Grafit mahsulotlarida grafitlanish yoriqlarining sabablari

Grafitizatsiya uglerod-grafit mahsulotlarini ishlab chiqarish jarayonida issiqlik bilan ishlov berishning asosiy jarayonlaridan biridir. Acheson grafitizatsiya pechkasi uglerod-grafit mahsulotlarini joriy grafitizatsiya ishlab chiqarish uchun asosiy o'choq turi hisoblanadi. Mahsulotlar va qarshilik materiallari o'choqqa yuklangan bo'shliq o'choq yadrosi deb ataladi. Olovli oʻchoqning koʻndalang kesimi odatda 3-6M2 ni tashkil qiladi. Grafitizatsiya pechiga kuchli oqim o'tkaziladi. Grafitizatsiya pechining o'choq yadrosi qarshiligi yordamida elektr energiyasiga aylanadi Issiqlik energiyasi mahsulotni grafitizatsiyaning eng yuqori haroratiga etadi va Joule-Lenz qonuniga amal qiladigan grafitizatsiya jarayonini yakunlaydi.

Ko'rinib turibdiki, grafitizatsiya o'chog'ining turli nuqtalarida harorat har xil bo'ladi va bir xil nuqtada, turli vaqtlarda harorat har xil bo'ladi. Ko'rinib turibdiki, grafitizatsiya o'chog'i yadrosining harorati nafaqat fazoga, balki vaqtga ham bog'liq. Shuning uchun o'choq yadrosidagi har bir qismning harorat taqsimoti muvozanatsizdir.

Acheson grafitizatsiya pechiga quvvat berilgandan so'ng, u mahsulotni isitish uchun qarshilik materiali tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlikka tayanadi, shuning uchun o'choq yadrosining harorati asta-sekin ko'tariladi. Olovli o'choqning harorat ko'tarilishi juda notekis bo'lib, harorat taqsimoti juda boshqacha. Yadroning markaziy qismi va izolyatsiya materiali yaqinidagi o'choq yadrosining ikki tomoni o'rtasidagi harorat farqi yuzlab daraja Selsiy bo'lishi mumkin va o'choq yadrosining yuqori qismi va pastki qismi o'rtasidagi harorat farqi ham 100 darajaga yetishi mumkin. Selsiy. Shu sababli, bir xil grafitizatsiya pechining yadrosida bir xil bo'lmagan isitish harorati taqsimoti o'choq yadrosi mahsulotlaridagi yoriqlarning asosiy sababidir.

Mahsulotlardagi grafitlanish yoriqlarining sabablari

Grafitizatsiya jarayonida mahsulotdagi yoriqlarning ichki omili mahsulot sifatining yuqori emasligi va issiqlikka chidamliligi pastligi; tashqi omil shundaki, grafitizatsiya jarayonida o'choq yadrosining harorati juda tez ko'tariladi va mahsulotning yuqori va pastki tomonlari o'rtasidagi harorat farqi ham ortishi bilan termal stress ham shunga mos ravishda ortadi, bu asosiy sababdir. mahsulotdagi yoriqlar uchun.

1. Grafitizatsiya jarayoni tizimi asossizdir

1. Pechni yuklash usuli

Achesonning grafitizatsiya pechining mahsulotlari odatda vertikal o'rnatish usulida o'rnatiladi va vertikal o'rnatish usuli ikki shaklga ega: oddiy o'rnatish va noto'g'ri o'rnatish. Olovli yadro mahsuloti o'rnatilganda, har qanday mahsulot uchun faqat bitta yuqori zichlikdagi oqim isitish kamari mavjud. Isitish kamari qanchalik keng bo'lsa, mahsulotning isishi bir xil bo'ladi. Noto'g'ri o'rnatilganda, har bir mahsulot uchun ikkita yuqori zichlikdagi oqim isitish kamarlari mavjud va mahsulotning isishi rasmiy o'rnatishdan ko'ra bir xil bo'ladi. Shuning uchun grafitizatsiya o'choqlari mahsulotlarini yuklash usuli to'g'ri tanlanmagan. Grafitizatsiya va quvvatni uzatish jarayonida mahsulot atrofidagi haroratning ko'tarilish tezligi juda katta farq qiladi va mahsulot tomonidan ishlab chiqarilgan termal stress tanaga bardosh bera oladigan termal stressdan oshib ketadi, bu mahsulotdagi yoriqlarni keltirib chiqarishi juda oson.

2. Quvvatni yoqish tizimi asossiz

Acheson grafitizatsiya pechining yadrosining harorat o'zgarishi egri doimiy quvvat taqsimotining quvvat egri chizig'i bilan boshqariladi. Agar grafitizatsiya pechining yoqish tizimi asossiz bo'lsa, grafitizatsiya pechining aniqlangan yoqish egri chizig'i juda yuqori quvvatdan boshlanadi va juda tez ko'tariladi, shuning uchun mahsulot quvvatlanganda ichki va tashqi harorat gradienti juda yuqori bo'ladi. katta va hosil bo'lgan termal stress mahsulotning qarshiligidan ancha oshib ketadi, natijada yoriqlar paydo bo'ladi. Ayniqsa, o'choq harorati 1300-1800 daraja bo'lganda, o'choq haroratining ko'tarilish bosqichini qat'iy nazorat qilish uchun ushbu bosqichda mahsulotning fizik tuzilishi va kimyoviy tarkibi juda o'zgara boshlaydi va amorf uglerodning grafitlanishi boshlanmaydi. . Darhaqiqat, kimyoviy reaksiya Asosan, amorf uglerodning kristalli tuzilishida bog'langan vodorod, kislorod, azot, oltingugurt va boshqa elementlar kabi elementlar qochishda davom etadi. Qochish natijasida amorf uglerodning kristallit strukturasining chekka qismidagi nopoklik elementlari kamayishda davom etadi va ba'zi panjara nuqsonlari qoladi. , Shu bilan birga, termal kuchlanish nisbatan konsentratsiyalangan bo'lib, mahsulotdagi yoriqlar paydo bo'lishi juda oson.

3. Qarshilik materialining qarshiligi

Grafitizatsiya pechining yadrosining qarshiligi mahsulotning qarshiligidan va ketma-ket qarshilik materialining qarshiligidan iborat. Grafitizatsiya o'chog'i quvvatlana boshlaganda, qarshilik materialining qarshiligi o'choq yadrosi qarshiligining taxminan 99 foizini tashkil qiladi. Taxminan 97 foizdan ko'rinib turibdiki, butun grafitizatsiya jarayonida, asosan, mahsulotni isitish uchun qarshilik materialidan o'tadigan oqim tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlikdir. Qarshilik materialining qarshiligi mahsulotning qarshiligidan ancha farq qilganda, qarshilik moddasi tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik grafitizatsiya va elektrifikatsiya jarayonida uzoqda bo'ladi. Bu mahsulotning issiqligidan ancha katta bo'lib, mahsulotning ichki va tashqi qismi o'rtasidagi harorat farqi juda katta bo'lishiga olib keladi, bu esa mahsulotdagi yoriqlar paydo bo'lishiga olib keladigan haddan tashqari termal stressni keltirib chiqaradi.

2. Grafitizatsiya operatsiyasining sifati yuqori emas

1. Pechni yuklash sifati yuqori emas

Grafitizatsiya pechining ishlashi jarayonning texnik standartlari talablariga javob bermaydi. Olovli pechka yuklanganda, o'choq yadrosi mahsulotlari aniq tartibga solinmaydi, mahsulot guruhlari orasidagi masofa mos kelmaydi, qarshilik materialining to'ldirilishi notekis bo'ladi va hatto qarshilik materialining "kengaytirilgan materiali" fenomeni paydo bo'ladi. grafitizatsiya pechida paydo bo'ladi. Elektr uzatish jarayonida o'choq yadrosi atrofidagi oqim taqsimoti juda notekis bo'lib, mahsulotning notekis isishi va harorat ko'tarilish tezligiga olib keladi va mahsulot ichidagi harorat farqi juda katta va hosil bo'lgan termal stress mahsulotga olib keladi. yorilish va isrof qilish.

2. Qarshilik materialining sifati notekis

Grafitlangan zaryadlash pechida qarshilik materiali sifatida aralash koks ishlatilsa, metallurgiya koksining qarshiligi grafitlangan koksnikidan 5-8 marta katta. Pech yadrosi quvvatlanganda, o'choq yadrosining har bir qismining harorat ko'tarilish tezligi juda notekis bo'ladi, mahsulotning yuqori va pastki qismlari va uning atrofidagi maydon o'rtasidagi harorat farqi juda katta va termal stress ham ortadi, bu ko'p miqdorda yorilib ketgan chiqindilarni ishlab chiqarish oson.

3. Grafitizatsiya o'chog'i yadrosining egilish oqimi

Acheson grafitizatsiya pechining elektr isitish qonuniga ko'ra, grafitizatsiya pechining yadrosidagi harorat taqsimoti nafaqat o'choq yadrosi qarshiligi bilan bog'liq, balki o'choq yadrosidan o'tadigan oqim bilan ham chambarchas bog'liq. Acheson grafitizatsiya pechining o'choq yadrosi turli sabablarga ko'ra noaniq bo'lsa, o'choq yadrosidan o'tadigan oqim juda farq qiladi va o'choq yadrosining harorat taqsimoti juda boshqacha. Olovli o'choqning oqim taqsimoti o'rtasidagi farq katta bo'lsa, katta oqimga ega bo'lgan qism ko'proq issiqlik hosil qiladi, bu sohadagi mahsulotlarning harorat ko'tarilishi tezroq bo'ladi va kichik oqim bo'lgan qismda hosil bo'lgan issiqlik kamroq bo'lsa, harorat bu sohada mahsulotlarning ko'tarilishi sekinroq, shuning uchun o'choq yadrosining harorati Tarqatish farqi katta, shuning uchun mahsulotning ichki harorat farqi ham katta va hosil bo'lgan termal stress mos ravishda oshib, mahsulotning yorilishi va chiqindilariga olib keladi. .

3. Qovurilgan mahsulotlarning sifati

1. Qovurilgan mahsulotlarning ichki yoriqlari

Ma'lumotlarga ko'ra, mahsulotni qovurish jarayonida 350-500 daraja va 700 daraja va undan yuqori harorat oralig'i uglerod moddasi shikastlanishi mumkin bo'lgan eng xavfli harorat oralig'i hisoblanadi. Mahsulotning tashqi sirt harorati 800 daraja va maksimal radiusli harorat farqi 10,7 daraja bo'lsa, radius 50-65 mm bo'lgan maydon materialning mustahkamligini aniqlaydi va chiziq ichida xavfli kuchlanish kuchlanish maydoni hosil bo'ladi. Blanka markazidan radius 65 mm. Harorat 700 daraja yoki undan yuqori bo'lsa, bu sohadagi stress materialning sinish kuchi chegarasidan ancha katta bo'ladi, shuning uchun mahsulot bo'ylama tekis yoriqlar hosil qiladi, ular odatda mahsulotning tashqi yuzasiga cho'zilmaydi. , ya'ni ichki yoriqlar mahsuloti.

2. Mahsulotning bir xilligi

Uglerod-grafit mahsulotlarining zichlik taqsimotining bir xilligi, mahsulotning radial zichligi va eksenel zichligi taqsimotining bir xilligi grafitizatsiya issiqlik bilan ishlov berish jarayonida mahsulot sifati bilan chambarchas bog'liq. Mahsulotning zichlik taqsimoti notekis bo'lgan joyda, grafitizatsiya issiqlik bilan ishlov berish jarayonida, termal stress tufayli, mahsulot ichki stressga moyil bo'ladi va mahsulotning ichki kuchlanish taqsimoti ham notekis bo'ladi. Ushbu notekis ichki stress mahsulotdagi yoriqlarga olib kelishi oson. Natijada, grafitizatsiya jarayonida yorilib ketgan chiqindi mahsulotlar paydo bo'ladi.

3. Mahsulotning massa zichligi yuqori

Uglerod-grafit mahsulotlarining massa zichligi asosan ishlab chiqarish xom ashyosi va texnologik sharoitlarga qarab o'zgaradi. Mahsulotlarning egilish kuchi, elastik moduli va issiqlik o'tkazuvchanligi massa zichligi oshishi bilan ortadi. Ommaviy zichlik yuqori bo'lsa, mahsulotning elastik moduli oshadi va mo'rtlik kuchayadi, natijada mahsulotning termal zarba qarshiligi yomon bo'ladi. Grafitizatsiya issiqlik bilan ishlov berish jarayonida yuqori harorat natijasida hosil bo'lgan termal stress mahsulotning o'zi bardosh bera oladigan stressdan sezilarli darajada oshadi. , Ichki va tashqi stress o'rtasida katta farq bor va mahsulot yorilib ketgan chiqindilarni ishlab chiqaradi.

4. Jarayon oldidan ishlab chiqarish beqaror

Grafitizatsiya uglerod-grafit mahsulotlarini ishlab chiqarishda oxirgi issiqlik bilan ishlov berish jarayoni bo'lganligi sababli, u eng yuqori haroratli issiqlik bilan ishlov berish jarayonidir. Umuman olganda, joriy jarayonning ishlab chiqarilishi beqaror bo'lsa yoki sifati o'zgarib tursa, grafitizatsiya jarayonida u intensiv ravishda namoyon bo'ladi, deb ishoniladi. Agar kaltsiylangan materialning harorati past bo'lsa, asfaltning yumshatilish nuqtasi sifatsiz bo'lsa, qovurish harorati past bo'lsa va emdirishning og'irlik darajasi sifatsiz bo'lsa va hokazo bo'lsa, mahsulot ish paytida ikkilamchi qisqarish yoki notekis qisqarishga olib keladi. yuqori haroratli grafitizatsiya bilan ishlov berish va yorilib ketgan chiqindilarni ishlab chiqarish juda oson.

5. Shishish hodisasi

Mahsulotni grafitlash jarayonida ma'lum darajada qaytarilmas hajm kengayishi sodir bo'ladi. Asosiy sabab shundaki, mahsulot grafitizatsiya jarayonida oltingugurt konsentratsiyasining tez chiqib ketishidan kelib chiqadi. Ushbu qaytarilmas kengayish darajasi oltingugurt miqdori ortishi bilan ortadi va issiqlik bilan ishlov berish tezligining oshishi bilan ortadi va bu qaytarilmas kengayish harakati "puflash hodisasi" deb ataladi.

Hammamizga ma'lumki, vodorod, kislorod, azot va boshqalar kabi uglerod bo'lmagan elementlarning tarkibi odatda 1350 haroratda kalsinlangandan keyin neft koksida 0.1 foizdan kam; ammo oltingugurt va aromatik uglevodorodlarning uglerod atomlari shunchalik kuchli bog'langanki, cs bog'lanish 1400 darajadan yuqorida uzila boshlaydi va oltingugurt va oltingugurt-uglerod birikmalari hosil bo'ladi; yuqori haroratlarda, asosan, 1500-1800 darajalarda hosil boʻlgan oltingugurt va oltingugurt-uglerod birikmalari mahsulotdan gaz holida tez ajralib chiqadi. grafitizatsiya jarayoni.