Grafiittoodete grafitismispragude põhjused

Grafitiseerimine on üks peamisi kuumtöötlemisprotsesse süsinik-grafiittoodete tootmisprotsessis. Achesoni grafitiseerimisahi on praegune süsinik-grafiittoodete grafitiseerimise peamine ahjutüüp. Ruumi, kuhu tooted ja vastupidavusmaterjalid ahju laaditakse, nimetatakse ahju südamiks. Ahju südamiku ristlõikepindala on tavaliselt 3-6M2. Grafitiseerimisahju juhitakse tugev vool. Grafitiseerimisahju ahju südamiku takistuse abil muundatakse elektrienergia soojusenergiaks, mis saavutab toote kõrgeima grafitiseerimistemperatuuri ja viib lõpule grafitiseerimisprotsessi, mis järgib Joule-Lenzi seadust.

On näha, et temperatuur grafitiseerimisahju südamiku erinevates punktides on erinev ja samas punktis on temperatuur erinevatel aegadel erinev. On näha, et grafitiseerimisahju südamiku temperatuur ei ole ainult ruumi, vaid ka aja funktsioon. Seetõttu on ahju südamiku iga osa temperatuurijaotus tasakaalustamata.

Pärast seda, kui Achesoni grafitiseerimisahi on pingestatud, tugineb see toote kuumutamisel takistusmaterjali tekitatud soojusele, nii et ahju südamiku temperatuur tõuseb järk-järgult. Ahju südamiku temperatuuri tõus on väga ebaühtlane ja temperatuurijaotus on väga erinev. Temperatuuride erinevus südamiku keskosa ja ahju südamiku kahe külje vahel isolatsioonimaterjali läheduses võib olla sadu Celsiuse kraadi, samuti võib temperatuurierinevus ahju südamiku ülemise ja alumise osa vahel ulatuda 100 kraadini. Celsiuse järgi. Seetõttu on küttetemperatuuri ebaühtlane jaotus samas grafitiseerimisahju südamikus ahjusüdamiku toodetes tekkivate pragude peamine põhjus.

Grafitiseerumispragude põhjused toodetes

Grafitiseerimise protsessis on toote pragude sisemine tegur see, et toote kvaliteet ei ole kõrge ja kuumakindlus on halb; väline tegur on see, et ahju südamiku temperatuur tõuseb grafitiseerimisprotsessi ajal liiga kiiresti ning toote ülemise ja alumise külje temperatuuride erinevus on samuti tõusuga vastavalt suureneb ka termiline pinge, mis on peamine põhjus toote pragude eest.

1. Grafitiseerimisprotsessi süsteem on ebamõistlik

1. Ahju laadimise meetod

Achesoni grafitiseerimisahjude tooted paigaldatakse tavaliselt vertikaalse paigaldusmeetodiga ja vertikaalsel paigaldusmeetodil on kaks vormi: tavaline paigaldus ja vale paigaldus. Ahju südamiku toote paigaldamisel on iga toote jaoks ainult üks suure tihedusega voolukütterihm. Mida laiem on soojendusrihm, seda ühtlasem on toote kuumutamine. Kui see on valesti paigaldatud, on iga toote jaoks kaks suure tihedusega vooluküttevööd ja toote kuumutamine on ühtlasem kui ametlikul paigaldusel. Seetõttu ei ole grafitiseerimisahjude toodete laadimismeetod õigesti valitud. Grafitiseerimise ja jõuülekande käigus on temperatuuri tõusu kiirus toote ümber väga erinev ning toote poolt tekitatud soojuspinge ületab keha talutava soojuspinge, mistõttu on tootes väga lihtne pragusid tekitada.

2. Sisselülitussüsteem on ebamõistlik

Achesoni grafitiseerimisahju südamiku temperatuurimuutuste kõverat juhib konstantse võimsusjaotuse võimsuskõver. Kui grafitiseerimisahju sisselülitussüsteem on ebamõistlik, algab grafitiseerimisahju määratud sisselülituskõver liiga suure võimsusega ja tõuseb liiga kiiresti, nii et toote pingestamisel on temperatuurigradient sees ja väljas liiga kõrge. suur ja tekkiv termiline pinge ületab oluliselt toote vastupidavuse, mille tulemuseks on praod. Eriti siis, kui ahju temperatuur on 1300-1800 kraadi, hakkab ahju temperatuuri tõusu faasi rangeks kontrollimiseks selles etapis toote füüsikaline struktuur ja keemiline koostis oluliselt muutuma ning amorfse süsiniku grafitiseerumine ei alga. . Tegelikult on keemiline reaktsioon peamiselt sellised elemendid nagu vesinik, hapnik, lämmastik, väävel ja muud elemendid, mis on seotud amorfse süsiniku kristallistruktuuriga, põgenevad jätkuvalt. Väljapääsemise tulemusena vähenevad amorfse süsiniku kristalliitstruktuuri servaosas lisandite elemendid jätkuvalt ning mõned võre defektid jäävad alles. , Samal ajal on termiline pinge suhteliselt kontsentreeritud ja tootes on väga lihtne tekitada pragusid.

3. Resistentsusmaterjali vastupidavus

Grafitiseerimisahju südamiku takistus koosneb toote takistusest ja vastupidavusmaterjali vastupidavusest järjestikku. Kui grafitiseerimisahi hakkab pingestama, moodustab takistusmaterjali takistus umbes 99 protsenti ahju südamiku takistusest. Umbes 97 protsendist on näha, et kogu grafitiseerimisprotsessis on toote kuumutamiseks peamiselt soojus, mida tekitab takistusmaterjali läbiv vool. Kui vastupidavusmaterjali takistus on toote takistusest üsna erinev, on takistusmaterjali tekitatud soojus grafitiseerimise ja elektrifitseerimise protsessis kaugel. See on palju suurem kui toote enda kuumus, mistõttu on toote sise- ja välistemperatuuri erinevus liiga suur, mis põhjustab liigset termilist pinget, mis põhjustab tootes pragusid.

2. Grafitiseerimisoperatsiooni kvaliteet ei ole kõrge

1. Ahju laadimise kvaliteet ei ole kõrge

Grafitiseerimisahju töö ei vasta protsessi tehniliste standardite nõuetele. Kui ahi on laaditud, ei ole ahju südamiku tooted korralikult paigutatud, tooterühmade vaheline kaugus on ebaühtlane, vastupidavusmaterjali täitmine on ebaühtlane ja ilmneb isegi vastupidavusmaterjali "paisutatud materjali" nähtus, mis ilmuvad grafitiseerimisahjus. Jõuülekande protsessis on voolu jaotus ahju südamiku ümber väga ebaühtlane, mille tulemuseks on toote ebaühtlane kuumenemine ja temperatuuri tõus ning toote sees on liiga suur temperatuuride erinevus ning tekkiv termiline stress põhjustab toote lõhkuda ja raisata.

2. Vastupidav materjali kvaliteet on ebaühtlane

Kui grafitiseeritud laadimisahjus kasutatakse takistusmaterjalina segakoksi, on metallurgilise koksi eritakistus 5-8 korda suurem kui grafitiseeritud koksil. Kui ahju südamik on pingestatud, on ahju südamiku iga osa temperatuuri tõusu kiirus väga ebaühtlane, toote ülemise ja alumise osa ning ümbritseva ala temperatuuride erinevus on liiga suur ning samuti suureneb termiline pinge, mis on lihtne toota suurel hulgal krakitud jäätmeid.

3. Grafitiseerimisahju südamiku kallutatav vool

Vastavalt Achesoni grafitiseerimisahju elektrikütteseadusele ei ole temperatuurijaotus grafitiseerimisahju südamikus seotud ainult ahju südamiku takistusega, vaid on tihedalt seotud ka ahju südamikku läbiva vooluga. Kui Achesoni grafitiseerimisahju ahju südamik on erinevatel põhjustel kallutatud, on ahju südamikku läbiv vool väga erinev ja ahju südamiku temperatuurijaotus on väga erinev. Kui ahju südamiku voolujaotuse erinevus on suur, tekitab suure vooluga osa rohkem soojust, toodete temperatuuritõus selles piirkonnas on kiirem ja väikese vooluga osas tekkiv soojus on väiksem, temperatuur toodete tõus selles piirkonnas on aeglasem, mistõttu ahju südamiku temperatuur Jaotuserinevus on suur, seega on ka toote sisetemperatuuri erinevus suur ning tekkiv termiline pinge suureneb vastavalt, mis põhjustab toote pragunemist ja raiskamist. .

3. Röstitud toodete kvaliteet

1. Röstitud toodete sisemised praod

Teabe kohaselt on temperatuurivahemik 350-500 kraadi ning 700 kraadi ja üle selle toote röstimisprotsessi ajal kõige ohtlikum temperatuurivahemik, kus süsinikmaterjal võib kahjustada saada. Kui toote välispinna temperatuur on 800 kraadi ja maksimaalne radiaalne temperatuuride erinevus on 10,7 kraadi, määrab 50-65mm raadiusega ala materjali tugevuse ja selle sees tekib ohtlik tõmbepingeala. raadiusega 65 mm tooriku keskpunktist. Kui temperatuur on 700 kraadi või kõrgem, on pinge selles piirkonnas palju suurem kui materjali purunemistugevuse piir, mistõttu toode tekitab pikisuunalisi sirgeid pragusid, mis üldjuhul ei ulatu toote välispinnani. , see tähendab sisemiste pragude produkt.

2. Toote homogeensus

Süsinik-grafiittoodete tihedusjaotuse ühtlus, radiaalse tiheduse ühtlus ja toote aksiaalne tihedusjaotus on tihedalt seotud toote kvaliteediga grafitiseerimise kuumtöötlusprotsessi ajal. Kui toote tihedusjaotus on ebaühtlane, on grafitiseerimise kuumtöötlemise protsessis termilise pinge tõttu toode altid sisepingele ja ka toote sisemine pingejaotus on ebaühtlane. Selline ebaühtlane sisemine pinge võib kergesti tekitada tootes pragusid. Selle tulemusena tekivad grafitiseerimisprotsessi käigus pragunenud jäätmed.

3. Toote puistetihedus on kõrge

Süsinik-grafiittoodete puistetihedus sõltub peamiselt tootmise toorainest ja tehnoloogilistest tingimustest. Puistetiheduse kasvades suurenevad toodete paindetugevus, elastsusmoodul ja soojusjuhtivus. Kui puistetihedus on kõrge, suureneb toote elastsusmoodul ja suureneb rabedus, mille tulemuseks on toote halb termiline löögikindlus. Grafitiseerimise kuumtöötlemisprotsessi käigus ületab kõrgest temperatuurist tekkiv termiline stress oluliselt pinget, mida toode ise talub. , Sisemise ja välise pinge vahel on suur erinevus ning toode tekitab pragunenud jäätmeid.

4. Protsessieelne tootmine on ebastabiilne

Kuna grafitiseerimine on viimane kuumtöötlusprotsess süsinik-grafiittoodete tootmisel, on see ka kõrgeima temperatuuriga kuumtöötlusprotsess. Üldiselt arvatakse, et kui praeguse protsessi tootmine on ebastabiilne või kvaliteet kõigub, eksponeeritakse seda grafitiseerimisprotsessi käigus intensiivselt. Kui kaltsineeritud materjali temperatuur on madal, asfaldi pehmenemistemperatuur on ebamäärane, röstimistemperatuur on madal ja immutuse massi juurdekasvu kiirus on kvalifitseerimata jne, põhjustab toode sekundaarset kokkutõmbumist või ebaühtlast kokkutõmbumist. kõrge temperatuuriga grafitiseerimistöötlus ja krakitud jäätmeid on väga lihtne toota.

5. Puhitusnähtus

Toote grafitiseerimisprotsessi käigus toimub teatav pöördumatu mahu suurenemine. Peamine põhjus on see, et toode on põhjustatud väävli kontsentratsiooni kiirest väljumisest grafitiseerimisprotsessi käigus. Selle pöördumatu paisumise määr suureneb koos väävlisisalduse suurenemisega ja kuumtöötlemise kiiruse suurenemine suureneb ja seda pöördumatut paisumist nimetatakse "puhumisnähtuseks".

Nagu me kõik teame, on mittesüsinikelementide nagu vesinik, hapnik, lämmastik jne sisaldus naftakoksis pärast kaltsineerimist temperatuuril 1350 üldiselt alla 0,1 protsendi; väävli ja aromaatsete süsivesinike süsinikuaatomid on aga seotud nii tugevalt, et cs side hakkab katkema üle 1400 kraadi ning tekivad väävel ja väävel-süsinik ühendid; kõrgematel temperatuuridel, peamiselt 1500-1800 kraadi juures, eralduvad tekkivad väävel ja väävel-süsinik ühendid tootest kiiresti gaasi kujul Kui väävlisisaldus jõuab teatud tasemeni, põhjustab see sageli toodetes pragude tekkimist. grafitiseerimisprotsess.