Grafiittiupokkaiden tuotanto on kehittynyt merkittävästi isostaattisen puristustekniikan myötä, ja siitä on tullut maailmanlaajuisesti edistynein tekniikka. Perinteisiin puristusmenetelmiin verrattuna isostaattinen puristus tuottaa upokkaita, joilla on tasainen rakenne, suurempi tiheys, energiatehokkuus ja erinomainen hapettumisenkestävyys. Korkean paineen käyttö muovauksen aikana parantaa merkittävästi upokkaan rakennetta, vähentää huokoisuutta ja parantaa siten lämmönjohtavuutta ja korroosionkestävyyttä, kuten kuvassa 1 on esitetty. Isostaattisessa ympäristössä jokainen upokkaan osa altistuu tasaiselle muovauspaineelle, mikä varmistaa materiaalin tasaisuuden kaikkialla. Tämä menetelmä, kuten kuvassa 2 on esitetty, on suorituskykyisempi kuin perinteinen puristusprosessi, mikä johtaa upokkaan suorituskyvyn huomattavaan paranemiseen.
1. Ongelman kuvaus
Huolta herättää alumiiniseoksesta valmistettu eristysvastuslangasta valmistettu upokasuuni, jossa käytetään puristettuja grafiittiupokkaita, joiden käyttöikä on noin 45 päivää. Jo 20 päivän käytön jälkeen havaitaan huomattava lämmönjohtavuuden lasku, johon liittyy mikrohalkeamia upokkaan ulkopinnalla. Käytön myöhemmissä vaiheissa lämmönjohtavuus laskee voimakkaasti, mikä tekee upokkaasta lähes johtamattoman. Lisäksi pinnalle kehittyy useita halkeamia ja upokkaan yläosaan tapahtuu värjäytymistä hapettumisen vuoksi.
Kuvassa 3 esitetyn mukaisesti upokkaan uunia tarkastettaessa käytetään pinotuista tulenkestävistä tiilistä tehtyä pohjaa, jonka vastuslangan alin lämmityselementti sijaitsee 100 mm pohjan yläpuolella. Upokkaan yläosa on tiivistetty asbestikuitupeitteillä, jotka on sijoitettu noin 50 mm:n päähän ulkoreunasta, jolloin upokkaan yläosan sisäreunassa näkyy merkittäviä kulumia.
2. Uudet teknologiset parannukset
Parannus 1: Isostaattisesti puristetun savigrafiittiupokkaan käyttöönotto (alhaisen lämpötilan hapettumista kestävällä lasitteella)
Tämän upokkaan käyttö parantaa merkittävästi sen käyttöä alumiiniseoseristysuuneissa, erityisesti hapettumisenkestävyyden osalta. Grafiittiupokkaat hapettuvat tyypillisesti yli 400 ℃:n lämpötiloissa, kun taas alumiiniseosuunien eristyslämpötila vaihtelee 650–700 ℃:n välillä. Matalan lämpötilan hapettumista kestävällä lasitteella varustetut upokkaat voivat tehokkaasti hidastaa hapettumisprosessia yli 600 ℃:n lämpötiloissa, mikä varmistaa pitkäkestoisen erinomaisen lämmönjohtavuuden. Samalla se estää hapettumisesta johtuvan lujuuden heikkenemisen ja pidentää upokkaan käyttöikää.
Parannus 2: Uunin pohja, jossa käytetään samaa materiaalia olevaa grafiittia kuin upokas
Kuten kuvassa 4 on esitetty, grafiittipohjan käyttö samasta materiaalista kuin upokas varmistaa upokkaan pohjan tasaisen kuumennuksen lämmitysprosessin aikana. Tämä lieventää epätasaisen kuumennuksen aiheuttamia lämpötilagradientteja ja vähentää pohjan epätasaisesta kuumennuksesta johtuvia halkeamia. Erityinen grafiittipohja takaa myös upokkaan vakaan tuen, linjautuu pohjan kanssa ja minimoi jännityksen aiheuttamat murtumat.
Parannus 3: Uunin paikalliset rakenteelliset parannukset (kuva 4)
- Parannettu uunin kannen sisäreuna, joka estää tehokkaasti upokkaan yläosan kulumista ja parantaa merkittävästi uunin tiiviyttä.
- Varmista, että vastuslanka on upokkaan pohjan tasolla, jotta pohja lämpenee riittävästi.
- Minimoidaan yläkuitutiivisteiden vaikutusta upokkaan lämmitykseen, varmistetaan riittävä lämmitys upokkaan yläosassa ja vähennetään matalan lämpötilan hapettumisen vaikutuksia.
Parannus 4: Upokkaan käyttöprosessien jalostus
Ennen käyttöä esilämmitä upokas uunissa alle 200 ℃:n lämpötilassa 1–2 tuntia kosteuden poistamiseksi. Esilämmityksen jälkeen nosta lämpötila nopeasti 850–900 ℃:een ja minimoi viipymäaika 300–600 ℃:n välillä hapettumisen vähentämiseksi tällä lämpötila-alueella. Tämän jälkeen laske lämpötila käyttölämpötilaan ja lisää alumiininestettä normaalia käyttöä varten.
Koska puhdistusaineet syövyttävät upokkaita, noudata oikeita käyttöohjeita. Säännöllinen kuonan poisto on välttämätöntä, ja se tulisi tehdä upokkaan ollessa kuuma, koska kuonan puhdistaminen on muuten haastavaa. Upokkaan lämmönjohtavuuden ja upokkaan seinämien ikääntymisen tarkka tarkkailu on ratkaisevan tärkeää käytön myöhemmissä vaiheissa. Osien oikea-aikainen vaihto on tehtävä tarpeettoman energiahäviön ja alumiininesteen vuotamisen välttämiseksi.
3. Parannustulokset
Parannetun sulatussuodattimen pidempi käyttöikä on huomionarvoista, sillä se säilyttää lämmönjohtavuuden pitkiä aikoja ilman pinnan halkeilua. Käyttäjien palaute osoittaa parantuneen suorituskyvyn, mikä ei ainoastaan alenna tuotantokustannuksia, vaan myös parantaa merkittävästi tuotannon tehokkuutta.
4. Johtopäätös
- Isostaattisesti puristetut savigrafiittiupokkaat ovat suorituskyvyltään perinteisiä upokkaita parempia.
- Uunin rakenteen tulee vastata upokkaan kokoa ja rakennetta optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi.
- Oikeanlainen käyttö pidentää merkittävästi sen käyttöikää ja auttaa hallitsemaan tuotantokustannuksia.
Huolellisen tutkimuksen ja upokasuuniteknologian optimoinnin ansiosta parannettu suorituskyky ja käyttöikä edistävät merkittävästi tuotantotehokkuuden kasvua ja kustannussäästöjä.
Julkaisun aika: 24.12.2023