Ástæður grafítgerðar sprungna í grafítvörum

Grafítun er eitt helsta ferli hitameðhöndlunar í framleiðsluferli kolefnisgrafítafurða. Acheson grafítgerðarofninn er aðal ofntegundin fyrir núverandi grafitunarframleiðslu kolefnisgrafítafurða. Rýmið þar sem vörurnar og viðnámsefnin eru hlaðin í ofninn er kallað ofnkjarni. Þversniðsflatarmál ofnkjarna er venjulega 3-6M2. Sterkur straumur berst inn í grafítunarofninn. Með hjálp ofnskjarnaviðnáms grafítvinnsluofnsins er raforkunni breytt í Varmaorkan gerir það að verkum að varan nær hæsta hitastigi grafítgerðar og lýkur grafítunarferlinu, sem fylgir Joule-Lenz lögum.

Það má sjá að hitastigið á mismunandi stöðum í grafitization ofnkjarnanum er mismunandi og á sama stað er hitastigið mismunandi á mismunandi tímum. Það má sjá að hitastig grafítgerðar ofnkjarna er ekki aðeins fall af rúmi, heldur einnig fall af tíma. Þess vegna er hitadreifing hvers hluta í ofnkjarnanum í ójafnvægi.

Eftir að Acheson grafitization ofninn er virkjaður, treystir hann á hita sem myndast af viðnámsefninu til að hita vöruna þannig að hitastig ofnskjarna hækkar smám saman. Hitastigið í kjarna ofnsins er mjög misjafnt og hitadreifingin er mjög mismunandi. Hitamunur á milli miðhluta kjarna og tveggja hliða ofnkjarna nálægt einangrunarefninu getur verið hundruð gráður á Celsíus og hitamunur á efri hluta og neðri hluta ofnkjarna getur einnig náð 100 gráður. Celsíus. Þess vegna er ójöfn dreifing hitastigs í sama grafitization ofnkjarna aðalorsök sprungna í ofnkjarnaafurðum.

Orsakir grafítgerðar sprungna í vörum

Í ferli grafítvinnslu er innri þáttur sprungna í vörunni að gæði vörunnar er ekki mikil og hitaþolið er lélegt; ytri þátturinn er sá að hitastig ofnskjarna hækkar of hratt meðan á grafitvinnsluferlinu stendur og hitamunurinn á milli efri og neðri hliðar vörunnar er einnig. fyrir sprungur í vörunni.

1. Grafítunarferliskerfið er ósanngjarnt

1. Ofnhleðsluaðferð

Grafitization ofnvörur Acheson eru venjulega settar upp í lóðréttri uppsetningaraðferð og lóðrétt uppsetningaraðferð hefur tvær gerðir: eðlileg uppsetning og röng uppsetning. Þegar ofnkjarnaafurðin er sett upp, fyrir hvaða vöru sem er, er aðeins eitt straumhitunarbelti með miklum þéttleika. Því breiðari sem hitabeltið er, því jafnari er hitun vörunnar. Þegar það er rangt sett upp eru tvö háþéttni straumhitunarbelti fyrir hverja vöru og upphitun vörunnar er einsleitari en formleg uppsetning. Þess vegna er hleðsluaðferðin fyrir grafitization ofnavörur ekki rétt valin. Meðan á grafítgerð og aflflutningi stendur er hitastigshækkunarhraði vörunnar mjög mismunandi og varmaálagið sem myndast af vörunni fer yfir varmaálagið sem líkaminn þolir, sem er mjög auðvelt að valda sprungum í vörunni.

2. Kveikjakerfið er ósanngjarnt

Hitastigsbreytingarferill Acheson grafitization ofnkjarna er stjórnað af kraftferli stöðugrar kraftdreifingar. Ef virkjunarkerfi grafítgerðarofnsins er ósanngjarnt, byrjar ákvörðuð virkjunarferill grafítvinnsluofnsins með of miklum krafti og hækkar of hratt, þannig að þegar varan er spennt er hitastigshlutfallið að innan og utan stór, og varmaálagið sem myndast er miklu meira en viðnám vörunnar, sem leiðir til sprungna. Sérstaklega þegar ofnhitastigið er 1300-1800 gráður, til að hafa strangt eftirlit með ofnhitahækkunarstiginu, byrjar eðlisfræðileg uppbygging og efnasamsetning vörunnar að breytast mikið á þessu stigi og grafítgerð formlauss kolefnis hefst ekki . Reyndar eru efnahvörf Aðallega, frumefni eins og vetni, súrefni, köfnunarefni, brennisteini og önnur frumefni sem eru bundin í kristalla uppbyggingu myndlauss kolefnis halda áfram að sleppa. Sem afleiðing af flóttanum halda óhreinindin í kanthluta kristallabyggingarinnar formlauss kolefnis áfram að minnka og sumir grindargallar eru eftir. , Á sama tíma er hitauppstreymi tiltölulega einbeitt og það er mjög auðvelt að valda sprungum í vörunni.

3. Viðnám viðnámsefnisins

Viðnám grafitization ofnkjarna samanstendur af viðnám vörunnar og viðnám viðnámsefnisins í röð. Þegar grafítvinnsluofninn byrjar að virkjast er viðnám viðnámsefnisins um það bil 99 prósent af viðnám ofnskjarnans. Um það bil 97 prósent, það má sjá að í öllu grafítunarferlinu er það aðallega hitinn sem myndast af straumnum sem fer í gegnum viðnámsefnið til að hita vöruna. Þegar viðnám viðnámsefnisins er nokkuð frábrugðið viðnám vörunnar, er hitinn sem myndast af viðnámsefninu langt í burtu meðan á grafitization og rafvæðingarferlinu stendur. Hann er mun meiri en hitinn í vörunni sjálfri, sem veldur því að hitamunur innan og utan vörunnar er of mikill, sem veldur of mikilli hitaspennu sem veldur sprungum í vörunni.

2. Gæði grafitunaraðgerðar eru ekki mikil

1. Gæði hleðslu ofnsins eru ekki mikil

Rekstur grafítunarofnsins uppfyllir ekki kröfur tæknilegra staðla fyrir ferli. Þegar ofninn er hlaðinn er ofnkjarnaafurðunum ekki raðað snyrtilega, bilið á milli vöruflokkanna er ósamræmi, fylling mótstöðuefnisins er ójöfn og jafnvel fyrirbæri "stækkað efni" viðnámsefnisins kemur fram, sem mun birtast í grafítunarofninum. Í raforkuflutningsferlinu er straumdreifingin um ofnkjarnan mjög ójöfn, sem veldur ójafnri upphitun og hitahækkunarhraða vörunnar og hitamunurinn inni í vörunni er of mikill og hitaálagið sem myndast mun valda vörunni. að sprunga og eyða.

2. Gæði viðnámsefnisins eru ójöfn

Þegar grafítsetti hleðsluofninn notar blandað kók sem viðnámsefni er viðnám málmvinnslukoks 5-8 sinnum meiri en grafítsetts kóks. Þegar ofnkjarninn er virkjaður er hitastigshækkunarhraði hvers hluta ofnkjarna mjög ójafn, hitamunur á milli efri og neðri hluta vörunnar og nærliggjandi svæðis er of mikill og hitaálagið eykst einnig, sem er auðvelt að framleiða mikinn fjölda sprungna úrgangsefna.

3. Bias flæði grafitization ofnkjarna

Samkvæmt rafhitunarlögmáli Acheson grafitization ofnsins er hitadreifing í grafitization ofnskjarna ekki aðeins tengd við ofnkjarna viðnám, heldur einnig nátengd straumnum sem fer í gegnum ofnkjarnann. Þegar ofnkjarni Acheson grafítgerðarofnsins er hlutdrægur af ýmsum ástæðum er straumurinn sem fer í gegnum ofnkjarnann mjög mismunandi og hitadreifing ofnkjarnans er mjög mismunandi. Þegar munurinn á straumdreifingu ofnkjarnans er mikill, framleiðir hluti með stóran straum meiri hita, hitastigshækkun afurðanna á þessu svæði er hraðari og hitinn sem myndast í hlutanum með lítinn straum er minni, hitastigið. hækkun á vörum á þessu svæði er hægari, þannig að hitastig ofnskjarnans. Dreifingarmunurinn er mikill, þannig að innri hitamunur vörunnar er einnig mikill, og hitaálagið sem myndast eykst að sama skapi, sem veldur því að varan sprungur og sóar .

3. Gæði ristaðra vara

1. Innri sprungur í ristuðum vörum

Samkvæmt upplýsingum er hitastigið 350-500 gráður og 700 gráður og hærra við steikingarferli vörunnar hættulegasta hitastigið þar sem kolefnisefnið getur skemmst. Þegar ytra yfirborðshiti vörunnar er 800 gráður og hámarks geislahitamunur er 10,7 gráður, ákvarðar svæðið með radíus 50-65 mm styrk efnisins og hættulegt togspennusvæði myndast innan radíus 65 mm frá miðju eyðublaðsins. Þegar hitastigið er 700 gráður eða hærra er streitan á þessu svæði mun meiri en brotstyrk efnisins, sem er ástæðan fyrir því að varan framleiðir beinar langsum sprungur, sem almennt ná ekki til ytra yfirborðs vörunnar. , það er afurð innri sprungna.

2. Einsleitni vöru

Einsleitni þéttleikadreifingar kolefnisgrafítafurða, einsleitni geislaþéttleika og axialþéttleikadreifingar vörunnar er nátengd gæðum vörunnar meðan á grafitization hitameðferðarferlinu stendur. Þar sem þéttleikadreifing vörunnar er ójöfn, í ferli við grafitization hitameðferð, vegna hitauppstreymis, er varan viðkvæm fyrir innri streitu og innri streitudreifing vörunnar er einnig ójöfn. Þetta ójafna innra álag er auðvelt að valda sprungum í vörunni. Fyrir vikið birtast sprungnar úrgangsefni við grafitvinnsluferlið.

3. Magnþéttleiki vörunnar er hár

Magnþéttleiki kolefnisgrafítafurða er aðallega breytilegur eftir framleiðsluhráefnum og tæknilegum aðstæðum. Sveigjanleiki, teygjanlegur stuðull og hitaleiðni vörunnar eykst með aukningu magnþéttleika. Þegar magnþéttleiki er mikill eykst teygjanleiki vörunnar og stökkleiki eykst, sem leiðir til lélegrar hitaáfallsþols vörunnar. Meðan á grafitization hitameðhöndlunarferlinu stendur er varmaálagið sem myndast af háum hita miklu meira en það álag sem varan sjálf þolir. , Það er mikill munur á innri og ytri streitu og varan framleiðir sprunginn úrgang.

4. Forvinnsluframleiðslan er óstöðug

Vegna þess að grafítgerð er síðasta hitameðhöndlunarferlið við framleiðslu á kolefnisgrafítvörum, er það einnig hitameðferðarferlið með hæsta hitastigið. Almennt er talið að þegar framleiðsla núverandi ferlis er óstöðug eða gæðin sveiflast verði það afhjúpað ákaft meðan á grafitization ferlinu stendur. Ef hitastig brennda efnisins er lágt, mýkingarpunktur malbiksins er óhæfur, steikingarhitastigið er lágt og þyngdaraukningarhraði gegndreypingar er óhæfur osfrv., mun varan valda aukarýrnun eða ójafnri rýrnun meðan á háhita grafitization meðferð, og það er mjög auðvelt að framleiða sprungna úrgangsefni.

5. Uppþemba fyrirbæri

Ákveðin óafturkræf rúmmálsstækkun á sér stað meðan á grafítgerðarferli vörunnar stendur. Aðalástæðan er sú að varan stafar af hröðum styrk brennisteins sem losnar við grafítvinnsluferlið. Stig þessarar óafturkræfu þenslu eykst með aukningu brennisteinsinnihalds og Hækkun hitameðhöndlunarhraða eykst og þessi óafturkræfa þensluhegðun er kölluð "blástursfyrirbæri".

Eins og við vitum öll er innihald frumefna sem ekki eru kolefni eins og vetnis, súrefnis, köfnunarefnis o.s.frv. almennt minna en 0,1 prósent í jarðolíukoki eftir brennslu við 1350 hitastig; hins vegar eru kolefnisatóm brennisteins og arómatískra kolvetna bundin svo sterkt að cs tengi byrjar að brotna yfir 1400 gráður og brennisteins- og brennisteinskolefnissambönd myndast; við hærra hitastig, aðallega við 1500-1800 gráður, losna brennisteins- og brennisteinskolefnissamböndin sem myndast hratt úr vörunni í formi gass Þegar brennisteinsinnihaldið nær ákveðnu marki leiðir það oft til sprungna í afurðunum á meðan grafítunarferlið.