การป้องกันการแตกร้าวของกราฟผลิตภัณฑ์

1. กระบวนการสร้างกราฟควรสมเหตุสมผล

1. การเลือกวิธีการโหลดเตา

ในกระบวนการผลิตของ Acheson Graphitization Furnace วิธีการโหลดเตาที่เหมาะสมคือการรับประกันสำหรับผลิตภัณฑ์ Graphitization ไม่ว่าผลิตภัณฑ์จะใช้วิธีการติดตั้งในแนวตั้งหรือวิธีการติดตั้งในแนวนอน ไม่ว่าจะเป็นการติดตั้งอย่างเป็นทางการหรือการติดตั้งที่ไม่ถูกต้องก็ตาม ควรพิจารณาตามความหลากหลาย ข้อมูลจำเพาะ มาตรฐานคุณภาพ และพารามิเตอร์กระบวนการของอุปกรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าความร้อนของ ผลิตภัณฑ์ในแกนเตาค่อนข้างสม่ำเสมอ เพื่อลดความเครียดจากความร้อน ลดรอยแตกในผลิตภัณฑ์ระหว่างการทำให้เป็นกราฟ สำหรับผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่ วิธีการชาร์จเตาหลอมแบบ 1/2 มิติแบบเคลื่อนตัวสามารถลดการแตกร้าวของผลิตภัณฑ์และให้เอฟเฟกต์กราฟฟิตีที่ดี สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีอัตราการปฏิเสธการแตกร้าวแบบกราฟิติเซชันสูงและคุณภาพไม่คงที่ สามารถใช้มาตรการปรับสมดุลการไหลของแกนเตาหลอมได้เช่นกัน

2. กำหนดระบบการเปิดเครื่องที่เหมาะสม

อุณหภูมิของแกนเตาเผาแบบกราไฟท์ถูกควบคุมโดยกราฟพลังงานของการกระจายพลังงานคงที่ การกำหนดสูตรที่ถูกต้องและสมเหตุสมผลและการประยุกต์ใช้ระบบการเปิดเตาด้วยกราฟฟิติเซชันมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงผลผลิต การประหยัดพลังงาน และทำให้วงจรการทำกราฟฟิตีของผลิตภัณฑ์สั้นลง ความสำคัญ การกำหนดระบบพลังงานของเตาเผากราฟิติเซชันไม่ควรคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น โครงสร้างเตา ความหลากหลายและข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ ข้อมูลคุณภาพ วัสดุต้านทาน ผลกระทบของฉนวนความร้อน พารามิเตอร์ของระบบจำหน่ายไฟฟ้า ฯลฯ ขั้นตอนต่างๆ มีความแตกต่างกัน ข้อกำหนดสำหรับอัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ

ระบบการเปิดเครื่องที่เหมาะสมสำหรับเตาหลอมกราฟิติเซชันควรเป็น "กราฟพลังงานสามขั้นตอนเร็ว-ช้า-เร็ว เพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันของผลิตภัณฑ์ในสามขั้นตอนของกระบวนการเพิ่มอุณหภูมิ และแกนเตาควรมีความเร็วที่เร็วกว่า ความเร็วที่เพิ่มขึ้นของอุณหภูมิลดการสูญเสียการกระจายความร้อนของเตาหลอมกราฟและป้องกันไม่ให้การไล่ระดับอุณหภูมิของแกนเตามีขนาดใหญ่เกินไปที่จะทำให้เกิดการแตกร้าวในผลิตภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพการทำกราฟฟิตีที่ไม่เสถียรจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างเข้มงวด อัตราของแกนเตาในช่วงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมากเกินไปเพื่อทำให้เกิดรอยร้าวในผลิตภัณฑ์ควรปรับกำลังที่เพิ่มขึ้นของเส้นโค้งการส่งกำลังให้เหมาะสมเพื่อสร้างเส้นโค้งการส่งกำลังสี่ขั้นของ "เร็ว-ช้า- ช้าเร็ว".

3. กำหนดวัสดุตัวต้านทานที่เหมาะสม

เตาเผาแบบกราไฟท์ของ Acheson จะให้ความร้อนกับผลิตภัณฑ์เป็นหลักด้วยความร้อนที่เกิดจากกระแสที่ไหลผ่านวัสดุต้านทาน วัสดุต้านทานมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของแกนเตา จากมุมมองของการเพิ่มอุณหภูมิของแกนเตาหลอมกราฟิติเซชัน ความต้านทานของวัสดุต้านทานจำเป็นต้องสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นตอนต่อมาของการส่งกำลัง กระแสไฟขาออกทุติยภูมิของหม้อแปลงมีค่าสูงสุด และความต้านทานแกนของเตาเผามีขนาดใหญ่ในเวลานี้ ซึ่งสามารถรักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่สูงได้ แต่ความต้านทานของวัสดุต้านทานนั้นใหญ่เกินไปซึ่งไม่มีเหตุผล ดังนั้น เมื่อกำหนดวัสดุต้านทาน จึงจำเป็นต้องพิจารณาไม่เพียงแต่ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงความหลากหลายและข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์และเส้นโค้งการส่งกำลังด้วย เพื่อให้ความต้านทานของผลิตภัณฑ์และความต้านทานของวัสดุต้านทาน ไม่สามารถแตกต่างกันมากเกินไป สำหรับผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กและขนาดกลาง สามารถใช้โค้กโลหะเป็นวัสดุต้านทานได้ แม้ว่าจะใช้กำลังสตาร์ทที่สูงขึ้นและกำลังที่เพิ่มขึ้นเร็วขึ้น โดยทั่วไปจะไม่เกิดรอยร้าวในผลิตภัณฑ์ สำหรับผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่ โค้กผสมหรือโค้กกราไฟท์ใช้เป็นวัสดุต้านทาน เหมาะสมกว่า เพื่อให้ความแตกต่างของความต้านทานระหว่างผลิตภัณฑ์และวัสดุต้านทานมีค่าน้อย และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกของผลิตภัณฑ์ก็ลดลงเช่นกัน แม้ว่าจะใช้ไฟที่เพิ่มขึ้นเร็วกว่า ก็จะไม่ทำให้เกิดรอยแตกในผลิตภัณฑ์

ประการที่สองคุณภาพการปฏิบัติงานต้องได้มาตรฐาน

ในกระบวนการผลิตแบบกราฟ การดำเนินการโหลดเตาเป็นกุญแจสำคัญ เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ใส่เข้าไปในเตาหลอมกราฟิติเซชั่นมีทั้งตัวต้านทานความร้อนและวัตถุที่ต้องให้ความร้อน ความต้านทานแกนของเตาหลอมจึงถูกสร้างขึ้นพร้อมกับวัสดุต้านทานที่เหมาะสม ความต้านทานแกนเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการสร้างกราฟของผลิตภัณฑ์ ประการแรก สภาพของตัวเตาของเตาหลอมกราฟ เครือข่ายบัสสั้น และอุปกรณ์ของระบบจ่ายไฟควรอยู่ในสภาพที่ดี เมื่อติดตั้งเตาเผา ส่วนของแกนเตาเผาควรสมมาตรกับส่วนที่นำไฟฟ้าเพื่อป้องกันไม่ให้แกนเตาลอย การดำเนินการติดตั้งเตาเผาควรเป็นไปตามข้อกำหนดของกฎระเบียบทางเทคนิคของกระบวนการ ควรจัดเรียงผลิตภัณฑ์ในแนวนอนและแนวตั้งในแกนเตา ระยะห่างของกลุ่มของผลิตภัณฑ์ควรสอดคล้องกัน และควรเติมวัสดุต้านทานอย่างดีเพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์ของการแขวน และให้แน่ใจว่าการกระจายอุณหภูมิของแกนเตามีความสมดุล ระหว่างกระบวนการส่งกำลังของเตาหลอมกราไฟท์ ประการที่สอง อัตราส่วนของวัสดุต้านทานควรเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานทางเทคนิคของกระบวนการผลิต และคุณภาพควรคงที่และสม่ำเสมอ เพื่อหลีกเลี่ยงการกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอของแกนเตาในระหว่างกระบวนการส่งกำลังของเตาหลอมกราฟิติเซชัน ประการที่สาม เตาเผาแบบกราไฟต์ควรส่งกำลังตามเส้นโค้งการส่งกำลังที่กำหนด และควรควบคุมความผันผวนของพลังงานให้อยู่ในช่วงปกติเพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนที่ผิดปกติของกำลังส่ง เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของแกนเตาสูงขึ้นอย่างเท่าเทียมกัน

3. เชี่ยวชาญในข้อมูลคุณภาพของกระบวนการก่อนหน้า

จำเป็นต้องเข้าใจสถานการณ์การผลิตและข้อมูลคุณภาพของกระบวนการก่อนหน้านี้ในเวลาที่เหมาะสม ตามตัวชี้วัดทางเทคนิคด้านความเสถียรและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในกระบวนการก่อนหน้า รวมกับการผลิตจริงของกระบวนการนี้ กำหนดการผลิตกราฟฟิตีที่เป็นไปได้ กระบวนการและเงื่อนไขทางเทคนิคเพื่อป้องกันไม่ให้ผลิตภัณฑ์อยู่ในกระบวนการสร้างกราฟ ของเสียที่มีรอยแตกปรากฏขึ้นเพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพกราฟที่เสถียร เมื่อติดตั้งเตาหลอมกราฟิติเซชันแล้ว ควรตรวจสอบลักษณะที่ปรากฏและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ทีละชิ้น สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ตรงตามเงื่อนไขทางเทคนิคของกระบวนการสร้างกราฟ ไม่ควรบรรจุลงในเตาหลอมกราฟฟิตีสำหรับกราฟ และควรส่งคืนวัสดุไปยังกระบวนการด้านบนให้ทันเวลา

4. เติมสารยับยั้งการพองตัวในปริมาณที่เหมาะสมลงในส่วนผสม

ปรากฏการณ์การแตกร้าวแบบขยายตัวกลับไม่ได้ซึ่งเกิดจากการมีกำมะถันอยู่ในกระบวนการสร้างกราฟนั้นไม่สามารถกำจัดได้ทั้งหมด แต่จะต้องมีการควบคุม ในปัจจุบัน วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการควบคุมอัตราการหลบหนีของกำมะถันในระหว่างกระบวนการสร้างกราฟของผลิตภัณฑ์ วิธีที่ปฏิบัติได้มากที่สุดคือการเติมสารยับยั้งการพองตัวในปริมาณที่เหมาะสมระหว่างการแบทช์ โดยปกติคือผง Fe2O3 1 เปอร์เซ็นต์ -2 เปอร์เซ็นต์

เกี่ยวกับกลไกการเพิ่มสารยับยั้งการพองตัว สาเหตุหลักคือสารยับยั้งสามารถจับกำมะถันในช่วงอุณหภูมิของการสร้างกราฟและการพองตัวของผลิตภัณฑ์เพื่อสร้างสารประกอบกำมะถันและก่อตัวเป็นก๊าซในช่วงอุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งจะทำให้ปริมาณกำมะถันกว้างขึ้น ช่วงอุณหภูมิที่หลบหนีจะป้องกันไม่ให้ผลิตภัณฑ์แตกเนื่องจากความเครียดภายในที่มากเกินไปซึ่งเกิดจากก๊าซที่มีความเข้มข้นและหลบหนีอย่างรวดเร็ว ตัวยับยั้งการพองตัวที่ใช้กันมากที่สุดคือผง Fe2O3 กลไกการทำงานของมันคือที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 องศา ผง Fe2O3 จะถูกทำให้กลายเป็นเหล็กหรือสารประกอบเหล็กคาร์บอนได้ง่าย และสารประกอบของเหล็กคาร์บอนจะถูกย่อยสลายต่อไปเป็นเหล็กและเหล็กที่อุณหภูมิสูงขึ้น คาร์บอนและเหล็กที่เกิดขึ้นในกระบวนการนี้จะทำปฏิกิริยากับกำมะถันที่ปล่อยออกมาจากการสลายตัวของผลิตภัณฑ์ และจะค่อยๆ ปล่อยออกมาในรูปของเหล็กซัลไฟด์ ซึ่งจะทำให้อัตราการหลบหนีของกำมะถันในผลิตภัณฑ์ช้าลงและยับยั้งกำมะถัน สูตรปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องคือ:

Fe203 บวก 3C=3C0 บวก 2Fe

2Fe203 บวก 9C=Fe4C บวก 6CO

Fe4C3=4Fe บวก 3C (กราไฟต์)

Fe บวก S=FeS

เนื่องจากผง Fe2O3 ไม่เพียงแต่มีความสัมพันธ์ทางเคมีสูงกับกำมะถันในผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังมีผลดีในการยับยั้งกำมะถัน และมีทรัพยากรมากมายและราคาต่ำ จึงไม่มีผลกระทบใด ๆ ในกระบวนการผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาไฟฟ้า นอกจากนี้ ผง Fe2O3 ยังมีผลเร่งปฏิกิริยาอย่างมากต่อกระบวนการสร้างกราฟของผลิตภัณฑ์ และเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการสร้างกราฟที่ยอดเยี่ยม จะเห็นได้ว่าสำหรับปิโตรเลียมโค้กที่มีปริมาณกำมะถันสูง การเติมผง Fe2O3 สารยับยั้งการพองตัวในปริมาณที่เหมาะสมสามารถมีบทบาทหลายอย่างในการผลิตผลิตภัณฑ์คาร์บอน-กราไฟต์

กล่าวอีกนัยหนึ่ง สาเหตุของการเกิดผลิตภัณฑ์ของเสียที่แตกร้าวในกระบวนการบำบัดความร้อนแบบกราฟิติเซชันของผลิตภัณฑ์คาร์บอน-กราไฟต์นั้นมีหลากหลายและซับซ้อน เพื่อป้องกันการเกิดของเสียที่แตกร้าวในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนของผลิตภัณฑ์คาร์บอน-กราไฟต์ จำเป็นต้องใช้มาตรการปรับปรุงทางเทคโนโลยีต่างๆ และให้ความสนใจกับชิ้นงานอย่างเท่าเทียมกัน สิ่งที่สำคัญที่สุดคือคุณภาพของตัวผลิตภัณฑ์ควรสูง ประสิทธิภาพการต้านทานความร้อนควรดีกว่า และการผลิตควรทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน ในกระบวนการบำบัดความร้อนด้วยกราฟฟิตีเซชัน ควรควบคุมความเร็วที่เพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแกนของเตา Atchison ในเตากราฟฟิตีเซชั่นอย่างเคร่งครัด เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อุณหภูมิแกนเพิ่มขึ้นเร็วเกินไป ความแตกต่างของอุณหภูมิภายในผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนเพิ่มขึ้นตามลำดับ และแตก ของเสีย