การเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีเตาเผาเบ้าหลอมกราไฟต์เพื่อประสิทธิภาพที่ยาวนานและคุ้มต้นทุน

การผลิตเบ้าหลอมกราไฟต์มีวิวัฒนาการอย่างมากพร้อมกับการถือกำเนิดของเทคโนโลยีการอัดแบบไอโซสแตติก ซึ่งถือเป็นเทคนิคที่ก้าวหน้าที่สุดในโลก เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการอัดแบบดั้งเดิม การอัดแบบไอโซสแตติกทำให้เบ้าหลอมมีเนื้อสัมผัสที่สม่ำเสมอ ความหนาแน่นที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้น และความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่เหนือกว่า การใช้แรงดันสูงในระหว่างการขึ้นรูปช่วยเพิ่มเนื้อสัมผัสของเบ้าหลอมได้อย่างมาก ลดความพรุน และเพิ่มการนำความร้อนและความต้านทานการกัดกร่อน ดังแสดงในรูปที่ 1 ในสภาพแวดล้อมแบบไอโซสแตติก แต่ละส่วนของเบ้าหลอมจะได้รับแรงกดในการขึ้นรูปที่สม่ำเสมอ ทำให้วัสดุมีความสม่ำเสมอตลอดทั้งชิ้น วิธีการนี้ดังแสดงในรูปที่ 2 ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่ากระบวนการอัดแบบดั้งเดิม นำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพของเบ้าหลอมอย่างมีนัยสำคัญ

1. การระบุปัญหา

ข้อกังวลเกิดขึ้นในเตาหลอมลวดต้านทานฉนวนโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ใช้เบ้าหลอมกราไฟต์แบบอัด ซึ่งมีอายุการใช้งานประมาณ 45 วัน หลังจากใช้งานเพียง 20 วัน พบว่าค่าการนำความร้อนลดลงอย่างเห็นได้ชัด พร้อมกับรอยแตกขนาดเล็กบนพื้นผิวด้านนอกของเบ้าหลอม ในระยะหลังของการใช้งาน ค่าการนำความร้อนลดลงอย่างมาก ทำให้เบ้าหลอมแทบจะไม่นำไฟฟ้า นอกจากนี้ ยังมีรอยแตกบนพื้นผิวหลายแห่ง และเกิดการเปลี่ยนสีที่ด้านบนเบ้าหลอมเนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน

เมื่อตรวจสอบเตาเผาเบ้าหลอม ดังแสดงในรูปที่ 3 พบว่าฐานเตาเผาประกอบด้วยอิฐทนไฟซ้อนกัน โดยลวดความร้อนที่อยู่ด้านล่างสุดของลวดต้านทานจะอยู่เหนือฐาน 100 มิลลิเมตร ด้านบนของเบ้าหลอมถูกปิดผนึกด้วยแผ่นใยหิน ซึ่งวางห่างจากขอบด้านนอกประมาณ 50 มิลลิเมตร เผยให้เห็นรอยถลอกขนาดใหญ่ที่ขอบด้านในของด้านบนของเบ้าหลอม

2. การปรับปรุงทางเทคโนโลยีใหม่

การปรับปรุงที่ 1: การนำเบ้าหลอมแกรไฟต์ดินเหนียวอัดไอโซสแตติกมาใช้ (พร้อมเคลือบที่ทนต่อการออกซิเดชั่นที่อุณหภูมิต่ำ)

การใช้เบ้าหลอมนี้ช่วยเพิ่มการใช้งานในเตาหลอมฉนวนโลหะผสมอะลูมิเนียมได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน เบ้าหลอมกราไฟต์โดยทั่วไปจะเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 องศาเซลเซียส ในขณะที่อุณหภูมิฉนวนของเตาหลอมโลหะผสมอะลูมิเนียมจะอยู่ระหว่าง 650 ถึง 700 องศาเซลเซียส เบ้าหลอมที่มีการเคลือบที่ทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิต่ำสามารถชะลอกระบวนการออกซิเดชันได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 องศาเซลเซียส ทำให้มีการนำความร้อนที่ดีเยี่ยมเป็นเวลานาน ขณะเดียวกันยังช่วยป้องกันการลดลงของความแข็งแรงอันเนื่องมาจากการเกิดออกซิเดชัน ช่วยยืดอายุการใช้งานของเบ้าหลอม

การปรับปรุง 2: ฐานเตาเผาที่ใช้กราไฟท์ซึ่งเป็นวัสดุเดียวกับเบ้าหลอม

ดังที่แสดงในรูปที่ 4 การใช้ฐานกราไฟต์ที่ทำจากวัสดุเดียวกับเบ้าหลอมช่วยให้ก้นเบ้าหลอมได้รับความร้อนสม่ำเสมอตลอดกระบวนการให้ความร้อน วิธีนี้ช่วยลดความต่างของอุณหภูมิที่เกิดจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ และลดโอกาสการเกิดรอยแตกร้าวอันเนื่องมาจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของก้นเบ้าหลอม ฐานกราไฟต์ที่ออกแบบมาเฉพาะยังรับประกันการรองรับที่มั่นคงของเบ้าหลอม โดยจัดวางให้ตรงกับก้นเบ้าหลอมและลดการแตกหักที่เกิดจากความเค้นให้น้อยที่สุด

การปรับปรุงที่ 3: การปรับปรุงโครงสร้างในพื้นที่ของเตาเผา (รูปที่ 4)

1. ขอบด้านในของฝาครอบเตาได้รับการปรับปรุง ช่วยป้องกันการสึกหรอบริเวณด้านบนของเบ้าหลอมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงการปิดผนึกเตาให้ดีขึ้นอย่างมาก
2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าลวดต้านทานอยู่ในระดับเดียวกับก้นเบ้าหลอม เพื่อให้แน่ใจว่ามีการทำความร้อนที่ก้นเพียงพอ
3. ลดผลกระทบของซีลผ้าห่มไฟเบอร์ด้านบนต่อความร้อนของเบ้าหลอม ให้ความร้อนที่เพียงพอที่ด้านบนของเบ้าหลอม และลดผลกระทบของการออกซิเดชันที่อุณหภูมิต่ำ

การปรับปรุงที่ 4: การปรับปรุงกระบวนการใช้งานเบ้าหลอม

ก่อนใช้งาน ควรอุ่นเบ้าหลอมในเตาเผาที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1-2 ชั่วโมง เพื่อกำจัดความชื้น หลังจากอุ่นเบ้าหลอมแล้ว ให้เพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็วเป็น 850-900 องศาเซลเซียส โดยลดระยะเวลาพักเตาให้เหลือ 300-600 องศาเซลเซียส เพื่อลดการเกิดออกซิเดชันภายในช่วงอุณหภูมินี้ จากนั้น ลดอุณหภูมิลงจนถึงอุณหภูมิใช้งาน และนำอะลูมิเนียมเหลวเข้าสู่กระบวนการทำงานตามปกติ

เนื่องจากสารกลั่นมีฤทธิ์กัดกร่อนต่อเบ้าหลอม ควรปฏิบัติตามขั้นตอนการใช้งานที่ถูกต้อง การกำจัดตะกรันอย่างสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญ และควรทำในขณะที่เบ้าหลอมยังร้อนอยู่ เนื่องจากการทำความสะอาดตะกรันอาจทำได้ยาก การสังเกตค่าการนำความร้อนของเบ้าหลอมและร่องรอยการเสื่อมสภาพบนผนังเบ้าหลอมอย่างใกล้ชิดเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในขั้นตอนการใช้งานระยะหลัง ควรเปลี่ยนเบ้าหลอมใหม่ให้ทันเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานที่ไม่จำเป็นและการรั่วไหลของของเหลวอะลูมิเนียม

3. ผลการปรับปรุง

อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของเบ้าหลอมที่ได้รับการปรับปรุงนั้นโดดเด่นเป็นอย่างยิ่ง โดยสามารถรักษาสภาพการนำความร้อนได้ยาวนานขึ้น โดยไม่เกิดรอยแตกร้าวบนพื้นผิว เสียงตอบรับจากผู้ใช้บ่งชี้ถึงประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น ซึ่งไม่เพียงแต่ลดต้นทุนการผลิตเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมากอีกด้วย

4. บทสรุป

1. เบ้าหลอมแกรไฟต์ดินเหนียวอัดแบบไอโซสแตติกมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเบ้าหลอมแบบดั้งเดิมในแง่ของประสิทธิภาพ
2. โครงสร้างเตาเผาควรตรงกับขนาดและโครงสร้างของเบ้าหลอมเพื่อประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด
3. การใช้เบ้าหลอมที่ถูกต้องจะช่วยยืดอายุการใช้งานได้อย่างมาก และควบคุมต้นทุนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ด้วยการวิจัยที่พิถีพิถันและการเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีเตาเบ้าหลอม ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้นมีส่วนสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและประหยัดต้นทุน