Grafíska er einn af aðal hitameðferðarferlum við framleiðslu kolefnis - grafítafurða. Acheson grafígunarofninn er ríkjandi ofni gerð sem nú er notuð til grafítunar kolefnis - grafítafurða. Það er sérstakur mótspyrnaofni sem starfar með hléum, notar vörurnar og viðnámsefnið innan ofnsins sem „innri hitagjafa“ fyrir beina upphitun. Rýmið innan grafígunarofnsins þar sem vörurnar og viðnám efni eru sett er kallað ofni kjarninn, með kross - skiptasvæði sem venjulega er á bilinu 3 til 6 fermetrar.
Sterkur straumur er látinn fara í gegnum ofninn og viðnám kjarnans breytir raforku í hita, færir vörurnar að hámarks grafígunarhitastigi og lýkur grafígunarferlinu. Þetta ferli fylgir Joule - Lenz lög.
Eins og sjá má er hitastigið á mismunandi stöðum innan grafígunarofnsins mismunandi og jafnvel á sama stað er hitastigið breytilegt með tímanum. Þess vegna er hitastig grafígunarofnsins hlutverk bæði rýmis og tíma, sem leiðir til ójafnrar hitadreifingar innan kjarna.
Þegar Acheson grafígunarofninn er knúinn á hitar hitinn sem myndast við viðnámsefnið vöruna og hækkar smám saman kjarnahita ofnsins. Þessi hitastigshækkun er mjög ójöfn yfir kjarna, sem leiðir til verulegra hitastigsbreytileika. Hitastigsmunurinn á miðju ofnkjarnans og einangrunarinnar á hvorri hlið getur náð hundruðum gráður á Celsíus og hitastigsmunurinn á milli efri og neðst á ofni kjarna getur einnig náð hundruðum gráður á Celsíus. Þess vegna er þessi ójöfn hitastigsdreifing innan sama grafígunarofn kjarna aðal orsök sprunga í vörunum innan kjarna.
Byggt á margra ára reynslu af myndun framleiðslu höfum við stuttlega dregið saman og greint orsakir sprungu og hafnað í kolefni - grafítafurðum meðan á grafígunarferlinu stóð. Þessi umræða, sem gerð var í tengslum við kolefnisverkfræði tæknimenn, miðar að því að draga úr sprungum og hafna í myndaferli, bæta ávöxtun grafígunarferlisins, draga úr framleiðslukostnaði og auka hagkvæmni í efnahagsmálum.
Orsakir grafígunar sprungur í vörum
Meðan á myndunarferlinu stendur eru innri þættir sem stuðla að sprungu vöru lítill gæði vöru og léleg hitaþol. Ytri þættir fela í sér skjótan hækkun hitastigs innan ofnkjarnans við myndun, sem eykur hitamismuninn á milli efri og botns vörunnar og umhverfis vöruna. Þetta eykur aftur á móti hitauppstreymi, sem er aðal orsök sprungu vöru.
1. Órökrétt myndunarferli
① Hleðsluaðferð
Acheson grafígunarofnar eru venjulega hlaðnir með lóðréttu hleðsluaðferðinni, sem getur verið annað hvort upprétt eða svifað. Þegar þú hleður vörunni í ofninn í uppréttri stöðu er hver vara útsett fyrir einu háu - þéttleika straumhitasvæði. Því breiðari sem þetta svæði er, því jafnt hitaði vöruna; Annars er upphitunin mjög ójöfn. Þegar vöran er hlaðið í svívirðilega stöðu er hver vara útsett fyrir tveimur háum - þéttleika straumhitunarsvæðum, sem leiðir til jafna upphitunar miðað við upprétta hleðslu. Þess vegna geta óviðeigandi hleðsluaðferðir leitt til verulegs munar á hitastigshækkun í kringum vöruna meðan á myndun stendur, sem leiðir til hitauppstreymisálags umburðarlyndi vörunnar, sem gerir það mjög næmt fyrir sprungum.
② Óskiljanlegt aflgjafakerfi
Hitastigssnið Acheson grafígunarofnsins er stjórnað með stöðugum orkudreifingaraflsferli. Ef aflgjafakerfið er ekki fínstillt getur upphafsstyrkur grafígunarofnsins verið of mikill og aukist of hratt, sem leiðir til of mikils hitastigs milli innréttinga og ytri vörunnar meðan á aflgjafa ferli stendur. Þetta býr til hitauppstreymi sem fer mjög yfir viðnám vörunnar og veldur sprungum. Þetta á sérstaklega við þegar ofnhitastigið er á bilinu 1300 gráður og 1800 gráðu, mikilvægur hitastigshækkunarstig. Á þessu stigi byrjar eðlisfræðileg uppbygging og efnasamsetning vörunnar að gangast undir verulegar breytingar. Grafítun á formlausu kolefni er ekki enn hafin; Í staðinn eru efnafræðileg viðbrögð ríkjandi. Þættir eins og vetni, súrefni, köfnunarefni og brennisteinn bundinn við myndlausa kolefnismíkróstallaða uppbyggingu flýja stöðugt. Þessi útgáfa dregur úr fjölda óhreinindaþátta við brúnir örkristallaðrar uppbyggingar og skilur eftir sig nokkra grindargalla. Þetta leiðir einnig til tiltölulega einbeitts hitauppstreymis, sem gerir það mjög næmt fyrir sprungum.
③ Viðnám viðnámsefnisins
Viðnám grafígunarofnsins er samsett úr viðnám vörunnar og viðnám viðnámsefnisins í röð. Þegar grafígunarofninn er upphaflega orkugjafi, er viðnám viðnámsefnið um það bil 99% af kjarnaþol ofnsins og eftir að orkan lýkur er viðnám viðnámsefnisins enn um það bil 97%. Þess vegna hitar hitinn sem myndast af straumnum sem streymir í gegnum viðnámsefnið fyrst og fremst vöruna. Ef viðnám viðnámsefnisins er verulega frábrugðin því sem afurðin er, verður hitinn sem myndast við viðnámsefnið meðan á grafígunarferlinu stendur mun meiri en hitinn sem myndast af vörunni sjálfri. Þetta skapar verulegan hitamun á milli innan og utan vörunnar, sem leiðir til of mikils hitauppstreymis og sprungur í vörunni, sem leiðir til rusl.
2.. Léleg gæði grafígunar
① Léleg gæði hleðslu
Hleðsluaðgerðir á grafígingu uppfyllir ekki ferli og tæknilega staðla. Við hleðslu er vörum ekki raðað snyrtilega í ofni kjarna, bil milli vöruhópa er ósamræmi, viðnámsefnið er misjafn fyllt og jafnvel viðnámsefnið „bungur“. Þetta hefur í för með sér ójafna núverandi dreifingu allan ofni kjarna meðan á aflgjafa stendur til grafígunarofnsins, sem leiðir til ójafna upphitunar og hitastigshækkunar fyrir vörurnar. Þetta leiðir til mikils hitastigsmunur innan vörunnar og hitauppstreymi sem myndast veldur sprungum og rusl.
② Ójafn viðnám efnisgæði
Þegar þú notar blandað kók sem viðnámsefnið í grafígunarofni er viðnám málmvinnslukóks 5-8 sinnum hærra en grafískt kók. Ef málmvinnslukók og grafítað kók er ekki blandað jafnt, verður viðnámsdreifingin um ofni kjarna mjög misjafn, sem leiðir til ósamræmis hækkunarhraða yfir ofnkjarnann þegar afl er beitt. Þetta leiðir til mikils hitastigsmuns á milli efri og botns og umhverfis vörurnar, eykur hitauppstreymi og veldur miklum fjölda sprunginna afurða.
③ Grafígunarofn Kjarafrávik
Samkvæmt rafmagns hitunarlögum Acheson grafígunarofns er hitastigsdreifingin innan grafígunarofnsins nátengd ekki aðeins kjarnaþol heldur einnig straumnum sem flæðir í gegnum hann. Þegar kjarnastraum fráviks á sér stað í Acheson grafígunarofni vegna ýmissa ástæðna er straumurinn sem flæðir í gegnum kjarnann verulega breytilegur, sem leiðir til verulegra breytileika í dreifingu kjarnahitastigsins. Þegar kjarnastraum dreifingin er verulega breytileg, mynda svæði með mikinn straum meiri hita, sem veldur því að hitastig vöru hækkar hraðar. Svæði með lítinn straum mynda minni hita og veldur því að hitastig vöru hækkar hægar. Þar af leiðandi er kjarnahitadreifingin verulega breytileg, sem leiðir til mikils hitastigsmunur innan vörunnar og aukið hitauppstreymi, sem getur valdið sprungum og leitt til rusl.
3. gæði kalsaðrar vöru
① Innri sprungur í kalkuðu vörunni
Tilvísanir benda til þess að hitastigið sé 350-500 gráðu og 700 gráðu og hærra við kalkunarferlið sé hættulegast fyrir kolefnisefni bilun. Þegar ytri yfirborðshiti vörunnar nær 800 gráðu og hámarks geislamismunur er 10,7 gráðu, ákvarðar svæðið með radíus 50-65mm styrk efnisins. Innan 65mm radíus frá miðju autt myndast hættulegt togstreitusvæði. Við hitastig sem er 700 gráðu eða hærra er streitan á þessu svæði langt umfram beinbrotamörk efnisins, sem leiðir til þróunar á lengdar sprungum í vörunni. Þessar sprungur nær yfirleitt ekki til ytri yfirborðs vörunnar, sem leiðir til innri sprungur.
② Vara einsleitni
Samræmi þéttleika dreifingar kolefnis - grafítafurða, og einsleitni bæði geislamyndunar og axial þéttleika dreifingar eru nátengd gæðum vörunnar við hitameðferðina. Á svæðum þar sem vöruþéttleiki dreifist misjafnlega getur hitauppstreymi við hitameðferðina auðveldlega myndað innra streitu í vörunni. Þar af leiðandi er dreifing innra streitu misjafn, sem getur auðveldlega valdið sprungum í vörunni, sem hefur í för með sér sprungnar vörur og hafnar meðan á myndunarferlinu stendur.
③ Hár vöruþéttleiki
Magnþéttleiki kolefnis - grafítafurða er fyrst og fremst mismunandi eftir framleiðsluhráefni og ferli skilyrðum. Sveigjanlegur styrkur vörunnar, teygjanlegt stuðull og hitaleiðni eykst með aukinni magnþéttleika. Mikill magnþéttleiki eykur teygjanlegan stuðul og brothætt, sem leiðir til lélegrar hitauppstreymisþols. Meðan á hitameðferðinni stendur yfir er hitauppstreymi sem myndast við háan hita langt umfram eðlislæga álagsþol vörunnar, sem leiðir til verulegs munar á innri og ytri álagi, sem leiðir til sprungna og hafnar.
④ Óstöðug framleiðsla í fyrri ferlum
Vegna þess að myndun er lokahitameðferðarskrefið í kolefni - grafítaframleiðslu og einnig hæsta - hitastigsmeðferð, er almennt talið að óstöðugleiki eða gæða sveiflur í fyrri ferlum verði áberandi áberandi meðan á myndunarferlinu stendur. Ef kalkhitastigið er lágt, er mýkingarpunkturinn í kasta, steikingarhitastigið er lágt, eða þyngdaraukningin á gegndreypingu er ófullnægjandi, mun varan upplifa afleiddar eða ójafna rýrnun meðan á háu-} hitastigsferli er, sem gerir það mjög líklegt til að sprunga og verða rifinn.
⑤ Gas uppblásinn
Grafígunarferlið veldur ákveðnu stigi óafturkræfs magns stækkunar í vörunni. Þetta er fyrst og fremst vegna skjótrar og einbeittra losunar brennisteins við grafígunarferlið. Umfang þessarar óafturkræfu stækkunar eykst með vaxandi brennisteinsinnihaldi og hraðari hitameðferðartíðni. Þessi óafturkræfa útrásarhegðun er þekkt sem „bólga í gasi.“
Eins og við öll vitum er innihald ekki - kolefnisþátta eins og vetni, súrefni og köfnunarefni í jarðolíu kók sem er reiknað við 1350 gráðu að jafnaði minna en 0,1%. Samt sem áður er brennisteinn svo þétt bundinn kolefnisatómum arómatískra kolvetna að C - s bindin byrja ekki að brotna fyrr en hitastig yfir 1400 gráðu og mynda brennistein og brennistein - kolefnissambönd. Við hærra hitastig, fyrst og fremst á milli 1500 gráðu og 1800 gráðu, eru þessi brennistein og brennisteinn - kolefnissambönd losað hratt úr vörunni sem lofttegundir, sem mynda verulegt innra streitu og mynda örlítið svitahola og sprungur innan vörunnar. Þegar brennisteinsinnihaldið nær ákveðnu stigi veldur það oft sprungum í vörunni meðan á myndunarferlinu stendur.
4.
A. Sanngjarnt myndrænni ferli
① Val á hleðsluaðferð ofnsins
Í framleiðsluferli Acheson Graphitization of Furnace skiptir hæfileg hleðsluaðferð til að tryggja árangursríka myndun vörunnar. Hvort sem vörur eru hlaðnar lóðrétt eða lárétt, og hvort þær eru hlaðnar uppréttar eða svívirðilegar, skal ákvarða út frá vörutegundinni, forskriftum, gæðastaðlum og breytum búnaðar. Þetta tryggir tiltölulega jafna upphitun afurðanna innan ofnkjarnans og dregur úr hitauppstreymi og sprungum meðan á myndunarferlinu stendur. Fyrir stórar - vörur, getur svívirðilegt hleðsla (1/2D) dregið úr sprungu og náð betri myndun. Fyrir vörur með háa ruslhraða vegna sprungu í grafígingu og óstöðugum gæðum er einnig hægt að útfæra núverandi dreifingarráðstafanir innan ofni kjarna.
② Ákveðið hæfilegt aflgjafakerfi
Hitastig grafígunarofnsins er stjórnað með aflferli með stöðugri afldreifingu. Rétt mótun og útfærsla á aflgjafa kerfi grafígunarofnsins skiptir sköpum til að bæta ávöxtun, spara orku og stytta grafígunarlotuna. Grafígunarofn aflgjafa kerfið má ekki aðeins íhuga þætti eins og ofni uppbyggingu, vörutegund og forskriftir, gæðaupplýsingar, viðnámsefni, afköst einangrunar og breytingar á raforkudreifingu, en mikilvægara er að það verður að uppfylla mismunandi hitastigshækkunarkröfur vörunnar á mismunandi stigum innan grafígunarofnsins.
Sanngjarn kraftur - á kerfinu fyrir grafígunarofninn ætti að vera „hratt - hægt - hratt“ þrír - stigaflsferill til að laga sig að mismunandi kröfum þriggja stiga hitastigs hækkunar á vöru. Halda skal ofni kjarna við hraðari hækkunarhraða til að draga úr hitatapi grafígunarofnsins án þess að valda hitastigsstigi ofnkjarnans er of stór, sem gæti valdið sprungum í vörunni. Fyrir vörur með óstöðugt grafígunargæði ætti stranglega stjórnað hitastigshækkunarhraði ofnkjarnans í hitastigshækkunarstiginu til að forðast óhóflega hækkun hitastigs og sprungur í vörunni. Á þessum tíma ætti að laga aflgjafaferilinn. Rampinn - upp ætti að stilla á viðeigandi hátt til að mynda fjögurra - stigaflsaflutningsferil: "Fast - hægt - hægt - hratt."
③ Ákveðið viðeigandi viðnámsefni
Acheson grafígunarofninn hitar fyrst og fremst vöruna í gegnum hitann sem myndast með straumnum sem liggur í gegnum viðnámsefnið. Viðnámsefnið er nátengt hitasveiflunum í ofni kjarna. Til að auka hitastig grafígunarofnsins krefst viðnámsefnið hærri viðnám, sérstaklega á síðari stigum raforku, þegar aukaframleiðsla spenni nær hámarkinu. Þetta gerir ráð fyrir hærri kjarnaþol og viðheldur mikilli rafvirkni. Hins vegar er óhóflega mikil viðnám viðnám einnig óviðeigandi. Þess vegna, þegar þú velur viðnámsefnið, er mikilvægt að líta á bæði afköst búnaðarins og vörutegundina, forskriftir og raforkuferil til að tryggja að viðnám vöru og viðnám viðnámsviðnám sé ekki verulega frábrugðin. Fyrir litlar og miðlungs - vörur er hægt að nota málmvinnslukók sem viðnámsefnið. Jafnvel með hærri upphafsstyrk og hraðari ramp - upp kraft, þá klikkar varan yfirleitt ekki. Fyrir stórar vörur er blandað kók eða grafítað kók viðeigandi sem viðnámsefnið, sem tryggir að viðnám afurða og viðnáms er sambærileg. Hitastigsmunurinn er minni og hitastigsmunur milli innan og utan vörunnar minnkar einnig. Jafnvel með hraðari orkuaukningu munu sprungur í vörunni ekki eiga sér stað.
b. Rekstrargæði verða að uppfylla staðla
Í framleiðslu á myndun er hleðsla ofni mikilvæg. Þar sem varan sem er hlaðin í grafígunarofninn þjónar bæði sem hitunarviðnám og hluturinn sem er hitaður er hann sameinaður viðeigandi viðnámsefni til að mynda kjarnaþol ofnsins. Rétt ofurþol er nauðsynleg fyrir myndun vöru. Í fyrsta lagi verður grafígunarofninn, stuttan net Busbar og búnaður fyrir aflgjafa kerfisins að vera í góðu ástandi. Við hleðslu ofni verður hlutinn Kjarni krossinn - að vera samhverfur með leiðandi kross - til að koma í veg fyrir núverandi frávik í ofni kjarna. Hleðsla ofni verður að vera í samræmi við vinnslutækni. Reglugerðir krefjast þess að vörum sé raðað lárétt og lóðrétt innan ofnkjarnans, með stöðugu bili milli vöruhópa. Viðnámsefnið verður að vera fyllt rétt til að forðast að hengja hluta, tryggja jafnvægi á hitastigsdreifingu innan ofnkjarnans meðan á aflgjafa stendur til grafígunarofnsins. Ennfremur verður viðnámshlutfallið að uppfylla framleiðsluferli og tæknilega staðla, sem tryggja stöðug gæði til að forðast ójafnan hitadreifingu innan ofnkjarnans meðan á aflgjafa stendur. Að lokum verður grafígunarofninn að skila krafti í samræmi við tilgreindan aflgjafa feril, með aflsveiflum sem eru haldnar innan eðlilegra marka til að forðast óeðlilegar sveiflur í afl, sem tryggir jafnvægi hitastigshækkunar innan ofnkjarnans.
C. Að ná tökum á gæðaupplýsingum frá fyrri ferlum
Það skiptir sköpum að viðhalda tímabærum aðgangi að framleiðslu og gæðaupplýsingum frá fyrri ferlum. Byggt á stöðugleika og gæðaforskriftum vörunnar frá fyrra ferli og raunverulegri framleiðsluaðferðum núverandi ferlis, ætti að þróa hagnýtt og framkvæmanlegt myndunarferli og tækniforskriftir til að koma í veg fyrir sprungur og hafna meðan á myndunarferlinu stendur og tryggja stöðuga grafígunargæði. Við hleðslu á grafígingu, skoðaðu hverja vöru fyrir útlit og gæði. Fjarlægja ætti allar vörur sem uppfylla ekki kröfur grafígunarferlisins. Vörur sem uppfylla ekki tæknilegar kröfur mega ekki vera hlaðnar inn í grafígunarofninn fyrir myndun og verður að skila tafarlaust í fyrra ferli.
D. Að bæta viðeigandi magn af verðbólguhemli við lotu
Ekki er hægt að útrýma óafturkræfu stækkuninni og sprungum af völdum nærveru brennisteins við grafígaferlið, en það verður að stjórna því. Sem stendur er árangursríkasta aðferðin að stjórna tíðni losunar brennisteins meðan á myndunarferlinu stendur. Hagnýttasta aðferðin er að bæta viðeigandi magn af verðbólguhemli við lotuferlið, venjulega 1% -2% Fe2O3 duft.
Verkunarháttur þess að bæta við verðbólguhemlum er að hemillinn tekur brennistein innan hitastigs sviðs grafígunarbólgu vörunnar og myndar brennisteinssambönd sem losna sem lofttegundir við hærra hitastig. Þetta víkkar hitastigssviðið fyrir losun brennisteins og kemur í veg fyrir að vöran sprungur vegna of mikils innra streitu af völdum einbeittu og fljótt slapp gas. Algengasti verðbólguhemillinn er Fe2O3 duft. Verkunarháttur þess er sá að við hitastig yfir 1000 gráðu er Fe2O3 duft auðveldlega fækkað í járn eða kolefni - járnsambönd eru framleidd. Kolefni - Járnasambönd brotna frekar niður í járn og kolefni við hærra hitastig. Járnið sem myndast í þessu ferli bregst við brennisteini sem losnar frá niðurbroti vörunnar og losar það hægt sem járnsúlfíð. Þetta hægir á losun brennisteins úr vörunni og virkar sem brennisteinshemill.
Fe2O3 duft hefur ekki aðeins mikla efnafræðileg sækni í brennisteini í vörunni, bælir í raun brennistein, heldur er það einnig mikið og ódýrt og hefur engin neikvæð áhrif á rafmagnsofninn. Ennfremur hefur Fe2O3 duft sterk hvataáhrif á myndunarferli vörunnar, sem gerir það að framúrskarandi grafígunar hvata. Þess vegna, fyrir jarðolíu kók með hátt brennisteinsinnihald, getur það haft veruleg áhrif á vöru. Framleiðsla kolefnis - grafítafurða getur náð mörgum markmiðum í einu.
Í stuttu máli eru orsakir sprungu og höfnunar í kolefni - grafítafurðir meðan á grafíska hitameðferðarferlinu stendur margþætt og flókin. Til að koma í veg fyrir sprungu og höfnun í kolefni - grafítafurðum meðan á grafígunarhitaferli stendur, verður að útfæra ýmsar endurbætur á ferli og tækni með jafnri áherslu á bæði vöruna sjálfa og vöruna sjálfa. Mikilvægustu þættirnir eru að tryggja mikla vörugæði, framúrskarandi hitaþol og einsleita framleiðslu. Gæði og tæknilegar vísbendingar um fyrri ferla verða að uppfylla kröfur um framleiðsluferli og gæða sveiflur verður að vera innan eðlilegra sviða.
Ennfremur, meðan á hitameðferðarferli stendur, verður að stjórna hitastigshækkunarhraða vörunnar í Acheson grafígunarofninum kjarna til að forðast of hratt kjarnahitahækkun, sem myndi auka hitamuninn innan vörunnar og valda samsvarandi aukinni hitauppstreymi, sem leiðir til sprungu og höfnunar.