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

A produção de cadinho de grafite evoluiu significativamente com o advento da tecnologia de prensagem isostática, marcando-a como a técnica mais avançada do mundo.Em comparação com os métodos tradicionais de compactação, 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 melhora significativamente a textura do cadinho, reduzindo a porosidade e aumentando subsequentemente a condutividade térmica e a resistência à corrosão, conforme ilustrado na Figura 1. Em um ambiente isostático, cada parte do cadinho experimenta uma pressão de moldagem uniforme, garantindo a consistência do material por toda parte.Este método, conforme ilustrado na Figura 2, supera o processo de compactação tradicional, levando a uma melhoria substancial no desempenho do cadinho.

1. Declaração do problema

Uma preocupação surge no contexto de um forno de cadinho com fio de resistência de isolamento de liga de alumínio que utiliza cadinhos de grafite compactados, com vida útil de aproximadamente 45 dias.Após apenas 20 dias de uso, observa-se um declínio notável na condutividade térmica, acompanhado por microfissuras na superfície externa do cadinho.Nas fases posteriores de utilização, é evidente uma queda acentuada na condutividade térmica, tornando o cadinho quase não condutor.Além disso, desenvolvem-se múltiplas fissuras superficiais e ocorre descoloração na parte superior do cadinho devido à oxidação.

Ao inspecionar o forno de cadinho, conforme mostrado na Figura 3, é utilizada uma base composta por tijolos refratários empilhados, com o elemento de aquecimento mais inferior do fio de resistência situado 100 mm acima da base.O topo do cadinho é vedado com mantas de fibra de amianto, posicionadas a cerca de 50 mm da borda externa, revelando abrasão significativa na borda interna do topo do cadinho.

2. Novas melhorias tecnológicas

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

A utilização deste cadinho melhora significativamente a sua aplicação em fornos de isolamento de liga de alumínio, principalmente em termos de resistência à 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 ℃.Cadinhos com esmalte resistente à oxidação em baixa temperatura podem efetivamente retardar o processo de oxidação em temperaturas acima de 600 ℃, garantindo excelente condutividade térmica prolongada.Simultaneamente, evita a redução da resistência devido à oxidação, prolongando a vida útil do cadinho.

Melhoria 2: Base do Forno Utilizando Grafite do Mesmo Material do Cadinho

Conforme ilustrado na Figura 4, o uso de uma base de grafite do mesmo material do cadinho garante o aquecimento uniforme do fundo do cadinho durante o processo de aquecimento.Isto atenua os gradientes de temperatura causados ​​pelo aquecimento desigual e reduz a tendência para fissuras resultantes do aquecimento desigual do fundo.A base de grafite dedicada também garante suporte estável para o cadinho, alinhando-se com seu fundo e minimizando fraturas induzidas por tensão.

Melhoria 3: Melhorias Estruturais Locais do Forno (Figura 4)

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

Melhoria 4: Refinando os Processos de Uso do Crisol

Antes do uso, pré-aqueça o cadinho no forno em 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 dentro desta faixa de temperatura.Posteriormente, abaixe a temperatura até a temperatura de trabalho e introduza material líquido de alumínio para operação normal.

Devido aos efeitos corrosivos dos agentes de refino nos cadinhos, siga os protocolos de uso corretos.A remoção regular da escória é essencial e deve ser realizada quando o cadinho estiver quente, caso contrário a limpeza da escória se tornará um desafio.A observação vigilante da condutividade térmica do cadinho e da presença de envelhecimento nas paredes do cadinho é crucial nas fases posteriores de utilização.Substituições oportunas devem ser feitas para evitar perda desnecessária de energia 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 por períodos prolongados, sem observação de fissuras na superfície.O feedback dos utilizadores indica um melhor desempenho, não só reduzindo os custos de produção, mas também melhorando significativamente a eficiência da produção.

4. Conclusão

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

Através de pesquisa meticulosa e otimização da tecnologia de fornos de cadinho, o desempenho e a vida útil aprimorados contribuem substancialmente para aumentar a eficiência da produção e reduzir custos.