I. پیشینه تحقیق
فلزات مذاب آلومینیوم و مس دارای نفوذپذیری قوی و خورندگی شیمیایی هستند. بوتههای گرافیتی رسی سنتی عمر مفید کوتاهی دارند و مواد مذاب مستعد تراوش هستند. بوتههای گرافیتی خالص در محیط هوا با دمای بالا از دست میروند. بوته گرافیتی تقویت شده با کاربید سیلیکون از گرافیت پولکی به عنوان ماده پایه استفاده می کند و با ذرات SiC اصلاح شده است و در حال حاضر آن را به جریان اصلی مصرف در صنعت ریخته گری آلومینیوم و مس تبدیل می کند. این مقاله داده های اندازه گیری شده از بیش از 30 کارخانه ریخته گری آلومینیوم و مس در چین را ترکیب می کند، مقایسه افقی عملکرد جامع سه بوته اصلی را انجام می دهد و هزینه جامع بلندمدت را محاسبه می کند.
II. مقایسه مواد و خواص سه نوع بوته
1. Clay Crucible Graphite Composite Clay: گرافیت ترکیب شده با خاک نسوز، کم هزینه، تخلخل بالا، نفوذ مایع آلومینیومی شدید، مناسب فقط برای ذوب-در فرکانس پایین و مقیاس کوچک-.
2. بوته گرافیتی با خلوص معمولی-: بدون ترکیب خاک رس، خلوص بالا، اما بدون فاز تقویت کننده آنتی اکسیدان، دیواره بیرونی به سرعت در محیط هوای 1400 درجه پودر می شود و می شکافد.
3. بوته گرافیتی تقویت شده SiC: پایه گرافیت با 35%-60% ذرات کاربید سیلیکون به طور یکنواخت توزیع شده، قالب گیری متراکم شده، سه شاخص مقاومت در برابر فرسایش آلومینیوم و مس، ضد اکسیداسیون و مقاومت در برابر شوک حرارتی را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.
III. داده های اندازه گیری عمر سرویس واقعی کارخانه
شرایط آزمایش: کوره القایی با فرکانس متوسط، ذوب پیوسته آلیاژ آلومینیوم 6061 و مس T2، تولید مداوم 8 ساعته در روز
1. بوته گرافیت رسی: به طور متوسط 85 مورد از 6061 ذوب آلیاژ آلومینیوم و 62 مورد از 2200 ذوب مس از بین رفته است.
2. بوته گرافیتی با خلوص معمولی-: 160 مورد از 6061 ذوب آلیاژ آلومینیوم و 125 از 2200 ذوب مس از بین رفته است.
3. بوته گرافیتی تقویت شده SiC: 295 از 6061 ذوب آلیاژ آلومینیوم و 268 از 2200 ذوب مس از بین رفت.
IV. تجزیه و تحلیل تمام{1}}هزینه استفاده از چرخه
بر اساس میانگین ذوب روزانه 10 کوره و مجموع تولید سالانه 300 روز: بوته رسی قیمت خرید پایینی دارد، اما فرکانس جایگزینی بالا است، همراه با تلفات نیروی کار در هنگام خاموش شدن ماشین برای تعویض بوته، تلفات نشت فلز و هزینه جامع سالانه بالاترین است. بوته SiC دارای قیمت خرید 40 درصد بالاتر است، اما عمر مفید آن 2.8-4 برابر افزایش مییابد، تلفات خاموش شدن دستگاه 70 درصد کاهش مییابد، نرخ بازیافت فلز تا 0.4 درصد افزایش مییابد و کارخانههای ریختهگری با اندازه متوسط میتوانند 32000 یوان یا بیشتر در هزینههای مواد مصرفی و مواد خام در طول سال صرفهجویی کنند.
V. نتیجه گیری تحقیق
برای خطوط تولید-مقیاس بزرگ آلومینیوم و ذوب مس، بوته گرافیتی تقویت شده SiC بهترین عملکرد کلی هزینه را دارد. برای سناریوهای ذوب موقت-کوتاهمدت،-مقیاس کوچک و{3}}کم بودجه، بوته گرافیتی رسی را میتوان انتخاب کرد. بوتههای گرافیتی آزاد-SiC با خلوص بالا- فقط برای محیطهای ذوب مهر و موم شده با خلاء مناسب هستند و برای ذوب پیوسته آلومینیوم و مس در جو هوا مناسب نیستند.
