Herstellungsverfahren für hochfeste Graphit-Siliziumkarbid-Schmelztiegel zum Schmelzen von Metallen

Die Herstellungsmethode von hochfestemGraphit-Siliziumkarbid-Tiegelzum Metallschmelzen umfasst die folgenden Schritte: 1) Rohstoffvorbereitung; 2) primäres Mischen; 3) Materialtrocknung; 4) Zerkleinern und Sieben; 5) Sekundärmaterialvorbereitung; 6) sekundäres Mischen; 7) Pressen und Formen; 8) Schneiden und Trimmen; 9) Trocknen; 10) Verglasung; 11) Primärfeuerung; 12) Imprägnierung; 13) Sekundärfeuerung; 14) Beschichtung; 15) Fertigprodukt. Der mit dieser neuen Formel und diesem neuen Produktionsprozess hergestellte Tiegel weist eine hohe Hochtemperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Die durchschnittliche Lebensdauer des Tiegels beträgt 7–8 Monate, mit einer gleichmäßigen und fehlerfreien Innenstruktur, hoher Festigkeit, dünnen Wänden und guter Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus verbessern die Glasurschicht und die Beschichtung auf der Oberfläche sowie mehrere Trocknungs- und Brennprozesse die Korrosionsbeständigkeit des Produkts erheblich und senken den Energieverbrauch bei einem hohen Verglasungsgrad um etwa 30 %.

Dieses Verfahren betrifft den Bereich des Nichteisenmetallurgie-Gießens, insbesondere die Herstellungsmethode von hochfesten Graphit-Siliziumkarbid-Tiegeln für die Metallschmelze.

[Hintergrundtechnologie] Spezielle Graphit-Siliziumkarbid-Tiegel werden hauptsächlich in Nichteisenmetall-Guss- und Schmiedeprozessen sowie bei der Rückgewinnung und Raffinierung von Edelmetallen und der Herstellung von hochtemperatur- und korrosionsbeständigen Produkten für Kunststoffe verwendet. Keramik-, Glas-, Zement-, Gummi- und Arzneimittelherstellung sowie korrosionsbeständige Behälter, die in der petrochemischen Industrie benötigt werden.

Bestehende spezielle Rezepturen und Produktionsverfahren für Graphit-Siliziumkarbid-Tiegel führen zu Produkten mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 55 Tagen, was zu kurz ist. Die Nutzungs- und Produktionskosten steigen immer weiter und auch die Abfallmenge ist hoch. Daher ist die Erforschung eines neuen Typs von speziellen Graphit-Siliziumkarbid-Tiegeln und ihres Herstellungsprozesses ein dringendes Problem, das es zu lösen gilt, da diese Tiegel in verschiedenen Bereichen der industriellen Chemie bedeutende Anwendungen finden.

Um die oben genannten Probleme anzugehen, wird ein Verfahren zur Herstellung hochfester Graphit-Siliziumkarbid-Schmelztiegel zum Metallschmelzen bereitgestellt. Nach dieser Methode hergestellte Produkte sind beständig gegen hohe Temperaturen und Korrosion, haben eine lange Lebensdauer und erzielen Energieeinsparungen, Emissionsreduzierung, Umweltschutz und eine hohe Recyclingrate von Abfällen während der Produktion, wodurch die Zirkulation und Nutzung von Ressourcen maximiert wird.

Das Herstellungsverfahren für Tiegel aus hochfestem Graphit-Siliziumkarbid für die Metallschmelze umfasst die folgenden Schritte:

1. Rohmaterialvorbereitung: Siliziumkarbid, Graphit, Ton und metallisches Silizium werden mit einem Kran in die jeweiligen Zutatenbehälter gefüllt, und ein SPS-Programm steuert automatisch die Entladung und das Wiegen jedes Materials entsprechend dem erforderlichen Verhältnis. Pneumatikventile steuern den Austrag und am Boden jedes Zutatenbehälters sind mindestens zwei Wiegesensoren angebracht. Nach dem Wiegen werden die Materialien mithilfe eines automatisch beweglichen Wagens in eine Mischmaschine gegeben. Die anfängliche Zugabe von Siliziumkarbid beträgt 50 % der Gesamtmenge.
2. Sekundärmischung: Nachdem die Rohstoffe in der Mischmaschine gemischt wurden, werden sie in einen Puffertrichter entladen, und die Materialien im Puffertrichter werden zur Sekundärmischung mit einem Becherwerk in den Mischtrichter gehoben. An der Auslassöffnung des Becherwerkes ist eine Eisenentfernungsvorrichtung angebracht, und über dem Mischtrichter ist eine Wasserzugabevorrichtung angebracht, um unter Rühren Wasser hinzuzufügen. Die Wasserzugaberate beträgt 10 l/min.
3. Materialtrocknung: Das nasse Material wird nach dem Mischen in einer Trocknungsanlage bei einer Temperatur von 120–150 °C getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen. Nach vollständiger Trocknung wird das Material zur natürlichen Abkühlung herausgenommen.
4. Zerkleinern und Sieben: Das getrocknete, klumpige Material gelangt zur Vorzerkleinerung in eine Zerkleinerungs- und Siebanlage, dann zur weiteren Zerkleinerung in einen Gegenangriffsbrecher und durchläuft gleichzeitig eine 60-Mesh-Siebanlage. Partikel, die größer als 0,25 mm sind, werden zum Recycling zur weiteren Vorzerkleinerung, Zerkleinerung und Siebung zurückgeführt, während Partikel, die kleiner als 0,25 mm sind, in einen Trichter geleitet werden.
5. Sekundäre Materialaufbereitung: Die Materialien im Auslauftrichter werden zur Sekundäraufbereitung zurück zur Dosiermaschine transportiert. Die restlichen 50 % Siliziumkarbid werden während der Sekundäraufbereitung hinzugefügt. Die Materialien werden nach der Sekundäraufbereitung zum erneuten Mischen an die Mischmaschine geschickt.
6. Sekundäres Mischen: Während des sekundären Mischvorgangs wird eine spezielle Lösung mit Viskosität über eine spezielle Lösungszugabevorrichtung mit einem spezifischen Gewicht in den Mischtrichter gegeben. Die Speziallösung wird mit einem Wiegeeimer abgewogen und in den Mischtrichter gegeben.
7. Pressen und Formen: Die Materialien werden nach dem sekundären Mischen in den Trichter einer isostatischen Pressmaschine geleitet. Nach dem Laden, Verdichten, Absaugen und Reinigen in der Form werden die Materialien in der isostatischen Pressmaschine gepresst.
8. Schneiden und Trimmen: Dazu gehört das Schneiden der Höhe und das Trimmen der Tiegelgrate. Das Schneiden erfolgt mit einer Schneidemaschine, um den Tiegel auf die erforderliche Höhe zu schneiden, und die Grate werden nach dem Schneiden beschnitten.
9. Trocknen: Nachdem der Tiegel in Schritt (8) geschnitten und besäumt wurde, wird er zum Trocknen in einen Trockenofen mit einer Trocknungstemperatur von 120–150 °C geschickt. Nach dem Trocknen wird es 1-2 Stunden warm gehalten. Der Trockenofen ist mit einem Luftkanal-Verstellsystem ausgestattet, das aus mehreren verstellbaren Aluminiumplatten besteht. Diese verstellbaren Aluminiumplatten sind an den beiden Innenseiten des Trockenofens angeordnet, mit einem Luftkanal zwischen jeweils zwei Aluminiumplatten. Der Spalt zwischen jeweils zwei Aluminiumplatten wird angepasst, um den Luftkanal zu regulieren.
10. Glasur: Die Glasur wird durch Mischen von Glasurmaterialien mit Wasser hergestellt, darunter Bentonit, feuerfester Ton, Glaspulver, Feldspatpulver und Natriumcarboxymethylcellulose. Die Glasur wird beim Glasieren manuell mit einem Pinsel aufgetragen.
11. Primärbrand: Der Tiegel mit aufgetragener Glasur wird einmal 28–30 Stunden lang in einem Ofen gebrannt. Um die Brenneffizienz zu verbessern, ist am Boden des Ofens ein Labyrinth-Ofenbett mit Dichtwirkung und Luftblockierung angebracht. Das Ofenbett hat eine untere Schicht aus Siegelbaumwolle und über der Siegelbaumwolle befindet sich eine Schicht aus Isolierziegeln, die ein Labyrinth-Ofenbett bilden.
12. Imprägnierung: Der gebrannte Tiegel wird zur Vakuum- und Druckimprägnierung in einen Imprägniertank gestellt. Die Imprägnierlösung wird über eine versiegelte Rohrleitung zum Imprägniertank transportiert und die Imprägnierzeit beträgt 45-60 Minuten.
13. Sekundäres Brennen: Der imprägnierte Tiegel wird zum sekundären Brennen für 2 Stunden in einen Ofen gestellt.
14. Beschichtung: Der Tiegel wird nach dem Sekundärbrand mit einer wasserbasierten Acrylharzfarbe auf der Oberfläche beschichtet.
15. Fertiges Produkt: Nach Abschluss der Beschichtung wird die Oberfläche getrocknet und nach dem Trocknen wird der Tiegel verpackt und gelagert.