Metoda przygotowania grafitowego tygla z węglika krzemu o wysokiej wytrzymałości do wytapiania metali

Metoda przygotowania o dużej wytrzymałościtygiel grafitowy z węglika krzemuw przypadku wytapiania metali obejmuje następujące etapy: 1) przygotowanie surowca; 2) mieszanie pierwotne; 3) suszenie materiału; 4) kruszenie i przesiewanie; 5) przygotowanie materiału wtórnego; 6) mieszanie wtórne; 7) prasowanie i formowanie; 8) cięcie i przycinanie; 9) suszenie; 10) oszklenie; 11) strzelanie podstawowe; 12) impregnacja; 13) odpalanie wtórne; 14) powłoka; 15) produkt gotowy. Tygiel wyprodukowany przy użyciu tej nowej formuły i procesu produkcyjnego ma dużą odporność na wysoką temperaturę i odporność na korozję. Średnia żywotność tygla sięga 7-8 miesięcy, przy jednolitej i wolnej od wad strukturze wewnętrznej, dużej wytrzymałości, cienkich ściankach i dobrej przewodności cieplnej. Dodatkowo warstwa glazury i powłoka na powierzchni oraz wielokrotne procesy suszenia i wypalania znacznie poprawiają odporność korozyjną produktu oraz zmniejszają zużycie energii o około 30%, przy wysokim stopniu zeszklenia.

Metoda ta obejmuje dziedzinę odlewnictwa metalurgii metali nieżelaznych, zwłaszcza metodę przygotowania grafitowego tygla z węglika krzemu o wysokiej wytrzymałości do wytapiania metali.

[Technologia tła] Specjalne tygle grafitowe z węglika krzemu są stosowane głównie w procesach odlewania i kucia metali nieżelaznych, a także w odzyskiwaniu i rafinacji metali szlachetnych oraz w produkcji wyrobów odpornych na wysoką temperaturę i korozję wymaganych do tworzyw sztucznych, ceramiki, szkła, cementu, gumy, przemysłu farmaceutycznego, a także pojemniki odporne na korozję wymagane w przemyśle petrochemicznym.

Istniejące specjalne receptury tygli grafitowych z węglika krzemu i procesy produkcyjne pozwalają uzyskać produkty o średniej żywotności 55 dni, która jest zbyt krótka. Koszty użytkowania i produkcji stale rosną, a ilość wytwarzanych odpadów jest również wysoka. Dlatego badanie nowego typu specjalnego tygla grafitowego z węglika krzemu i procesu jego produkcji jest pilnym problemem do rozwiązania, ponieważ tygle te mają znaczące zastosowania w różnych dziedzinach chemii przemysłowej.

[0004] Aby rozwiązać powyższe problemy, przedstawiono sposób wytwarzania tygli grafitowych z węglika krzemu o wysokiej wytrzymałości do wytapiania metali. Produkty przygotowane tą metodą charakteryzują się odpornością na wysokie temperatury i korozję, długą żywotnością, oszczędnością energii, redukcją emisji, ochroną środowiska oraz wysokim poziomem recyklingu odpadów podczas produkcji, maksymalizując obieg i wykorzystanie zasobów.

Metoda przygotowania tygli grafitowych z węglika krzemu o wysokiej wytrzymałości do wytapiania metali obejmuje następujące etapy:

1. Przygotowanie surowców: Węglik krzemu, grafit, glina i krzem metaliczny są umieszczane w odpowiednich lejach na składniki za pomocą dźwigu, a program PLC automatycznie kontroluje wyładunek i ważenie każdego materiału zgodnie z wymaganym stosunkiem. Zawory pneumatyczne kontrolują rozładunek, a na dnie każdego zbiornika na składniki znajdują się co najmniej dwa czujniki wagowe. Po zważeniu materiały umieszczane są w mieszalniku za pomocą automatycznego wózka przejezdnego. Początkowy dodatek węglika krzemu wynosi 50% jego całkowitej ilości.
2. Mieszanie wtórne: Po wymieszaniu surowców w maszynie mieszającej są one rozładowywane do leja buforowego, a materiały w leju buforowym są przenoszone do leja mieszającego za pomocą podnośnika kubełkowego w celu wtórnego wymieszania. Urządzenie do usuwania żelaza jest ustawione na króćcu wylotowym podnośnika kubełkowego, a urządzenie do dodawania wody jest ustawione nad lejem zasypowym mieszającym, aby dodawać wodę podczas mieszania. Szybkość dodawania wody wynosi 10 l/min.
3. Suszenie materiału: Mokry materiał po wymieszaniu suszy się w suszarce w temperaturze 120-150°C w celu usunięcia wilgoci. Po całkowitym wyschnięciu materiał jest wyjmowany w celu naturalnego chłodzenia.
4. Kruszenie i przesiewanie: Wysuszony zbrylony materiał wchodzi do urządzenia do kruszenia i przesiewania w celu wstępnego kruszenia, następnie wchodzi do kruszarki kontratakowej w celu dalszego kruszenia i jednocześnie przechodzi przez sprzęt do przesiewania 60 mesh. Cząstki większe niż 0,25 mm są zawracane do recyklingu w celu dalszego wstępnego kruszenia, kruszenia i przesiewania, natomiast cząstki mniejsze niż 0,25 mm są przesyłane do leja zasypowego.
5. Przygotowanie materiału wtórnego: Materiały w leju wyładowczym są transportowane z powrotem do maszyny dozującej w celu wtórnego przygotowania. Pozostałe 50% węglika krzemu dodaje się podczas wtórnego przygotowania. Materiały po przygotowaniu wtórnym kierowane są do mieszalnika w celu ponownego wymieszania.
6. Mieszanie wtórne: Podczas procesu mieszania wtórnego do leja mieszającego dodaje się specjalny roztwór o odpowiedniej lepkości za pomocą specjalnego urządzenia do dodawania roztworu o określonym ciężarze właściwym. Roztwór specjalny jest ważony za pomocą łyżki wagowej i dodawany do leja mieszającego.
7. Prasowanie i formowanie: Materiały po wtórnym wymieszaniu przesyłane są do leja zasypowego maszyny do prasowania izostatycznego. Po załadunku, zagęszczeniu, odkurzeniu i oczyszczeniu formy, materiały są prasowane w prasce izostatycznej.
8. Cięcie i przycinanie: Obejmuje to przycinanie wysokości i przycinanie zadziorów tygla. Cięcie odbywa się za pomocą maszyny tnącej, która docina tygiel na wymaganą wysokość, a zadziory po cięciu są przycinane.
9. Suszenie: Tygiel po pocięciu i przycięciu w kroku (8) przesyła się do suszarki w celu wysuszenia, w temperaturze suszenia 120-150°C. Po wyschnięciu utrzymuje się ciepło przez 1-2 godziny. Suszarka wyposażona jest w system regulacji kanałów powietrznych, który składa się z kilku regulowanych płyt aluminiowych. Te regulowane płyty aluminiowe są rozmieszczone po dwóch wewnętrznych stronach pieca suszącego, z kanałem powietrznym pomiędzy każdą dwiema płytami aluminiowymi. Szczelina pomiędzy co dwiema płytami aluminiowymi jest dostosowana do regulacji kanału powietrznego.
10. Glazura: Glazurę wytwarza się przez zmieszanie materiałów glazury z wodą, w tym bentonitu, gliny ogniotrwałej, proszku szklanego, proszku skalenia i karboksymetylocelulozy sodowej. Glazurę nakłada się ręcznie za pomocą pędzla podczas glazurowania.
11. Wypalanie podstawowe: Tygiel z nałożoną glazurą jest wypalany jednorazowo w piecu przez 28-30 godzin. Aby poprawić efektywność wypalania, na dnie pieca umieszczono labiryntowe łoże pieca z efektem uszczelniającym i blokadą powietrza. Dno pieca posiada dolną warstwę waty uszczelniającej, a nad watą uszczelniającą znajduje się warstwa cegły izolacyjnej, tworzącej łoże pieca labiryntowego.
12. Impregnacja: Wypalony tygiel umieszcza się w zbiorniku impregnacyjnym w celu impregnacji próżniowej i ciśnieniowej. Roztwór impregnacyjny transportowany jest do zbiornika impregnacyjnego szczelnym rurociągiem, a czas impregnacji wynosi 45-60 minut.
13. Wypalanie wtórne: Zaimpregnowany tygiel umieszcza się w piecu w celu wypalenia wtórnego na 2 godziny.
14. Powłoka: Tygiel po wypaleniu wtórnym pokryty jest powierzchniową farbą na bazie wodnej żywicy akrylowej.
15. Produkt gotowy: Po nałożeniu powłoki powierzchnię suszy się, a po wyschnięciu tygiel pakuje się i magazynuje.