Razlozi grafitizacijskih pukotina u grafitnim proizvodima

Grafitizacija je jedan od glavnih procesa termičke obrade u procesu proizvodnje ugljen-grafitnih proizvoda. Acheson peć za grafitizaciju je glavni tip peći za trenutnu grafitizaciju proizvodnje ugljen-grafitnih proizvoda. Prostor u koji se proizvodi i otporni materijali stavljaju u peć naziva se jezgro peći. Površina poprečnog presjeka jezgra peći je obično 3-6M2. Jaka struja se propušta u peć za grafitizaciju. Uz pomoć otpora jezgra peći grafitizacijske peći, električna energija se pretvara u toplinsku energiju čini da proizvod dostigne najvišu temperaturu grafitizacije i završava proces grafitizacije, koji slijedi Joule-Lenzov zakon.

Može se vidjeti da je temperatura na različitim tačkama u jezgru grafitizacijske peći različita, a na istoj tački temperatura je različita u različito vrijeme. Može se vidjeti da temperatura jezgra peći za grafitizaciju nije samo funkcija prostora, već i funkcija vremena. Zbog toga je distribucija temperature svakog dijela u jezgru peći neuravnotežena.

Nakon što se Acheson grafitizacija peći uključi, ona se oslanja na toplinu koju proizvodi otporni materijal za zagrijavanje proizvoda, tako da temperatura jezgra peći postepeno raste. Porast temperature jezgra peći je vrlo neravnomjeran, a raspodjela temperature je vrlo različita. Temperaturna razlika između centralnog dela jezgra i dve strane jezgra peći u blizini izolacionog materijala može biti stotine stepeni Celzijusa, a temperaturna razlika između gornjeg i donjeg dela jezgra peći takođe može dostići 100 stepeni Celzijus. Stoga je nejednaka distribucija temperature grijanja u istom jezgru peći za grafitizaciju glavni uzrok pukotina u proizvodima jezgra peći.

Uzroci grafitizacijskih pukotina u proizvodima

U procesu grafitizacije, unutrašnji faktor pukotina na proizvodu je da kvalitet proizvoda nije visok i da je otpornost na toplotu loša; vanjski faktor je da temperatura jezgra peći raste prebrzo tokom procesa grafitizacije, a temperaturna razlika između gornje i donje strane proizvoda je također Sa povećanjem, u skladu s tim raste i toplinsko naprezanje, što je glavni razlog za pukotine na proizvodu.

1. Sistem procesa grafitizacije je nerazuman

1. Način punjenja peći

Acheson-ovi proizvodi za grafitizaciju peći se obično ugrađuju vertikalnom metodom ugradnje, a metoda vertikalne instalacije ima dva oblika: normalna instalacija i pogrešna instalacija. Kada se ugrađuje proizvod jezgra peći, za bilo koji proizvod postoji samo jedan grejni pojas visoke gustine struje. Što je širi pojas za grijanje, to je ravnomjernije zagrijavanje proizvoda. Kada se pogrešno instaliraju, postoje dva grejna pojasa visoke gustine za svaki proizvod, a zagrijavanje proizvoda je ujednačenije nego kod formalne instalacije. Stoga, način utovara proizvoda iz peći za grafitizaciju nije pravilno odabran. Tokom procesa grafitizacije i prijenosa snage, brzina porasta temperature oko proizvoda uvelike varira, a toplinski stres koji proizvodi proizvod premašuje toplinski stres koji tijelo može izdržati, što je vrlo lako izazvati pukotine na proizvodu.

2. Sistem uključivanja je nerazuman

Krivulja promjene temperature jezgra peći za grafitizaciju Acheson kontrolira se krivom snage konstantne distribucije snage. Ako je sistem uključenja peći za grafitizaciju nerazuman, utvrđena kriva uključivanja peći za grafitizaciju počinje sa prevelikom snagom i prebrzo raste, tako da kada je proizvod pod naponom, temperaturni gradijent unutar i izvan je previše veliki, a toplinski napon koji se stvara uvelike premašuje otpornost proizvoda, što rezultira pucanjem. Naročito kada je temperatura peći 1300-1800 stepeni, kako bi se striktno kontrolisala faza porasta temperature peći, fizička struktura i hemijski sastav proizvoda počinju da se u velikoj meri menjaju u ovoj fazi, a grafitizacija amorfnog ugljenika ne počinje . U stvari, kemijska reakcija je uglavnom, elementi kao što su vodik, kisik, dušik, sumpor i drugi elementi vezani u kristalnoj strukturi amorfnog ugljika nastavljaju da izlaze. Kao rezultat bijega, elementi nečistoće u rubnom dijelu kristalitne strukture amorfnog ugljika nastavljaju da se smanjuju, a ostaju neki defekti rešetke. , Istovremeno, termičko naprezanje je relativno koncentrirano i vrlo je lako izazvati pukotine na proizvodu.

3. Otpor otpornog materijala

Otpor jezgra peći za grafitizaciju sastoji se od otpora proizvoda i otpornosti materijala otpornosti u seriji. Kada peć za grafitizaciju počne da radi, otpor otpornog materijala čini oko 99 posto otpora jezgra peći. Oko 97 posto, može se vidjeti da je u cijelom procesu grafitizacije uglavnom toplina koju stvara struja koja prolazi kroz otporni materijal za zagrijavanje proizvoda. Kada je otpor otpornog materijala prilično različit od otpornosti proizvoda, toplina koju stvara otporni materijal je daleko tokom procesa grafitizacije i elektrifikacije. To je daleko veće od topline samog proizvoda, što uzrokuje preveliku temperaturnu razliku između unutarnje i vanjske strane proizvoda, što će uzrokovati prekomjerno toplinsko naprezanje koje će uzrokovati pukotine u proizvodu.

2. Kvalitet operacije grafitizacije nije visok

1. Kvaliteta punjenja peći nije visoka

Rad peći za grafitizaciju ne ispunjava zahtjeve procesnih tehničkih standarda. Kada je peć napunjena, proizvodi jezgra peći nisu uredno raspoređeni, razmak između grupa proizvoda je nedosljedan, punjenje otpornog materijala je neravnomjerno, pa čak se javlja i fenomen "proširenog materijala" otpornog materijala, što će pojavljuju u peći za grafitizaciju. U procesu prijenosa energije, distribucija struje oko jezgre peći je vrlo neravnomjerna, što rezultira neravnomjernim zagrijavanjem i stopama porasta temperature proizvoda, a temperaturna razlika unutar proizvoda je prevelika, a toplinski napon će uzrokovati proizvod pucati i trošiti.

2. Kvalitet otpornog materijala je neujednačen

Kada grafitizirana peć za punjenje koristi miješani koks kao otporni materijal, otpornost metalurškog koksa je 5-8 puta veća od otpornosti grafitiziranog koksa. Kada je jezgro peći pod naponom, brzina porasta temperature svakog dijela jezgre peći je vrlo neujednačena, temperaturna razlika između gornjeg i donjeg dijela proizvoda i okolnog područja je prevelika, a toplinsko naprezanje također raste, što je lako proizvesti veliki broj napuknutih otpadnih proizvoda.

3. Bias flow jezgra peći za grafitizaciju

Prema zakonu električnog grijanja Achesonove grafitizacijske peći, raspodjela temperature u jezgru peći za grafitizaciju nije samo povezana s otporom jezgra peći, već je usko povezana i sa strujom koja prolazi kroz jezgro peći. Kada je jezgro peći Acheson grafitizacijske peći pristrasno zbog različitih razloga, struja koja prolazi kroz jezgro peći je vrlo različita, a raspodjela temperature jezgre peći je vrlo različita. Kada je razlika između distribucije struje jezgra peći velika, dio sa velikom strujom stvara više topline, porast temperature proizvoda u ovom području je brži, a toplina proizvedena u dijelu sa malom strujom je manja, temperatura uspon proizvoda u ovom području je sporiji, pa je temperatura jezgra peći Razlika u distribuciji velika, pa je i unutrašnja temperaturna razlika proizvoda velika, a nastali toplinski napon se shodno tome povećava, uzrokujući pucanje proizvoda i rasipanje .

3. Kvalitet pečenih proizvoda

1. Unutrašnje pukotine u prženim proizvodima

Prema informacijama, temperaturni opseg od 350-500 stepeni i 700 stepeni i više tokom procesa prženja proizvoda je najopasniji temperaturni opseg u kojem može doći do oštećenja karbonskog materijala. Kada je temperatura vanjske površine proizvoda 800 stepeni, a maksimalna radijalna temperaturna razlika je 10,7 stepeni, površina poluprečnika 50-65mm određuje čvrstoću materijala, a opasna oblast zateznog naprezanja formira se unutar radijus od 65 mm od centra blanka. Kada je temperatura 700 stepeni ili viša, napon u ovom području je daleko veći od granice otpornosti materijala na lomljenje, zbog čega proizvod proizvodi uzdužne ravne pukotine, koje se uglavnom ne protežu na vanjsku površinu proizvoda. , odnosno proizvod unutrašnjih pukotina.

2. Homogenost proizvoda

Ujednačenost distribucije gustine proizvoda ugljen-grafita, ujednačenost radijalne gustine i aksijalne distribucije gustine proizvoda usko je povezana sa kvalitetom proizvoda tokom procesa termičke obrade grafitizacije. Tamo gdje je distribucija gustine proizvoda neravnomjerna, u procesu termičke obrade grafitizacije, proizvod je zbog termičkog naprezanja sklon unutrašnjem naprezanju, a neravnomjerna je i unutarnja raspodjela naprezanja proizvoda. Ovo neravnomjerno unutrašnje naprezanje može lako uzrokovati pukotine na proizvodu. Kao rezultat toga, tokom procesa grafitizacije nastaju napukli otpadni proizvodi.

3. Nasipna gustina proizvoda je velika

Nasipna gustina ugljen-grafitnih proizvoda uglavnom varira u zavisnosti od sirovina za proizvodnju i tehnoloških uslova. Čvrstoća na savijanje, modul elastičnosti i toplinska provodljivost proizvoda povećavaju se s povećanjem nasipne gustine. Kada je nasipna gustina visoka, modul elastičnosti proizvoda se povećava i krhkost se povećava, što rezultira slabom otpornošću proizvoda na termički udar. Tokom procesa termičke obrade grafitizacije, toplotno naprezanje uzrokovano visokom temperaturom uvelike premašuje naprezanje koje sam proizvod može izdržati. , Postoji velika razlika između unutrašnjeg i vanjskog naprezanja, a proizvod proizvodi napukli otpad.

4. Predprocesna proizvodnja je nestabilna

Budući da je grafitizacija posljednji proces toplinske obrade u proizvodnji ugljično-grafitnih proizvoda, to je i proces toplinske obrade s najvišom temperaturom. Općenito se vjeruje da kada je proizvodnja trenutnog procesa nestabilna ili oscilira kvalitet, ona će biti intenzivno izložena tokom procesa grafitizacije. Ako je temperatura kalciniranog materijala niska, tačka omekšavanja asfalta je nekvalificirana, temperatura pečenja je niska, a stopa povećanja mase impregnacije je nekvalificirana, itd., proizvod će uzrokovati sekundarno skupljanje ili neravnomjerno skupljanje tokom visokotemperaturni tretman grafitizacije, te je vrlo lako proizvesti napuknute otpadne proizvode.

5. Fenomen nadimanja

Određeni stepen nepovratnog proširenja zapremine javlja se tokom procesa grafitizacije proizvoda. Glavni razlog je taj što je proizvod uzrokovan brzim izbacivanjem koncentracije sumpora tokom procesa grafitizacije. Stepen ovog nepovratnog širenja raste sa povećanjem sadržaja sumpora i povećanjem brzine termičke obrade se povećava, a ovo nepovratno ponašanje ekspanzije naziva se "fenomen puhanja".

Kao što svi znamo, sadržaj neugljičnih elemenata kao što su vodonik, kiseonik, azot, itd. je generalno manji od 0.1 posto u petrolej koksu nakon kalcinacije na temperaturi od 1350°C; međutim, atomi ugljika sumpora i aromatičnih ugljovodonika su vezani tako snažno da cs veza počinje da se kida iznad 1400 stepeni i formiraju se jedinjenja sumpora i ugljika; na višim temperaturama, uglavnom na 1500-1800 stepeni, nastali sumpor i jedinjenja sumpora i ugljenika se brzo oslobađaju iz proizvoda u obliku gasa. Kada sadržaj sumpora dostigne određeni nivo, to često dovodi do pucanja proizvoda tokom proces grafitizacije.