Metoda priprave visoko trdnostnega grafitnega silicijevega karbidnega lončka za taljenje kovin

Metoda priprave visoko trdnihgrafitni silicijev karbidni lončekza taljenje kovin vključuje naslednje korake: 1) pripravo surovin; 2) primarno mešanje; 3) sušenje materiala; 4) drobljenje in sejanje; 5) pripravo sekundarnega materiala; 6) sekundarno mešanje; 7) stiskanje in oblikovanje; 8) rezanje in obrezovanje; 9) sušenje; 10) glaziranje; 11) primarno žganje; 12) impregnacija; 13) sekundarno žganje; 14) premazovanje; 15) končni izdelek. Lonček, izdelan z uporabo te nove formule in proizvodnega postopka, ima močno odpornost na visoke temperature in korozijo. Povprečna življenjska doba lončka doseže 7-8 mesecev, z enakomerno in brezhibno notranjo strukturo, visoko trdnostjo, tankimi stenami in dobro toplotno prevodnostjo. Poleg tega glazura in premaz na površini, skupaj z večkratnimi postopki sušenja in žganja, znatno izboljšajo odpornost izdelka proti koroziji in zmanjšajo porabo energije za približno 30 %, z visoko stopnjo vitrifikacije.

Ta metoda se nanaša na področje litja barvne metalurgije, zlasti na metodo priprave visoko trdnega grafitnega silicijevega karbidnega lončka za taljenje kovin.

[Ozadje tehnologije] Posebni grafitni silicijev karbidni lončki se uporabljajo predvsem v postopkih litja in kovanja neželeznih kovin, pa tudi pri pridobivanju in rafiniranju plemenitih kovin ter pri proizvodnji visokotemperaturnih in korozijsko odpornih izdelkov, potrebnih za proizvodnjo plastike, keramike, stekla, cementa, gume in farmacevtskih izdelkov, pa tudi korozijsko odpornih posod, potrebnih v petrokemični industriji.

Obstoječe formulacije in proizvodni postopki za posebne grafitne silicijev karbidne lončke proizvajajo izdelke s povprečno življenjsko dobo 55 dni, kar je prekratko. Stroški uporabe in proizvodnje se še naprej povečujejo, količina nastalih odpadkov pa je prav tako velika. Zato je raziskovanje nove vrste posebnega grafitnega silicijevega karbidnega lončka in njegovega proizvodnega postopka nujen problem, saj imajo ti lončki pomembno uporabo na različnih področjih industrijske kemije.

[0004] Za reševanje zgoraj omenjenih težav je predstavljen postopek za pripravo visokotrdnostnih grafitnih silicijev-karbidnih lončkov za taljenje kovin. Izdelki, pripravljeni po tem postopku, so odporni na visoke temperature in korozijo, imajo dolgo življenjsko dobo ter dosegajo prihranke energije, zmanjšanje emisij, varstvo okolja in visoko stopnjo recikliranja odpadkov med proizvodnjo, kar maksimizira kroženje in izkoriščanje virov.

Postopek priprave visokotrdnostnih grafitnih silicijevih karbidnih lončkov za taljenje kovin vključuje naslednje korake:

1. Priprava surovin: Silicijev karbid, grafit, glina in kovinski silicij se z žerjavom namestijo v ustrezne lijake za sestavine, program PLC pa samodejno krmili praznjenje in tehtanje vsakega materiala glede na zahtevano razmerje. Pnevmatski ventili krmilijo praznjenje, na dnu vsakega lijaka za sestavine pa sta nameščena vsaj dva tehtalna senzorja. Po tehtanju se materiali s pomočjo avtomatskega premičnega vozička namestijo v mešalni stroj. Začetni dodatek silicijevega karbida znaša 50 % celotne količine.
2. Sekundarno mešanje: Ko so surovine zmešane v mešalnem stroju, se izpraznijo v zalogovnik, materiali iz zalogovnika pa se z vedrnim elevatorjem dvignejo v mešalni lijak za sekundarno mešanje. Na izpustni odprtini vedrnega elevatorja je nameščena naprava za odstranjevanje železa, nad mešalnim lijakom pa je nameščena naprava za dodajanje vode, ki med mešanjem dodaja vodo. Hitrost dodajanja vode je 10 l/min.
3. Sušenje materiala: Moker material se po mešanju posuši v sušilni napravi pri temperaturi 120–150 °C, da se odstrani vlaga. Po popolnem sušenju se material vzame ven za naravno hlajenje.
4. Drobljenje in presejanje: Posušen, zgrudnjen material vstopi v drobilno in presejalno napravo za predhodno drobljenje, nato vstopi v protidrobilnik za nadaljnje drobljenje in hkrati prehaja skozi presejalno napravo z velikostjo 60 mesh. Delci, večji od 0,25 mm, se vrnejo v recikliranje za nadaljnje predhodno drobljenje, drobljenje in presejanje, delci, manjši od 0,25 mm, pa se pošljejo v lijak.
5. Priprava sekundarnega materiala: Materiali v izpustnem lijaku se transportirajo nazaj v mešalni stroj za sekundarno pripravo. Preostalih 50 % silicijevega karbida se doda med sekundarno pripravo. Materiali po sekundarni pripravi se pošljejo v mešalni stroj za ponovno mešanje.
6. Sekundarno mešanje: Med postopkom sekundarnega mešanja se v mešalni lijak s pomočjo posebne naprave za dodajanje raztopine s specifično težo doda posebna raztopina z viskoznostjo. Posebna raztopina se stehta s tehtalno žlico in doda v mešalni lijak.
7. Stiskanje in oblikovanje: Materiali se po sekundarnem mešanju pošljejo v lijak izostatične stiskalnice. Po nalaganju, stiskanju, vakuumiranju in čiščenju v kalupu se materiali stisnejo v izostatični stiskalnici.
8. Rezanje in obrezovanje: To vključuje rezanje višine in obrezovanje ostrih robov lončka. Rezanje se izvede z rezalnim strojem, da se lonček razreže na zahtevano višino, ostri robovi po rezanju pa se obrežejo.
9. Sušenje: Lonček se po rezanju in obrezovanju v koraku (8) pošlje v sušilno peč za sušenje s temperaturo sušenja 120–150 °C. Po sušenju se 1–2 uri ohranja topel. Sušilna peč je opremljena s sistemom za nastavitev zračnih kanalov, ki ga sestavlja več nastavljivih aluminijastih plošč. Te nastavljive aluminijaste plošče so razporejene na obeh notranjih straneh sušilne peči, med vsakima dvema aluminijastima ploščama pa je zračni kanal. Razmik med vsakima dvema aluminijastima ploščama se prilagodi za regulacijo zračnega kanala.
10. Glaziranje: Glazura se naredi z mešanjem glazurnih materialov z vodo, vključno z bentonitom, ognjevzdržno glino, steklenim prahom, prahom feldspata in natrijevo karboksimetil celulozo. Glazura se med glaziranjem nanaša ročno s čopičem.
11. Primarno žganje: Lonček z naneseno glazuro se enkrat žge v peči 28–30 ur. Za izboljšanje učinkovitosti žganja se na dno peči namesti labirintna postelja peči s tesnilnim učinkom in zračno blokado. Spodnja plast tesnilne vate je prevlečena s plastjo izolacijske opeke, ki tvori labirintno plast peči.
12. Impregnacija: Žgani lonček se namesti v impregnacijski rezervoar za vakuumsko in tlačno impregnacijo. Impregnacijska raztopina se po zaprtem cevovodu transportira v impregnacijski rezervoar, čas impregnacije pa je 45–60 minut.
13. Sekundarno žganje: Impregnirani lonček se za 2 uri postavi v peč za sekundarno žganje.
14. Premaz: Lonček je po sekundarnem žganju na površini premazan z akrilno smolno barvo na vodni osnovi.
15. Končni izdelek: Po nanosu premaza se površina posuši, po sušenju pa se lonček zapakira in shrani.