Produktionen af grafitdigler har udviklet sig betydeligt med fremkomsten af isostatisk presseteknologi, hvilket markerer den som den mest avancerede teknik globalt. Sammenlignet med traditionelle stampningsmetoder resulterer isostatisk presning i digler med ensartet tekstur, højere densitet, energieffektivitet og overlegen modstandsdygtighed over for oxidation. Anvendelsen af højt tryk under støbning forbedrer diglens tekstur betydeligt, reducerer porøsiteten og øger efterfølgende varmeledningsevnen og korrosionsbestandigheden, som illustreret i figur 1. I et isostatisk miljø oplever hver del af diglen et ensartet støbetryk, hvilket sikrer materialekonsistens overalt. Denne metode, som vist i figur 2, overgår den traditionelle stampningsproces, hvilket fører til en betydelig forbedring af diglens ydeevne.
1. Problemformulering
Der opstår en bekymring i forbindelse med en digelovn af aluminiumslegering med isolationsmodstandstråd, der bruger stampede grafitdigler, med en levetid på cirka 45 dage. Efter kun 20 dages brug observeres et mærkbart fald i varmeledningsevnen ledsaget af mikrorevner på diglens ydre overflade. I de senere brugsfaser er et kraftigt fald i varmeledningsevnen tydeligt, hvilket gør diglen næsten ikke-ledende. Derudover udvikles der flere overfladerevner, og misfarvning forekommer på diglens top på grund af oxidation.
Ved inspektion af digelovnen, som vist i figur 3, anvendes en base bestående af stablede ildfaste sten, hvor modstandstrådens nederste varmeelement er placeret 100 mm over basen. Digelens top er forseglet med asbestfibertæpper, placeret ca. 50 mm fra den ydre kant, hvilket afslører betydelig slid på den indre kant af diglens top.
2. Nye teknologiske forbedringer
Forbedring 1: Anvendelse af isostatisk presset lergrafitdigel (med lavtemperaturoxidationsbestandig glasur)
Anvendelsen af denne digel forbedrer dens anvendelse betydeligt i isoleringsovne af aluminiumlegeringer, især med hensyn til oxidationsmodstand. Grafitdigler oxiderer typisk ved temperaturer over 400 ℃, mens isoleringstemperaturen for aluminiumlegeringsovne ligger mellem 650 og 700 ℃. Digler med lavtemperatur-oxidationsbestandig glasur kan effektivt bremse oxidationsprocessen ved temperaturer over 600 ℃, hvilket sikrer langvarig fremragende varmeledningsevne. Samtidig forhindrer den styrketab på grund af oxidation, hvilket forlænger diglens levetid.
Forbedring 2: Ovnbase med grafit af samme materiale som diglen
Som vist i figur 4 sikrer brugen af en grafitbase af samme materiale som diglen en ensartet opvarmning af diglens bund under opvarmningsprocessen. Dette mindsker temperaturgradienter forårsaget af ujævn opvarmning og reducerer tendensen til revner som følge af ujævn bundopvarmning. Den dedikerede grafitbase garanterer også stabil understøtning af diglen, idet den justeres i forhold til bunden og minimerer spændingsinducerede brud.
Forbedring 3: Lokale strukturelle forbedringer af ovnen (figur 4)
- Forbedret inderkant af ovndækslet, hvilket effektivt forhindrer slid på diglens top og forbedrer ovnens tætning betydeligt.
- Sørg for, at modstandstråden er på niveau med diglens bund, så der sikres tilstrækkelig bundopvarmning.
- Minimering af virkningen af tætninger i de øverste fiberdække på digelopvarmning, sikring af tilstrækkelig opvarmning i diglens top og reduktion af virkningerne af lavtemperaturoxidation.
Forbedring 4: Forfining af brugsprocesser for digler
Før brug forvarmes diglen i ovnen ved temperaturer under 200 ℃ i 1-2 timer for at fjerne fugt. Efter forvarmning hæves temperaturen hurtigt til 850-900 ℃, hvorved opholdstiden minimeres mellem 300-600 ℃ for at reducere oxidation inden for dette temperaturområde. Derefter sænkes temperaturen til driftstemperaturen, og flydende aluminiummateriale indføres for normal drift.
På grund af raffineringsmidlers korrosive virkninger på digler skal de korrekte brugsprotokoller følges. Regelmæssig fjernelse af slagge er afgørende og bør udføres, når diglen er varm, da rengøring af slagge ellers bliver udfordrende. Nøje observation af diglens varmeledningsevne og tilstedeværelsen af ældning på diglens vægge er afgørende i de senere faser af brugen. Rettidige udskiftninger bør foretages for at undgå unødvendigt energitab og lækage af aluminiumsvæske.
3. Forbedringsresultater
Den forbedrede digels forlængede levetid er bemærkelsesværdig, idet den opretholder varmeledningsevnen i længere perioder uden observation af overfladerevner. Brugerfeedback indikerer forbedret ydeevne, hvilket ikke kun reducerer produktionsomkostningerne, men også forbedrer produktionseffektiviteten betydeligt.
4. Konklusion
- Isostatiske pressede lergrafitdigler overgår traditionelle digler med hensyn til ydeevne.
- Ovnstrukturen skal matche diglens størrelse og struktur for optimal ydeevne.
- Korrekt brug af digel forlænger dens levetid betydeligt og kontrollerer produktionsomkostningerne effektivt.
Gennem omhyggelig forskning og optimering af digelovnsteknologi bidrager den forbedrede ydeevne og levetid væsentligt til øget produktionseffektivitet og omkostningsbesparelser.
Opslagstidspunkt: 24. dec. 2023