La producció de gresols de grafit ha evolucionat significativament amb l'arribada de la tecnologia de premsat isostàtic, convertint-la en la tècnica més avançada a nivell mundial. En comparació amb els mètodes tradicionals de premsat, el premsat isostàtic dóna com a resultat gresols amb una textura uniforme, una densitat més alta, una eficiència energètica i una resistència superior a l'oxidació. L'aplicació d'alta pressió durant el modelat millora significativament la textura del gresol, reduint la porositat i, posteriorment, augmentant la conductivitat tèrmica i la resistència a la corrosió, tal com s'il·lustra a la Figura 1. En un entorn isostàtic, cada part del gresol experimenta una pressió de modelat uniforme, cosa que garanteix la consistència del material al llarg de tot el procés. Aquest mètode, tal com es mostra a la Figura 2, supera el procés tradicional de premsat, cosa que comporta una millora substancial en el rendiment del gresol.
1. Plantejament del problema
Sorgeix una preocupació en el context d'un forn de gresol de filferro de resistència d'aïllament d'aliatge d'alumini que utilitza gresols de grafit pissó, amb una vida útil d'aproximadament 45 dies. Després de només 20 dies d'ús, s'observa una disminució notable de la conductivitat tèrmica, acompanyada de microesquerdes a la superfície exterior del gresol. En les últimes etapes d'ús, es fa evident una forta caiguda de la conductivitat tèrmica, fent que el gresol sigui gairebé no conductor. A més, es desenvolupen múltiples esquerdes superficials i es produeix una decoloració a la part superior del gresol a causa de l'oxidació.
En inspeccionar el forn del gresol, tal com es mostra a la Figura 3, s'utilitza una base composta per maons refractaris apilats, amb l'element calefactor inferior del cable de resistència situat a 100 mm per sobre de la base. La part superior del gresol està segellada amb mantes de fibra d'amiant, col·locades a uns 50 mm de la vora exterior, cosa que revela una abrasió significativa a la vora interior de la part superior del gresol.
2. Noves millores tecnològiques
Millora 1: Adopció de gresol de grafit d'argila premsada isostàtica (amb esmalt resistent a l'oxidació a baixa temperatura)
La utilització d'aquest gresol millora significativament la seva aplicació en forns d'aïllament d'aliatge d'alumini, especialment pel que fa a la resistència a l'oxidació. Els gresols de grafit normalment s'oxiden a temperatures superiors a 400 ℃, mentre que la temperatura d'aïllament dels forns d'aliatge d'alumini oscil·la entre 650 i 700 ℃. Els gresols amb esmalt resistent a l'oxidació a baixa temperatura poden alentir eficaçment el procés d'oxidació a temperatures superiors a 600 ℃, garantint una excel·lent conductivitat tèrmica prolongada. Alhora, evita la reducció de la resistència a causa de l'oxidació, allargant la vida útil del gresol.
Millora 2: Base del forn que utilitza grafit del mateix material que el gresol
Com es mostra a la Figura 4, l'ús d'una base de grafit del mateix material que el gresol garanteix un escalfament uniforme de la part inferior del gresol durant el procés d'escalfament. Això mitiga els gradients de temperatura causats per un escalfament desigual i redueix la tendència a les esquerdes resultants d'un escalfament desigual de la part inferior. La base de grafit dedicada també garanteix un suport estable per al gresol, alineant-se amb la part inferior i minimitzant les fractures induïdes per estrès.
Millora 3: Millores estructurals locals del forn (Figura 4)
- Vora interior millorada de la coberta del forn, que evita eficaçment el desgast de la part superior del gresol i millora significativament el segellat del forn.
- Assegureu-vos que el cable de resistència estigui a nivell amb el fons del gresol, garantint un escalfament suficient del fons.
- Minimitzar l'impacte dels segells de la manta de fibra superior en l'escalfament del gresol, garantint un escalfament adequat a la part superior del gresol i reduint els efectes de l'oxidació a baixa temperatura.
Millora 4: Refinament dels processos d'ús del gresol
Abans d'utilitzar-lo, preescalfeu el gresol al forn a temperatures inferiors a 200 ℃ durant 1-2 hores per eliminar la humitat. Després del preescalfament, augmenteu ràpidament la temperatura a 850-900 ℃, minimitzant el temps de permanència entre 300-600 ℃ per reduir l'oxidació dins d'aquest rang de temperatura. Posteriorment, baixeu la temperatura a la temperatura de treball i introduïu material líquid d'alumini per al funcionament normal.
A causa dels efectes corrosius dels agents de refinació sobre els gresols, seguiu els protocols d'ús correctes. L'eliminació regular de l'escòria és essencial i s'ha de realitzar quan el gresol estigui calent, ja que la neteja de l'escòria esdevé difícil en cas contrari. L'observació atenta de la conductivitat tèrmica del gresol i la presència d'envelliment a les parets del gresol és crucial en les etapes posteriors d'ús. S'han de fer substitucions oportunes per evitar pèrdues d'energia innecessàries i fuites de líquid d'alumini.
3. Resultats de millora
Cal destacar la vida útil prolongada del gresol millorat, que manté la conductivitat tèrmica durant períodes prolongats, sense observar-se esquerdes superficials. Els comentaris dels usuaris indiquen un rendiment millorat, no només reduint els costos de producció, sinó també millorant significativament l'eficiència de la producció.
4. Conclusió
- Els gresols de grafit d'argila premsada isostàtics superen els gresols tradicionals pel que fa al rendiment.
- L'estructura del forn ha de coincidir amb la mida i l'estructura del gresol per a un rendiment òptim.
- L'ús adequat del gresol allarga significativament la seva vida útil, controlant eficaçment els costos de producció.
Mitjançant una investigació meticulosa i l'optimització de la tecnologia del forn de crisol, el rendiment i la vida útil millorats contribueixen substancialment a augmentar l'eficiència de la producció i a estalviar costos.
Data de publicació: 24 de desembre de 2023