Sản xuất nồi nấu graphite đã có những bước tiến đáng kể với sự ra đời của công nghệ ép đẳng tĩnh, đánh dấu đây là kỹ thuật tiên tiến nhất trên toàn cầu. So với các phương pháp ép truyền thống, ép đẳng tĩnh tạo ra nồi nấu có kết cấu đồng đều, mật độ cao hơn, hiệu suất năng lượng và khả năng chống oxy hóa vượt trội. Việc áp dụng áp suất cao trong quá trình đúc giúp cải thiện đáng kể kết cấu của nồi nấu, giảm độ xốp và do đó tăng cường độ dẫn nhiệt và khả năng chống ăn mòn, như minh họa trong Hình 1. Trong môi trường đẳng tĩnh, mỗi bộ phận của nồi nấu đều chịu áp suất đúc đồng đều, đảm bảo tính đồng nhất của vật liệu trên toàn bộ bề mặt. Phương pháp này, như được mô tả trong Hình 2, vượt trội hơn so với quy trình ép truyền thống, dẫn đến cải thiện đáng kể hiệu suất nồi nấu.
1. Phát biểu vấn đề
Một mối lo ngại nảy sinh trong bối cảnh lò nung dây điện trở cách điện hợp kim nhôm sử dụng nồi nấu graphite nén, với tuổi thọ khoảng 45 ngày. Chỉ sau 20 ngày sử dụng, độ dẫn nhiệt giảm đáng kể, kèm theo các vết nứt nhỏ trên bề mặt ngoài của nồi nấu. Về sau, độ dẫn nhiệt giảm mạnh, khiến nồi nấu gần như không dẫn điện. Ngoài ra, nhiều vết nứt bề mặt xuất hiện và sự đổi màu xảy ra ở đỉnh nồi nấu do quá trình oxy hóa.
Khi kiểm tra lò nung, như thể hiện trong Hình 3, một đế lò được làm bằng gạch chịu lửa xếp chồng lên nhau, với bộ phận gia nhiệt dưới cùng của dây điện trở nằm cách đế lò 100 mm. Mặt trên của lò nung được bịt kín bằng chăn sợi amiăng, đặt cách mép ngoài khoảng 50 mm, cho thấy sự mài mòn đáng kể ở mép trong của đỉnh lò nung.
2. Cải tiến công nghệ mới
Cải tiến 1: Áp dụng nồi nấu bằng than chì đất sét nén đẳng tĩnh (với lớp men chống oxy hóa ở nhiệt độ thấp)
Việc sử dụng loại nồi nấu này giúp tăng cường đáng kể khả năng ứng dụng của nó trong lò cách nhiệt hợp kim nhôm, đặc biệt là về khả năng chống oxy hóa. Nồi nấu graphite thường bị oxy hóa ở nhiệt độ trên 400℃, trong khi nhiệt độ cách nhiệt của lò hợp kim nhôm dao động từ 650 đến 700℃. Nồi nấu với lớp men chống oxy hóa ở nhiệt độ thấp có thể làm chậm hiệu quả quá trình oxy hóa ở nhiệt độ trên 600℃, đảm bảo khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời kéo dài. Đồng thời, nó ngăn ngừa sự suy giảm cường độ do oxy hóa, giúp kéo dài tuổi thọ của nồi nấu.
Cải tiến 2: Đế lò sử dụng than chì cùng loại vật liệu với nồi nấu kim loại
Như được mô tả trong Hình 4, việc sử dụng đế graphite cùng loại vật liệu với nồi nấu giúp đảm bảo nhiệt độ đáy nồi nấu được gia nhiệt đồng đều trong suốt quá trình gia nhiệt. Điều này giúp giảm thiểu sự chênh lệch nhiệt độ do gia nhiệt không đều và giảm nguy cơ nứt vỡ do gia nhiệt đáy nồi không đều. Đế graphite chuyên dụng cũng đảm bảo sự ổn định cho nồi nấu, cân bằng với đáy nồi và giảm thiểu nứt vỡ do ứng suất gây ra.
Cải tiến 3: Cải tiến cấu trúc cục bộ của lò nung (Hình 4)
- Cải tiến mép trong của nắp lò, ngăn ngừa hiệu quả sự mài mòn ở đỉnh lò nung và tăng cường đáng kể khả năng bịt kín của lò nung.
- Đảm bảo dây điện trở nằm ngang với đáy nồi nấu, đảm bảo đủ nhiệt ở đáy.
- Giảm thiểu tác động của lớp đệm sợi trên cùng lên quá trình gia nhiệt của nồi nấu, đảm bảo gia nhiệt đầy đủ ở phía trên nồi nấu và giảm tác động của quá trình oxy hóa ở nhiệt độ thấp.
Cải tiến 4: Tinh chỉnh quy trình sử dụng lò nung
Trước khi sử dụng, nung nóng chén nung trong lò nung ở nhiệt độ dưới 200℃ trong 1-2 giờ để loại bỏ hơi ẩm. Sau khi nung nóng, nhanh chóng tăng nhiệt độ lên 850-900℃, giảm thiểu thời gian lưu trong khoảng 300-600℃ để giảm quá trình oxy hóa trong phạm vi nhiệt độ này. Sau đó, hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ làm việc và cho vật liệu nhôm lỏng vào để hoạt động bình thường.
Do tác động ăn mòn của chất tinh chế lên nồi nấu kim loại, hãy tuân thủ đúng quy trình sử dụng. Việc loại bỏ xỉ thường xuyên là rất cần thiết và nên được thực hiện khi nồi nấu kim loại còn nóng, nếu không việc làm sạch xỉ sẽ trở nên khó khăn. Việc theo dõi chặt chẽ độ dẫn nhiệt của nồi nấu kim loại và sự lão hóa trên thành nồi nấu kim loại là rất quan trọng trong các giai đoạn sử dụng sau này. Cần thay thế kịp thời để tránh lãng phí năng lượng không cần thiết và rò rỉ dung dịch nhôm.
3. Kết quả cải thiện
Tuổi thọ kéo dài của nồi nấu cải tiến là điều đáng chú ý, duy trì khả năng dẫn nhiệt trong thời gian dài mà không thấy nứt bề mặt. Phản hồi của người dùng cho thấy hiệu suất được cải thiện, không chỉ giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao đáng kể hiệu quả sản xuất.
4. Kết luận
- Về mặt hiệu suất, nồi nung than chì đất sét nén đẳng tĩnh có hiệu suất vượt trội hơn nồi nung truyền thống.
- Cấu trúc lò nung phải phù hợp với kích thước và cấu trúc của nồi nấu để đạt hiệu suất tối ưu.
- Việc sử dụng nồi nấu kim loại đúng cách sẽ kéo dài đáng kể tuổi thọ của nồi, kiểm soát hiệu quả chi phí sản xuất.
Thông qua nghiên cứu tỉ mỉ và tối ưu hóa công nghệ lò nung, hiệu suất và tuổi thọ được nâng cao góp phần đáng kể vào việc tăng hiệu quả sản xuất và tiết kiệm chi phí.
Thời gian đăng: 24-12-2023