Grafitavimo įtrūkimų grafito gaminiuose priežastys

Grafitinimas yra vienas iš pagrindinių terminio apdorojimo procesų anglies-grafito gaminių gamybos procese. Acheson grafitizavimo krosnis yra pagrindinė krosnių rūšis, skirta dabartinei anglies ir grafito gaminių grafitizacijai gaminti. Erdvė, kurioje krosnyje kraunami produktai ir atsparios medžiagos, vadinama krosnies šerdimi. Krosnies šerdies skerspjūvio plotas paprastai yra 3-6M2. Į grafitinimo krosnį patenka stipri srovė. Naudojant grafitizavimo krosnies krosnies šerdies varžą, elektros energija paverčiama į Šiluminė energija gaminį pasiekia aukščiausią grafitinimo temperatūrą ir užbaigia grafitizacijos procesą, kuris vadovaujasi Džoulio-Lenco dėsniu.

Galima pastebėti, kad temperatūra skirtinguose grafitizavimo krosnies šerdies taškuose yra skirtinga, o tame pačiame taške temperatūra skirtingu metu skiriasi. Matyti, kad grafitizavimo krosnies šerdies temperatūra yra ne tik erdvės, bet ir laiko funkcija. Todėl kiekvienos dalies temperatūros pasiskirstymas krosnies šerdyje yra nesubalansuotas.

Įjungus Acheson grafitizavimo krosnį, gaminiui šildyti naudojama atsparios medžiagos generuojama šiluma, todėl krosnies šerdies temperatūra palaipsniui kyla. Krosnies šerdies temperatūros kilimas yra labai netolygus, o temperatūros pasiskirstymas labai skiriasi. Temperatūros skirtumas tarp centrinės šerdies dalies ir dviejų krosnies šerdies pusių prie izoliacinės medžiagos gali siekti šimtus laipsnių Celsijaus, o temperatūros skirtumas tarp viršutinės ir apatinės krosnies šerdies dalies taip pat gali siekti 100 laipsnių. Celsijaus. Todėl nevienodas šildymo temperatūros pasiskirstymas toje pačioje grafitizavimo krosnies šerdyje yra pagrindinė krosnies šerdies gaminių įtrūkimų priežastis.

Grafitizacijos įtrūkimų gaminiuose priežastys

Grafitinimo procese vidinis gaminio įtrūkimų veiksnys yra tai, kad gaminio kokybė nėra aukšta ir atsparumas karščiui yra prasta; išorinis veiksnys yra tai, kad krosnies šerdies temperatūra per greitai pakyla grafitizacijos proceso metu, o temperatūros skirtumas tarp viršutinės ir apatinės gaminio pusės taip pat didėja. dėl gaminio įtrūkimų.

1. Grafitavimo proceso sistema yra nepagrįsta

1. Krosnies pakrovimo būdas

Acheson grafitizavimo krosnies gaminiai dažniausiai montuojami vertikalaus montavimo būdu, o vertikalus montavimo būdas yra dviejų formų: įprastas montavimas ir neteisingas montavimas. Kai montuojamas krosnies šerdies gaminys, bet kuriam gaminiui yra tik vienas didelio tankio srovės šildymo diržas. Kuo platesnis šildymo diržas, tuo vienodesnis gaminio šildymas. Neteisingai sumontavus kiekvienam gaminiui yra du didelio tankio srovės kaitinimo diržai, o gaminio šildymas yra tolygesnis nei įrengiant formalųjį. Todėl grafitizavimo krosnių gaminių pakrovimo būdas nėra tinkamai parinktas. Grafitizacijos ir jėgos perdavimo proceso metu temperatūros kilimo greitis aplink gaminį labai kinta, o gaminio sukuriamas šiluminis įtempis viršija šiluminį įtempį, kurį gali atlaikyti kūnas, todėl gaminyje labai lengva įtrūkti.

2. Įjungimo sistema yra nepagrįsta

Acheson grafitizavimo krosnies šerdies temperatūros kitimo kreivė valdoma pastovaus galios paskirstymo galios kreive. Jei grafitinimo krosnies įjungimo sistema yra nepagrįsta, nustatyta grafitizavimo krosnies įjungimo kreivė prasideda nuo per didelės galios ir kyla per greitai, todėl Kai gaminys įjungiamas, temperatūros gradientas viduje ir išorėje yra per didelis. didelis, o susidaręs terminis įtempis gerokai viršija gaminio atsparumą, todėl atsiranda įtrūkimų. Ypač kai krosnies temperatūra yra 1300-1800 laipsnių, norint griežtai kontroliuoti krosnies temperatūros kilimo stadiją, šiame etape pradeda labai keistis gaminio fizinė struktūra ir cheminė sudėtis, neprasideda amorfinės anglies grafitizacija. . Tiesą sakant, cheminė reakcija daugiausia vyksta tokie elementai kaip vandenilis, deguonis, azotas, siera ir kiti elementai, surišti amorfinės anglies kristalitų struktūroje. Dėl pabėgimo amorfinės anglies kristalitinės struktūros kraštinėje dalyje ir toliau mažėja priemaišų elementų, lieka kai kurių gardelės defektų. , Tuo pačiu metu šiluminis įtempis yra gana koncentruotas, todėl gaminyje labai lengva įtrūkti.

3. Atsparios medžiagos atsparumas

Grafitinimo krosnies šerdies atsparumas susideda iš gaminio atsparumo ir atsparios medžiagos atsparumo nuosekliai. Kai grafitinimo krosnis pradeda maitinti, atsparios medžiagos atsparumas sudaro apie 99 procentus krosnies šerdies atsparumo. Apie 97 procentus galima pastebėti, kad visame grafitinimo procese gaminiui šildyti daugiausia yra šiluma, kurią sukuria srovė, einanti per atsparią medžiagą. Kai atsparios medžiagos atsparumas gerokai skiriasi nuo gaminio atsparumo, atsparios medžiagos skleidžiama šiluma grafitizacijos ir elektrifikavimo proceso metu yra toli. Jis yra daug didesnis nei paties gaminio šiluma, todėl temperatūrų skirtumas tarp gaminio viduje ir išorėje yra per didelis, o tai sukels pernelyg didelį šiluminį įtempį, dėl kurio gaminys įtrūks.

2. Grafitinimo operacijos kokybė nėra aukšta

1. Krosnies pakrovimo kokybė nėra aukšta

Grafitinimo krosnies veikimas neatitinka proceso techninių standartų reikalavimų. Kai krosnis pakraunama, krosnies šerdies gaminiai nėra tvarkingai išdėstyti, tarpai tarp gaminių grupių yra nenuoseklūs, atsparios medžiagos užpildymas yra netolygus ir netgi atsiranda atsparios medžiagos „išsiplėtusios medžiagos“ reiškinys, kuris pasirodo grafitizavimo krosnyje. Energijos perdavimo procese srovės pasiskirstymas aplink krosnies šerdį yra labai netolygus, todėl gaminio kaitinimo ir temperatūros kilimo greitis yra netolygus, o temperatūros skirtumas gaminio viduje yra per didelis, o susidaręs šiluminis įtempis sukels gaminį. įtrūkti ir švaistyti.

2. Atsparios medžiagos kokybė yra netolygi

Kai grafitizuotoje įkrovimo krosnyje kaip atspari medžiaga naudojamas mišrus koksas, metalurginio kokso savitoji varža yra 5-8 kartų didesnė nei grafitinto kokso. Kai krosnies šerdis yra įjungta, kiekvienos krosnies šerdies dalies temperatūros kilimo greitis yra labai netolygus, temperatūrų skirtumas tarp viršutinės ir apatinės gaminio dalių ir aplinkinės zonos yra per didelis, taip pat padidėja šiluminis įtempis, kuris nesunku pagaminti daug įtrūkusių atliekų.

3. Grafitinimo krosnies šerdies poslinkis srautas

Pagal Acheson grafitizavimo krosnies elektrinio šildymo dėsnį, temperatūros pasiskirstymas grafitizavimo krosnies šerdyje yra ne tik susijęs su krosnies šerdies varža, bet ir glaudžiai susijęs su srove, praeinančia per krosnies šerdį. Kai Acheson grafitizavimo krosnies šerdis yra pakreipta dėl įvairių priežasčių, srovė, einanti per krosnies šerdį, labai skiriasi, o krosnies šerdies temperatūros pasiskirstymas yra labai skirtingas. Kai skirtumas tarp krosnies šerdies srovės pasiskirstymo yra didelis, dalis su didele srove generuoja daugiau šilumos, produktų temperatūra šioje srityje kyla greičiau, o dalyje su maža srove susidaro mažesnė šiluma, temperatūra produktų kilimas šioje srityje yra lėtesnis, todėl krosnies šerdies temperatūra Pasiskirstymo skirtumas yra didelis, todėl gaminio vidinis temperatūrų skirtumas taip pat yra didelis, o atsirandantis terminis įtempis atitinkamai padidėja, todėl gaminys įtrūksta ir švaistomas. .

3. Skrudintų produktų kokybė

1. Vidiniai įtrūkimai skrudintuose gaminiuose

Remiantis informacija, 350-500 laipsnių ir 700 laipsnių ir aukštesnė temperatūra gaminio skrudinimo metu yra pavojingiausias temperatūros diapazonas, kuriame anglies medžiaga gali būti pažeista. Kai gaminio išorinio paviršiaus temperatūra yra 800 laipsnių, o didžiausias radialinis temperatūrų skirtumas yra 10,7 laipsnio, plotas, kurio spindulys yra 50-65 mm, lemia medžiagos stiprumą, o viduje susidaro pavojingas tempimo įtempių plotas. 65 mm spinduliu nuo ruošinio centro. Kai temperatūra yra 700 laipsnių ar aukštesnė, įtempis šioje srityje yra daug didesnis nei medžiagos atsparumo trūkiui riba, todėl gaminyje susidaro išilginiai tiesūs įtrūkimai, kurie paprastai nesitęsia iki išorinio gaminio paviršiaus. , tai yra vidinių įtrūkimų produktas.

2. Produkto homogeniškumas

Anglies ir grafito gaminių tankio pasiskirstymo vienodumas, radialinio tankio ir ašinio tankio pasiskirstymo vienodumas yra glaudžiai susiję su gaminio kokybe grafitinimo terminio apdorojimo procese. Kai gaminio tankio pasiskirstymas yra netolygus, grafitinimo terminio apdorojimo procese dėl terminio įtempio gaminys yra linkęs į vidinį įtempį, o gaminio vidinis įtempių pasiskirstymas taip pat yra netolygus. Dėl šio netolygaus vidinio įtempio gaminys gali lengvai įtrūkti. Dėl to grafitizacijos proceso metu atsiranda įtrūkusių atliekų.

3. Produkto tūrinis tankis yra didelis

Anglies-grafito gaminių tūrinis tankis daugiausia skiriasi priklausomai nuo gamybos žaliavų ir technologinių sąlygų. Gaminių stipris lenkiant, tamprumo modulis ir šilumos laidumas didėja didėjant tūriniam tankiui. Kai tūrinis tankis yra didelis, padidėja gaminio tamprumo modulis ir padidėja trapumas, todėl gaminio atsparumas šiluminiam smūgiui yra prastas. Grafitizacijos terminio apdorojimo metu šiluminis įtempis, kurį sukelia aukšta temperatūra, gerokai viršija stresą, kurį gali atlaikyti pats gaminys. , Yra didelis skirtumas tarp vidinio ir išorinio įtempių, todėl gaminys gamina įtrūkusias atliekas.

4. Priešprocesinė gamyba nestabili

Kadangi grafitizavimas yra paskutinis terminio apdorojimo procesas gaminant anglies ir grafito gaminius, tai taip pat yra terminio apdorojimo procesas, kurio temperatūra yra aukščiausia. Paprastai manoma, kad kai dabartinio proceso gamyba yra nestabili arba kokybė svyruoja, ji bus intensyviai veikiama grafitizacijos proceso metu. Jei degintos medžiagos temperatūra žema, asfalto minkštėjimo temperatūra nekvalifikuota, skrudinimo temperatūra žema, impregnavimo svorio padidėjimas nekvalifikuotas ir pan., produktas sukels antrinį arba netolygų susitraukimą. grafitizacijos apdorojimas aukštoje temperatūroje, todėl labai lengva gaminti įtrūkusius atliekų produktus.

5. Pilvo pūtimo reiškinys

Gaminio grafitinimo proceso metu įvyksta tam tikras negrįžtamas tūrio padidėjimas. Pagrindinė priežastis yra ta, kad produktas susidaro dėl greito sieros koncentracijos išsiskyrimo grafitinimo proceso metu. Šio negrįžtamo plėtimosi laipsnis didėja didėjant sieros kiekiui ir didėja terminio apdorojimo greitis, ir šis negrįžtamas plėtimasis vadinamas „pūtimo reiškiniu“.

Kaip visi žinome, ne anglies elementų, tokių kaip vandenilis, deguonis, azotas ir kt., kiekis naftos kokse paprastai yra mažesnis nei 0,1 proc. po deginimo 1350 laipsnių temperatūroje; tačiau sieros ir aromatinių angliavandenilių anglies atomai jungiasi taip stipriai, kad cs ryšys ima nutrūkti virš 1400 laipsnių ir susidaro sieros bei sieros-anglies junginiai; esant aukštesnei temperatūrai, daugiausia 1500-1800 laipsnių, susidariusi siera ir sieros-anglies junginiai greitai išsiskiria iš produkto dujų pavidalu. Kai sieros kiekis pasiekia tam tikrą lygį, dažnai gaminiuose susidaro įtrūkimai. grafitizacijos procesas.