黒鉛るつぼの製造は静水圧プレス技術の出現により大幅に進化し、世界的に最も先進的な技術となっています。従来のラム法と比較して、静水圧プレスにより、均一な質感、より高密度、エネルギー効率、および優れた耐酸化性を備えたるつぼが得られます。図 1 に示すように、成形中に高圧を適用すると、るつぼの質感が大幅に向上し、気孔率が減少し、熱伝導率と耐食性が向上します。静水圧環境では、るつぼの各部分に均一な成形圧力がかかり、全体の材料の一貫性が確保されます。図 2 に示すように、この方法は従来のラム法プロセスよりも優れており、るつぼの性能が大幅に向上します。
1. 問題提起
寿命が約 45 日の、打ち込み黒鉛るつぼを使用するアルミニウム合金絶縁抵抗線るつぼ炉に関しては、懸念が生じます。わずか 20 日間の使用後、るつぼの外面に微小な亀裂を伴う、熱伝導率の顕著な低下が観察されます。使用の後期段階では、熱伝導率の大幅な低下が明らかであり、るつぼはほぼ非導電性になります。さらに、複数の表面亀裂が発生し、酸化によりるつぼの上部に変色が発生します。
るつぼ炉を検査する際には、図 3 に示すように、耐火レンガを積み重ねて構成されたベースが使用され、抵抗線の最下部の発熱体がベースの 100 mm 上に位置します。るつぼの上部は、外縁から約 50 mm の位置にあるアスベスト繊維ブランケットを使用してシールされており、るつぼの上部の内縁に重大な摩耗が見られます。
2. 新しい技術の改良
改良1：等方加圧粘土黒鉛るつぼ（耐低温酸化釉薬付）の採用
このるつぼを使用すると、特に耐酸化性の点で、アルミニウム合金断熱炉での用途が大幅に向上します。黒鉛るつぼは通常 400 ℃ 以上の温度で酸化しますが、アルミニウム合金炉の断熱温度は 650 ～ 700 ℃ の範囲です。耐低温酸化釉薬を使用したるつぼは、600℃を超える温度での酸化プロセスを効果的に遅らせることができ、優れた熱伝導率を長期間確保します。同時に酸化による強度低下を防ぎ、ルツボの寿命を延ばします。
改良点2：るつぼと同材質の黒鉛を炉台に採用
図 4 に示すように、るつぼと同じ材料のグラファイト ベースを使用すると、加熱プロセス中にるつぼの底部が均一に加熱されます。これにより、不均一な加熱によって引き起こされる温度勾配が緩和され、不均一な底部加熱によって生じる亀裂の傾向が減少します。専用のグラファイトベースはるつぼの安定した支持を保証し、底部と位置を合わせて応力による破壊を最小限に抑えます。
改善 3: 炉の局所的な構造の強化 (図 4)
- 炉カバーの内側エッジを改良し、るつぼ上部の摩耗を効果的に防止し、炉の密閉性を大幅に強化しました。
- 抵抗線がるつぼの底と同じ高さになるようにして、十分な底部加熱を保証します。
- るつぼの加熱に対する上部のファイバーブランケットシールの影響を最小限に抑え、るつぼの上部での適切な加熱を確保し、低温酸化の影響を軽減します。
改善4：るつぼの使用プロセスの改善
使用前にるつぼを炉内で200℃以下の温度で1～2時間予熱し、水分を除去してください。予熱後、温度を850～900℃まで急速に上げ、この温度範囲内での酸化を抑えるために300～600℃での滞留時間を最小限に抑えます。その後、温度を使用温度まで下げ、通常の操作のためにアルミニウム液体材料を導入します。
精製剤はるつぼに腐食作用を及ぼすため、正しい使用手順に従ってください。定期的なスラグの除去は不可欠であり、るつぼが熱いときに実行する必要があります。そうしないとスラグの除去が困難になります。使用後の段階では、るつぼの熱伝導率とるつぼ壁の経年変化の存在を注意深く観察することが重要です。不必要なエネルギーの損失やアルミニウムの液体の漏れを避けるために、適時に交換する必要があります。
3. 改善結果
改良されたるつぼの寿命の延長は注目に値し、表面亀裂は観察されずに熱伝導性を長期間維持します。ユーザーのフィードバックにより、パフォーマンスが向上し、生産コストが削減されるだけでなく、生産効率が大幅に向上することがわかります。
4. 結論
- 静水圧プレスされた粘土グラファイトるつぼは、性能の点で従来のるつぼを上回ります。
- 最適な性能を得るには、炉の構造がるつぼのサイズと構造に一致している必要があります。
- るつぼを適切に使用すると寿命が大幅に延長され、生産コストが効果的に管理されます。
坩堝炉技術の綿密な研究と最適化により、性能と寿命が向上し、生産効率の向上とコスト削減に大きく貢献します。
投稿日時: 2023 年 12 月 24 日