La production de creusets en graphite a considérablement évolué avec l’avènement de la technologie de pressage isostatique, ce qui en fait la technique la plus avancée au monde. Par rapport aux méthodes de pilonnage traditionnelles, le pressage isostatique donne des creusets avec une texture uniforme, une densité plus élevée, une efficacité énergétique et une résistance supérieure à l'oxydation. L'application d'une haute pression pendant le moulage améliore considérablement la texture du creuset, réduisant ainsi la porosité et augmentant par la suite la conductivité thermique et la résistance à la corrosion, comme l'illustre la figure 1. Dans un environnement isostatique, chaque partie du creuset subit une pression de moulage uniforme, garantissant ainsi la cohérence du matériau. Cette méthode, illustrée à la figure 2, surpasse le processus de pilonnage traditionnel, conduisant à une amélioration substantielle des performances du creuset.
1. Énoncé du problème
Un souci se pose dans le cadre d'un four à creuset à fils de résistance d'isolation en alliage d'aluminium utilisant des creusets en graphite piqués, d'une durée de vie d'environ 45 jours. Après seulement 20 jours d'utilisation, on observe une baisse notable de la conductivité thermique, accompagnée de microfissures sur la surface extérieure du creuset. Dans les dernières étapes d'utilisation, une baisse importante de la conductivité thermique est évidente, rendant le creuset presque non conducteur. De plus, de multiples fissures de surface se développent et une décoloration se produit au sommet du creuset en raison de l'oxydation.
Lors de l'inspection du four à creuset, comme le montre la figure 3, une base composée de briques réfractaires empilées est utilisée, l'élément chauffant le plus bas du fil de résistance étant situé à 100 mm au-dessus de la base. Le dessus du creuset est scellé à l'aide de couvertures de fibres d'amiante, positionnées à environ 50 mm du bord extérieur, révélant une abrasion importante sur le bord intérieur du dessus du creuset.
2. Nouvelles améliorations technologiques
Amélioration 1 : Adoption d'un creuset en graphite d'argile pressée isostatique (avec vernis résistant à l'oxydation à basse température)
L'utilisation de ce creuset améliore considérablement son application dans les fours d'isolation en alliages d'aluminium, notamment en termes de résistance à l'oxydation. Les creusets en graphite s'oxydent généralement à des températures supérieures à 400 ℃, tandis que la température d'isolation des fours en alliage d'aluminium se situe entre 650 et 700 ℃. Les creusets dotés d'un vernis résistant à l'oxydation à basse température peuvent ralentir efficacement le processus d'oxydation à des températures supérieures à 600 ℃, garantissant ainsi une excellente conductivité thermique prolongée. Simultanément, il empêche la réduction de résistance due à l'oxydation, prolongeant ainsi la durée de vie du creuset.
Amélioration 2 : Base de four utilisant du graphite du même matériau que le creuset
Comme le montre la figure 4, l'utilisation d'une base en graphite du même matériau que le creuset assure un chauffage uniforme du fond du creuset pendant le processus de chauffage. Cela atténue les gradients de température provoqués par un chauffage inégal et réduit la tendance aux fissures résultant d'un chauffage inégal du fond. La base en graphite dédiée garantit également un support stable du creuset, en s'alignant avec son fond et en minimisant les fractures induites par les contraintes.
Amélioration 3 : améliorations structurelles locales du four (Figure 4)
- Bord intérieur amélioré du couvercle du four, empêchant efficacement l'usure du dessus du creuset et améliorant considérablement l'étanchéité du four.
- S'assurer que le fil de résistance est au niveau du fond du creuset, garantissant ainsi un chauffage suffisant du fond.
- Minimiser l'impact des joints de couverture en fibres supérieures sur le chauffage du creuset, assurer un chauffage adéquat au sommet du creuset et réduire les effets de l'oxydation à basse température.
Amélioration 4 : Affinage des processus d'utilisation des creusets
Avant utilisation, préchauffez le creuset dans le four à des températures inférieures à 200 ℃ pendant 1 à 2 heures pour éliminer l'humidité. Après le préchauffage, augmentez rapidement la température à 850-900 ℃, en minimisant le temps de séjour entre 300 et 600 ℃ pour réduire l'oxydation dans cette plage de température. Par la suite, abaissez la température à la température de fonctionnement et introduisez un matériau liquide en aluminium pour un fonctionnement normal.
En raison des effets corrosifs des agents de raffinage sur les creusets, suivez les protocoles d'utilisation corrects. L'élimination régulière des scories est essentielle et doit être effectuée lorsque le creuset est chaud, sinon le nettoyage des scories devient difficile. Une observation vigilante de la conductivité thermique du creuset et de la présence de vieillissement sur les parois du creuset est cruciale dans les dernières étapes d'utilisation. Des remplacements doivent être effectués en temps opportun pour éviter les pertes d'énergie inutiles et les fuites de liquide d'aluminium.
3. Résultats d'amélioration
La durée de vie prolongée du creuset amélioré est remarquable, maintenant la conductivité thermique pendant des durées prolongées, sans aucune fissuration superficielle observée. Les commentaires des utilisateurs indiquent des performances améliorées, réduisant non seulement les coûts de production, mais améliorant également considérablement l'efficacité de la production.
4. Conclusion
- Les creusets isostatiques en argile pressée et en graphite surpassent les creusets traditionnels en termes de performances.
- La structure du four doit correspondre à la taille et à la structure du creuset pour des performances optimales.
- Une utilisation appropriée du creuset prolonge considérablement sa durée de vie, contrôlant ainsi efficacement les coûts de production.
Grâce à une recherche méticuleuse et à l'optimisation de la technologie des fours à creuset, les performances et la durée de vie améliorées contribuent de manière substantielle à une efficacité de production accrue et à des économies de coûts.
Heure de publication : 24 décembre 2023