שיטת הכנה של כור היתוך סיליקון קרביד גרפיט בעל חוזק גבוה להתכת מתכות

שיטת ההכנה של חוזק גבוהכור היתוך של סיליקון קרביד גרפיטעבור התכת מתכות כוללת את השלבים הבאים: 1) הכנת חומר גלם; 2) ערבוב ראשוני; 3) ייבוש החומר; 4) ריסוק וסינון; 5) הכנת חומר משני; 6) ערבוב משני; 7) כבישה ועיצוב; 8) חיתוך וגיזום; 9) ייבוש; 10) זיגוג; 11) שריפה ראשונית; 12) הספגה; 13) שריפה משנית; 14) ציפוי; 15) מוצר מוגמר. כור ההיתוך המיוצר באמצעות נוסחה ותהליך ייצור חדשים אלה בעל עמידות חזקה לטמפרטורות גבוהות ועמידות בפני קורוזיה. אורך החיים הממוצע של כור ההיתוך מגיע ל-7-8 חודשים, עם מבנה פנימי אחיד וללא פגמים, חוזק גבוה, דפנות דקות ומוליכות תרמית טובה. בנוסף, שכבת הזיגוג והציפוי על פני השטח, יחד עם תהליכי ייבוש וצריפה מרובים, משפרים משמעותית את עמידות המוצר בפני קורוזיה ומפחיתים את צריכת האנרגיה בכ-30%, עם דרגת ויטריפיקציה גבוהה.

שיטה זו כוללת את תחום יציקת המתכת הלא-ברזלית, ובמיוחד את שיטת ההכנה של כור היתוך סיליקון קרביד גרפיט בעל חוזק גבוה להתכת מתכות.

[טכנולוגיית רקע] כורי היתוך מיוחדים מסיליקון קרביד גרפיט משמשים בעיקר בתהליכי יציקה וחישול של מתכות לא ברזליות, כמו גם בשחזור וזיקוק של מתכות יקרות, ובייצור מוצרים עמידים בטמפרטורה גבוהה ובקורוזיה הנדרשים לייצור פלסטיק, קרמיקה, זכוכית, מלט, גומי ותרופות, כמו גם מיכלים עמידים בפני קורוזיה הנדרשים בתעשייה הפטרוכימית.

ניסוחים ותהליכי ייצור קיימים של כור היתוך מיוחד מסיליקון קרביד מגרפיט מייצרים מוצרים עם אורך חיים ממוצע של 55 ימים, נתון קצר מדי. עלויות השימוש והייצור ממשיכות לעלות, וכמות הפסולת הנוצרת גם היא גבוהה. לכן, מחקר על סוג חדש של כור היתוך מיוחד מסיליקון קרביד מגרפיט ותהליך הייצור שלו הוא בעיה דחופה לפתרון, שכן כור היתוך אלה בעל יישומים משמעותיים בתחומים כימיים תעשייתיים שונים.

[0004] כדי להתמודד עם הבעיות הנ"ל, מסופקת שיטה להכנת כורי היתוך מסיליקון קרביד גרפיט בעלי חוזק גבוה להתכת מתכות. מוצרים המוכנים לפי שיטה זו עמידים לטמפרטורות גבוהות ולקורוזיה, בעלי חיי שירות ארוכים, ומשיגים חיסכון באנרגיה, הפחתת פליטות, הגנת הסביבה ושיעור מיחזור גבוה של פסולת במהלך הייצור, תוך מיקסום המחזור והניצול של משאבים.

שיטת ההכנה של כורי סיליקון קרביד גרפיט בעלי חוזק גבוה להתכת מתכות כוללת את השלבים הבאים:

1. הכנת חומרי גלם: סיליקון קרביד, גרפיט, חימר וסיליקון מתכתי מונחים במכלים המתאימים למרכיבים באמצעות מנוף, ותוכנת בקר בקרה אוטומטית שולטת על השחרור והשקילה של כל חומר בהתאם ליחס הנדרש. שסתומים פנאומטיים שולטים על השחרור, ולפחות שני חיישני שקילה מותקנים בתחתית כל מיכל מרכיבים. לאחר השקילה, החומרים מונחים במכונת ערבוב באמצעות עגלה ניידת אוטומטית. התוספת הראשונית של סיליקון קרביד היא 50% מהכמות הכוללת שלו.
2. ערבוב משני: לאחר ערבוב חומרי הגלם במכונת הערבוב, הם משוחררים למיכל בופר, והחומרים במיכל הבופר מועלים למיכל הערבוב באמצעות מעלית דלי לצורך ערבוב משני. התקן להסרת ברזל ממוקם בפתח הפריקה של מעלית הדלי, ומעל מיכל הערבוב ממוקם התקן להוספת מים כדי להוסיף מים תוך כדי ערבוב. קצב הוספת המים הוא 10 ליטר/דקה.
3. ייבוש החומר: החומר הרטוב לאחר הערבוב מיובש בציוד ייבוש בטמפרטורה של 120-150 מעלות צלזיוס כדי להסיר לחות. לאחר ייבוש מלא, החומר מוציאים לקירור טבעי.
4. ריסוק וסינון: החומר היבש והגושי נכנס לציוד ריסוק וסינון לצורך ריסוק מקדים, לאחר מכן נכנס למכונת ריסוק נגדית לצורך ריסוק נוסף, ובמקביל עובר דרך ציוד סינון בקוטר 60 רשת. חלקיקים גדולים מ-0.25 מ"מ מוחזרים למחזור לצורך ריסוק מקדים, ריסוק וסינון נוספים, בעוד שחלקיקים קטנים מ-0.25 מ"מ נשלחים למיכל.
5. הכנת חומר משני: החומרים במיכל הפליטה מועברים חזרה למכונת המינון לצורך הכנה משנית. 50% הנותרים של סיליקון קרביד מתווספים במהלך ההכנה המשנית. החומרים לאחר ההכנה המשנית נשלחים למכונת הערבוב לצורך ערבוב חוזר.
6. ערבוב משני: במהלך תהליך הערבוב המשני, מתווספת תמיסה מיוחדת בעלת צמיגות למיכל הערבוב באמצעות מכשיר הוספת תמיסה מיוחד בעל משקל סגולי. התמיסה המיוחדת נשקלת באמצעות דלי שקילה ומוספת למיכל הערבוב.
7. כבישה ועיצוב: החומרים לאחר ערבוב משני נשלחים למיכל של מכונת כבישה איזוסטטית. לאחר טעינה, דחיסה, שאיבת אבק וניקוי בתבנית, החומרים נדחסים במכונת הכבישה האיזוסטטית.
8. חיתוך וגיזום: זה כולל חיתוך גובה וגיזום של קוצי כור ההיתוך. החיתוך מתבצע על ידי מכונת חיתוך כדי לחתוך את כור ההיתוך לגובה הנדרש, והקוצי לאחר החיתוך נגזמים.
9. ייבוש: לאחר חיתוך וקיצוץ כור ההיתוך בשלב (8), נשלח לתנור ייבוש לייבוש, בטמפרטורת ייבוש של 120-150 מעלות צלזיוס. לאחר הייבוש, הוא נשמר חם למשך 1-2 שעות. תנור הייבוש מצויד במערכת כוונון צינור אוויר, המורכבת ממספר לוחות אלומיניום מתכווננים. לוחות אלומיניום מתכווננים אלה מסודרים בשני הצדדים הפנימיים של תנור הייבוש, כאשר צינור אוויר בין כל שתי לוחות אלומיניום. הרווח בין כל שתי לוחות אלומיניום מותאם כדי לווסת את צינור האוויר.
10. זיגוג: הזיגוג מיוצר על ידי ערבוב חומרי זיגוג עם מים, כולל בנטוניט, חימר עקשן, אבקת זכוכית, אבקת פלדספר ונתרן קרבוקסימתיל תאית. הזיגוג מוחל ידנית בעזרת מברשת במהלך הזיגוג.
11. שריפה ראשונית: כור ההיתוך עם הזיגוג מונח על אש אחת בכבשן למשך 28-30 שעות. כדי לשפר את יעילות השריפה, מצע כבשן מסוג מבוך עם אפקט איטום וחסימת אוויר מונח בתחתית הכבשן. מצע הכבשן כולל שכבה תחתונה של צמר גפן איטום, ומעל צמר הגפן האיטום, ישנה שכבה של לבני בידוד, היוצרות מצע כבשן מסוג מבוך.
12. הספגה: כור ההיתוך המושרה מונח במיכל הספגה לצורך הספגה בוואקום ובלחץ. תמיסת ההספגה מועברת למיכל ההספגה דרך צינור אטום, וזמן ההספגה הוא 45-60 דקות.
13. שריפה משנית: כור ההיתוך הספוג מונח בכבשן לשריפה משנית למשך שעתיים.
14. ציפוי: כור ההיתוך לאחר שריפה משנית מצופה בצבע שרף אקרילי על בסיס מים על פני השטח.
15. מוצר מוגמר: לאחר השלמת הציפוי, המשטח מיובש, ולאחר הייבוש, כור ההיתוך נארז ומאוחסן.