Otimizando a tecnologia de forno cadinho de grafite para desempenho prolongado e eficiência de custos

A produção de cadinho de grafite evoluiu significativamente com o advento da tecnologia prensada isostática, marcando -a como a técnica mais avançada em todo o mundo. Em comparação com os métodos tradicionais de atropelamento, a prensagem isostática resulta em cadinhos com textura uniforme, maior densidade, eficiência energética e resistência superior à oxidação. A aplicação de alta pressão durante a moldagem aumenta significativamente a textura do cadinho, reduzindo a porosidade e subsequentemente aumentando a condutividade térmica e a resistência à corrosão, conforme ilustrado na Figura 1. Em um ambiente isostático, cada parte do cadinho experimenta pressão uniforme de moldagem, garantindo consistência do material. Esse método, conforme mostrado na Figura 2, supera o processo tradicional de atropelamento, levando a uma melhoria substancial no desempenho do Crucol.

1. Declaração do problema

Uma preocupação surge no contexto de um forno cadinho de arame de isolamento de liga de alumínio usando cadinhos de grafite com estocada, com uma vida útil de aproximadamente 45 dias. Após apenas 20 dias de uso, é observado um declínio perceptível na condutividade térmica, acompanhada de micro-palhetas na superfície externa do Crucible. Nos estágios posteriores de uso, é evidente uma queda grave na condutividade térmica, tornando o cadinho quase não-condutor. Além disso, várias rachaduras na superfície se desenvolvem e a descoloração ocorre no topo do cadinho devido à oxidação.

Ao inspecionar o forno cadinho, conforme mostrado na Figura 3, é utilizada uma base composta de tijolos refratários empilhados, com o elemento de aquecimento do BottomMost do fio de resistência situado 100 mm acima da base. A parte superior do cadinho é selada usando cobertores de fibra de amianto, posicionados a cerca de 50 mm da borda externa, revelando uma abrasão significativa na borda interna do topo do cadinho.

2. Novas melhorias tecnológicas

Melhoria 1: Adoção do cadinho de grafite de argila prensada isostática (com esmalte resistente à oxidação de baixa temperatura)

A utilização deste cadinho aumenta significativamente sua aplicação em fornos de isolamento de liga de alumínio, particularmente em termos de resistência a oxidação. Os cadinhos de grafite normalmente oxidam em temperaturas acima de 400 ℃, enquanto a temperatura de isolamento dos fornos de liga de alumínio varia entre 650 e 700 ℃. Os cadinhos com esmalte resistente à oxidação de baixa temperatura podem efetivamente diminuir o processo de oxidação em temperaturas acima de 600 ℃, garantindo uma excelente condutividade térmica prolongada. Simultaneamente, impede a redução da força devido à oxidação, estendendo a vida útil do cadinho.

Melhoria 2: Base do forno utilizando a grafite do mesmo material que o Crucible

Conforme mostrado na Figura 4, o uso de uma base de grafite do mesmo material que o Crucolate garante aquecimento uniforme do fundo do cadinho durante o processo de aquecimento. Isso mitiga gradientes de temperatura causados ​​pelo aquecimento irregular e reduz a tendência de rachaduras resultantes do aquecimento desigual do fundo. A base de grafite dedicada também garante suporte estável para o cadinho, alinhando com o fundo e minimizando fraturas induzidas por estresse.

Melhoria 3: Aprimoramentos estruturais locais do forno (Figura 4)

1. A borda interna aprimorada da tampa do forno, impedindo efetivamente o desgaste no topo do cadinho e aumentando significativamente a vedação do forno.
2. Garantir que o fio de resistência esteja nivelado com o fundo do cadinho, garantindo aquecimento de fundo suficiente.
3. Minimizando o impacto das vedações de manta de fibra superior no aquecimento do cadinho, garantindo aquecimento adequado no topo do cadinho e reduzindo os efeitos da oxidação de baixa temperatura.

Melhoria 4: Refinando os processos de uso do Crucible

Antes do uso, pré-aqueça o cadinho no forno a temperaturas abaixo de 200 ℃ por 1-2 horas para eliminar a umidade. Após o pré-aquecimento, aumente rapidamente a temperatura para 850-900 ℃, minimizando o tempo de permanência entre 300-600 ℃ para reduzir a oxidação nessa faixa de temperatura. Posteriormente, abaixe a temperatura para a temperatura de trabalho e introduza material líquido de alumínio para operação normal.

Devido aos efeitos corrosivos dos agentes de refino nos cadios, siga os protocolos de uso corretos. A remoção regular da escória é essencial e deve ser realizada quando o cadinho estiver quente, pois a escória de limpeza se torna desafiadora de outra forma. A observação vigilante da condutividade térmica do Crucible e a presença de envelhecimento nas paredes do cadinho é crucial nos estágios posteriores do uso. As substituições oportunas devem ser feitas para evitar perda de energia desnecessária e vazamento de líquido de alumínio.

3. Resultados de melhoria

A vida útil prolongada do cadinho melhorado é digna de nota, mantendo a condutividade térmica para durações prolongadas, sem rachaduras na superfície observadas. O feedback do usuário indica melhor desempenho, não apenas reduzindo os custos de produção, mas também aumentando significativamente a eficiência da produção.

4. Conclusão

1. Os cadinhos de grafite de argila pressionados isostáticos superam os cadios tradicionais em termos de desempenho.
2. A estrutura do forno deve corresponder ao tamanho e estrutura do cadinho para o desempenho ideal.
3. O uso cadinho adequado estende significativamente sua vida útil, controlando efetivamente os custos de produção.

Através de pesquisas meticulosas e otimização da tecnologia de forno cadinho, o desempenho e a vida útil aprimorados contribuem substancialmente para aumentar a eficiência da produção e a economia de custos.