Produksjon av grafittdigler har utviklet seg betydelig med fremveksten av isostatisk presseteknologi, noe som markerer den som den mest avanserte teknikken globalt. Sammenlignet med tradisjonelle stampemetoder resulterer isostatisk pressing i digler med jevn tekstur, høyere tetthet, energieffektivitet og overlegen motstand mot oksidasjon. Påføring av høyt trykk under støping forbedrer digelens tekstur betydelig, reduserer porøsitet og øker dermed varmeledningsevnen og korrosjonsmotstanden, som illustrert i figur 1. I et isostatisk miljø opplever hver del av digelen jevnt støpetrykk, noe som sikrer materialkonsistens gjennomgående. Denne metoden, som vist i figur 2, overgår den tradisjonelle stampeprosessen, noe som fører til en betydelig forbedring av digelens ytelse.
1. Problemstilling
Det oppstår en bekymring i forbindelse med en digelovn av aluminiumslegering med isolasjonsmotstandstråd som bruker rammede grafittdigler, med en levetid på omtrent 45 dager. Etter bare 20 dagers bruk observeres en merkbar nedgang i varmeledningsevnen, ledsaget av mikrosprekker på digelens ytre overflate. I de senere stadiene av bruken er det et betydelig fall i varmeledningsevnen, noe som gjør digelen nesten ikke-ledende. I tillegg utvikles det flere overflatesprekker, og misfarging oppstår på toppen av digelen på grunn av oksidasjon.
Ved inspeksjon av digelovnen, som vist i figur 3, benyttes en base bestående av stablede ildfaste murstein, med det nederste varmeelementet på motstandstråden plassert 100 mm over basen. Digelens topp er forseglet med asbestfibertepper, plassert rundt 50 mm fra ytterkanten, noe som avslører betydelig slitasje på den indre kanten av digelens topp.
2. Nye teknologiske forbedringer
Forbedring 1: Bruk av isostatisk presset leiregrafittdigel (med lavtemperaturoksidasjonsbestandig glasur)
Bruken av denne digelen forbedrer dens anvendelse i isolasjonsovner av aluminiumslegering betydelig, spesielt med tanke på oksidasjonsmotstand. Grafittdigler oksiderer vanligvis ved temperaturer over 400 ℃, mens isolasjonstemperaturen for ovner av aluminiumslegering varierer mellom 650 og 700 ℃. Digler med lavtemperatur oksidasjonsbestandig glasur kan effektivt bremse oksidasjonsprosessen ved temperaturer over 600 ℃, noe som sikrer langvarig utmerket varmeledningsevne. Samtidig forhindrer den styrkereduksjon på grunn av oksidasjon, noe som forlenger digelens levetid.
Forbedring 2: Ovnsbase som bruker grafitt av samme materiale som digelen
Som vist i figur 4, sikrer bruk av en grafittbase av samme materiale som digelen jevn oppvarming av digelens bunn under oppvarmingsprosessen. Dette reduserer temperaturgradienter forårsaket av ujevn oppvarming og reduserer tendensen til sprekker som følge av ujevn bunnoppvarming. Den dedikerte grafittbasen garanterer også stabil støtte for digelen, justeres med bunnen og minimerer spenningsinduserte brudd.
Forbedring 3: Lokale strukturelle forbedringer av ovnen (figur 4)
- Forbedret innerkant av ovnsdekselet, som effektivt forhindrer slitasje på digelens topp og forbedrer ovnens tetning betydelig.
- Sørg for at motstandstråden er på nivå med bunnen av digelen, slik at tilstrekkelig bunnvarme sikres.
- Minimerer virkningen av toppfibertepper på oppvarmingen av digelen, sikrer tilstrekkelig oppvarming på toppen av digelen og reduserer effekten av lavtemperaturoksidasjon.
Forbedring 4: Forbedring av bruksprosesser for digel
Før bruk, forvarm digelen i ovnen ved temperaturer under 200 ℃ i 1–2 timer for å fjerne fuktighet. Etter forvarming, øk temperaturen raskt til 850–900 ℃, og minimer oppholdstiden mellom 300–600 ℃ for å redusere oksidasjon innenfor dette temperaturområdet. Senk deretter temperaturen til arbeidstemperaturen og tilsett flytende aluminiumsmateriale for normal drift.
På grunn av de korrosive effektene av raffineringsmidler på digler, følg korrekte bruksprotokoller. Regelmessig fjerning av slagg er viktig og bør utføres når digelen er varm, da rengjøring av slagg ellers blir utfordrende. Nøye observasjon av digelens varmeledningsevne og tilstedeværelsen av aldring på digelens vegger er avgjørende i senere bruksstadier. Rettidig utskifting bør gjøres for å unngå unødvendig energitap og lekkasje av aluminiumsvæske.
3. Forbedringsresultater
Den forbedrede digelens lengre levetid er bemerkelsesverdig, og opprettholder varmeledningsevnen over lengre tid uten observerte overflatesprekker. Brukertilbakemeldinger indikerer forbedret ytelse, som ikke bare reduserer produksjonskostnadene, men også forbedrer produksjonseffektiviteten betydelig.
4. Konklusjon
- Isostatiske pressede leiregrafittdigler overgår tradisjonelle digler når det gjelder ytelse.
- Ovnstrukturen bør samsvare med størrelsen og strukturen til digelen for optimal ytelse.
- Riktig bruk av digel forlenger levetiden betydelig, og kontrollerer produksjonskostnadene effektivt.
Gjennom grundig forskning og optimalisering av digelovnsteknologi bidrar den forbedrede ytelsen og levetiden vesentlig til økt produksjonseffektivitet og kostnadsbesparelser.
Publisert: 24. desember 2023