטיח מוליכות תרמית מעולה ממושכת. במקביל, הוא מונע הפחתת חוזק עקב חמצון, ומאריך את תוחלת החיים של כור ההיתוך.

שיפור 2: בסיס תנור תוך שימוש בגרפיט מאותו חומר כמו כור ההיתוך

כפי שמתואר באיור 4, שימוש בבסיס גרפיט מאותו חומר כמו כור ההיתוך מבטיח חימום אחיד של תחתית הכור במהלך תהליך החימום. זה מפחית את שיפוע הטמפרטורה הנגרם מחימום לא אחיד ומפחית את הנטייה לסדקים הנובעים מחימום תחתון לא אחיד. בסיס הגרפיט הייעודי מבטיח גם תמיכה יציבה לכור ההיתוך, מיושר עם התחתית שלו וממזער שברים שנגרמו מלחץ.

שיפור 3: שיפורים מבניים מקומיים של התנור (איור 4)

1. קצה פנימי משופר של מכסה הכבשן, מונע למעשה בלאי בחלק העליון של כור ההיתוך ומשפר משמעותית את איטום הכבשן.
2. הבטחת חוט ההתנגדות ברמה עם תחתית כור ההיתוך, ומבטיחה חימום תחתון מספיק.
3. מזעור ההשפעה של אטמי שמיכת סיבים עליונים על חימום כור ההיתוך, הבטחת חימום נאות בחלק העליון של כור ההיתוך והפחתת ההשפעות של חמצון בטמפרטורה נמוכה.

שיפור 4: חידוד תהליכי השימוש בכור ההיתוך

לפני השימוש, חממו מראש את כור ההיתוך בכבשן בטמפרטורות מתחת ל-200 ℃ למשך 1-2 שעות כדי לסלק לחות. לאחר החימום מראש, העלה במהירות את הטמפרטורה ל-850-900 ℃, תוך צמצום זמן השהייה בין 300-600 ℃ כדי להפחית את החמצון בטווח טמפרטורות זה. לאחר מכן, הורידו את הטמפרטורה לטמפרטורת העבודה והכנסו חומר נוזלי אלומיניום לפעולה רגילה.

בשל ההשפעות המאכלות של חומרי זיקוק על כור היתוך, פעל לפי פרוטוקולי שימוש נכונים. הסרת סיגים באופן קבוע היא חיונית ויש לבצע אותה כאשר כור ההיתוך חם, מכיוון שניקוי סיגים הופך למאתגר אחרת. התבוננות ערה במוליכות התרמית של כור ההיתוך ובנוכחות ההזדקנות על דפנות ההיתוך היא חיונית בשלבי השימוש המאוחרים יותר. יש לבצע החלפות בזמן כדי למנוע אובדן אנרגיה מיותר ונזילת נוזל אלומיניום.

3. שיפור תוצאות

תוחלת החיים המורחבת של כור ההיתוך המשופר ראויה לציון, תוך שמירה על מוליכות תרמית למשך זמן ממושך, ללא פיצוח פני השטח. משוב משתמשים מצביע על שיפור בביצועים, לא רק הפחתת עלויות הייצור אלא גם שיפור משמעותי ביעילות הייצור.

4. מסקנה

1. כור היתוך גרפיט חימר דחוס איזוסטטי עולים על הכורים המסורתיים מבחינת ביצועים.
2. מבנה התנור צריך להתאים לגודל ולמבנה של כור ההיתוך לביצועים מיטביים.
3. שימוש נכון בכור ההיתוך מאריך משמעותית את תוחלת החיים שלו, ובכך שולט ביעילות על עלויות הייצור.

באמצעות מחקר מדוקדק ואופטימיזציה של טכנולוגיית כור ההיתוך, הביצועים המשופרים ותוחלת החיים תורמים באופן מהותי להגברת יעילות הייצור וחיסכון בעלויות.