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

Die Herstellungsmethode von hochfestenGraphit-Siliziumkarbid-Tiegelzum Schmelzen von Metall umfasst die folgenden Schritte: 1) Vorbereitung des Rohmaterials; 2) Primärmischen; 3) Trocknen des Materials; 4) Zerkleinern und Sieben; 5) Sekundärvorbereitung des Materials; 6) Sekundärmischen; 7) Pressen und Formen; 8) Schneiden und Trimmen; 9) Trocknen; 10) Glasieren; 11) Primärbrennen; 12) Imprägnieren; 13) Sekundärbrennen; 14) Beschichten; 15) fertiges Produkt. Der mit dieser neuen Formel und diesem neuen Produktionsprozess hergestellte Tiegel ist sehr hitzebeständig und korrosionsbeständig. Die durchschnittliche Lebensdauer des Tiegels beträgt 7–8 Monate, bei gleichmäßiger und fehlerfreier Innenstruktur, hoher Festigkeit, dünnen Wänden und guter Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus verbessern die Glasurschicht und die Beschichtung auf der Oberfläche zusammen mit mehreren Trocknungs- und Brennvorgängen die Korrosionsbeständigkeit des Produkts erheblich und senken den Energieverbrauch bei einem hohen Verglasungsgrad um etwa 30 %.

Dieses Verfahren betrifft den Bereich des Nichteisenmetallurgiegusses, insbesondere das Herstellungsverfahren für hochfeste Graphit-Siliziumkarbid-Tiegel zum Schmelzen von Metallen.

[Hintergrundtechnologie] Spezielle Graphit-Siliziumkarbid-Tiegel werden hauptsächlich in Nichteisenmetallguss- und Schmiedeprozessen sowie bei der Rückgewinnung und Raffination von Edelmetallen und der Herstellung von hochtemperatur- und korrosionsbeständigen Produkten verwendet, die für die Herstellung von Kunststoffen, Keramik, Glas, Zement, Gummi und Pharmazeutika benötigt werden, sowie von korrosionsbeständigen Behältern, die in der petrochemischen Industrie benötigt werden.

Bestehende spezielle Graphit-Siliziumkarbid-Tiegelrezepturen und -Herstellungsverfahren führen zu Produkten mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 55 Tagen, was zu kurz ist. Die Nutzungs- und Produktionskosten steigen kontinuierlich, und auch die Abfallmenge ist hoch. Daher ist die Erforschung eines neuen Typs spezieller Graphit-Siliziumkarbid-Tiegel und dessen Herstellungsverfahren ein dringendes Problem, da diese Tiegel in verschiedenen Bereichen der chemischen Industrie wichtige Anwendungen finden.

Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird ein Verfahren zur Herstellung von hochfesten Graphit-Siliziumkarbid-Tiegeln für die Metallverhüttung bereitgestellt. Die nach diesem Verfahren hergestellten Produkte sind beständig gegen hohe Temperaturen und Korrosion, haben eine lange Lebensdauer und ermöglichen Energieeinsparungen, Emissionsreduzierung, Umweltschutz und eine hohe Recyclingquote bei der Produktion, wodurch der Kreislauf und die Nutzung von Ressourcen maximiert werden.

Das Herstellungsverfahren für hochfeste Graphit-Siliziumkarbid-Tiegel zum Schmelzen von Metallen umfasst die folgenden Schritte:

1. Rohstoffaufbereitung: Siliziumkarbid, Graphit, Ton und metallisches Silizium werden per Kran in die jeweiligen Trichter gefüllt. Ein SPS-Programm steuert automatisch die Entleerung und das Wiegen der einzelnen Materialien im gewünschten Verhältnis. Pneumatische Ventile steuern die Entleerung, und am Boden jedes Trichters sind mindestens zwei Wiegesensoren angebracht. Nach dem Wiegen werden die Materialien mit einem automatisch verfahrbaren Wagen in eine Mischmaschine gefüllt. Die anfängliche Siliziumkarbidzugabe beträgt 50 % der Gesamtmenge.
2. Sekundärmischung: Nachdem die Rohstoffe in der Mischmaschine gemischt wurden, werden sie in einen Puffertrichter entladen. Die Materialien im Puffertrichter werden mit einem Becherwerk zum Sekundärmischen in den Mischtrichter gehoben. An der Auslassöffnung des Becherwerks befindet sich eine Enteisenungsvorrichtung. Über dem Mischtrichter befindet sich eine Wasserzugabevorrichtung, die unter Rühren Wasser hinzugibt. 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 die Feuchtigkeit zu entfernen. Nach der vollständigen Trocknung wird das Material zur natürlichen Abkühlung entnommen.
4. Zerkleinern und Sieben: Das getrocknete, verklumpte Material gelangt zur Vorzerkleinerung in eine Zerkleinerungs- und Siebanlage, anschließend zur weiteren Zerkleinerung in einen Gegenbrecher und gleichzeitig durchläuft es eine Siebanlage mit 60 Maschen. Partikel größer als 0,25 mm werden zur weiteren Vorzerkleinerung, Zerkleinerung und Siebung dem Recycling zugeführt, während Partikel kleiner als 0,25 mm in einen Trichter geleitet werden.
5. Sekundäre Materialaufbereitung: Die Materialien im Auslauftrichter werden zur sekundären Aufbereitung zurück zur Dosiermaschine transportiert. Die restlichen 50 % Siliziumkarbid werden während der sekundären Aufbereitung hinzugefügt. Nach der sekundären Aufbereitung werden die Materialien zur erneuten Mischung an die Mischmaschine weitergeleitet.
6. Sekundäres Mischen: Während des sekundären Mischvorgangs wird eine spezielle Lösung mit Viskosität über ein spezielles Lösungszugabegerät mit spezifischem Gewicht in den Mischtrichter gegeben. Die spezielle Lösung wird mit einem Wiegebehälter gewogen und in den Mischtrichter gegeben.
7. Pressen und Formen: Nach dem sekundären Mischen werden die Materialien 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 Kürzen der Höhe und das Trimmen der Tiegelgrate. Das Schneiden erfolgt mit einer Schneidemaschine, um den Tiegel auf die gewünschte Höhe zu bringen, und die Grate werden nach dem Schneiden abgeschnitten.
9. Trocknen: Der Tiegel wird nach dem Schneiden und Trimmen in Schritt (8) zum Trocknen in einen Trockenofen gegeben, bei dem die Temperatur 120–150 °C beträgt. Nach dem Trocknen wird er 1–2 Stunden warmgehalten. Der Trockenofen ist mit einem Luftkanal-Einstellsystem ausgestattet, das aus mehreren verstellbaren Aluminiumplatten besteht. Diese verstellbaren Aluminiumplatten befinden sich an den beiden Innenseiten des Trockenofens, wobei zwischen jeweils zwei Aluminiumplatten ein Luftkanal besteht. Der Abstand zwischen den Aluminiumplatten wird eingestellt, 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 der aufgetragenen Glasur wird einmalig 28–30 Stunden im Ofen gebrannt. Um die Brenneffizienz zu verbessern, wird am Boden des Ofens ein Labyrinthofenbett mit Dichtungswirkung und Luftsperre angebracht. Das Ofenbett besteht aus einer unteren Schicht Dichtungsbaumwolle, und darüber befindet sich eine Schicht Isolierziegel, die ein Labyrinthofenbett bilden.
12. Imprägnierung: Der gebrannte Tiegel wird zur Vakuum- und Druckimprägnierung in einen Imprägnierbehälter gegeben. Die Imprägnierlösung wird durch eine abgedichtete Rohrleitung zum Imprägnierbehälter transportiert. Die Imprägnierzeit beträgt 45–60 Minuten.
13. Sekundärbrand: Der imprägnierte Tiegel wird für 2 Stunden zum Sekundärbrand in einen Ofen gestellt.
14. Beschichtung: Der Tiegel wird nach dem Nachbrand oberflächlich mit einer wasserbasierten Acrylharzfarbe beschichtet.
15. Fertiges Produkt: Nach Abschluss der Beschichtung wird die Oberfläche getrocknet und nach dem Trocknen wird der Tiegel verpackt und gelagert.