Mengoptimalkan Teknologi Tungku Wadah Grafit untuk Kinerja yang Lebih Lama dan Efisiensi Biaya

Produksi wadah grafit telah berkembang secara signifikan dengan munculnya teknologi pengepresan isostatik, menjadikannya sebagai teknik tercanggih secara global. Dibandingkan dengan metode serudukan tradisional, pengepresan isostatik menghasilkan cawan lebur dengan tekstur seragam, kepadatan lebih tinggi, efisiensi energi, dan ketahanan unggul terhadap oksidasi. Penerapan tekanan tinggi selama pencetakan secara signifikan meningkatkan tekstur wadah, mengurangi porositas dan selanjutnya meningkatkan konduktivitas termal dan ketahanan terhadap korosi, seperti diilustrasikan pada Gambar 1. Dalam lingkungan isostatik, setiap bagian wadah mengalami tekanan pencetakan yang seragam, memastikan konsistensi material secara keseluruhan. Metode ini, seperti yang digambarkan pada Gambar 2, mengungguli proses serudukan tradisional, sehingga menghasilkan peningkatan substansial dalam kinerja wadah.

1. Rumusan Masalah

Kekhawatiran muncul dalam konteks tungku wadah kawat resistansi insulasi paduan aluminium yang menggunakan wadah grafit yang ditabrak, dengan masa pakai sekitar 45 hari. Setelah hanya 20 hari penggunaan, terjadi penurunan nyata dalam konduktivitas termal, disertai dengan retakan mikro pada permukaan luar wadah. Pada tahap penggunaan selanjutnya, terjadi penurunan konduktivitas termal yang parah, sehingga wadah hampir tidak konduktif. Selain itu, banyak retakan permukaan yang terjadi, dan perubahan warna terjadi di bagian atas wadah karena oksidasi.

Setelah memeriksa tungku wadah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, digunakan alas yang terdiri dari tumpukan batu bata tahan api, dengan elemen pemanas paling bawah dari kawat resistansi terletak 100 mm di atas alas. Bagian atas wadah disegel menggunakan selimut serat asbes, ditempatkan sekitar 50 mm dari tepi luar, sehingga terlihat adanya abrasi yang signifikan pada tepi bagian dalam bagian atas wadah.

2. Peningkatan Teknologi Baru

Peningkatan 1: Adopsi Wadah Grafit Tanah Liat Ditekan Isostatik (dengan Glasir Tahan Oksidasi Suhu Rendah)

Pemanfaatan wadah ini secara signifikan meningkatkan penerapannya pada tungku insulasi paduan aluminium, khususnya dalam hal ketahanan oksidasi. Cawan lebur grafit biasanya teroksidasi pada suhu di atas 400 ℃, sedangkan suhu insulasi tungku paduan aluminium berkisar antara 650 dan 700 ℃. Cawan lebur dengan glasir tahan oksidasi suhu rendah dapat secara efektif memperlambat proses oksidasi pada suhu di atas 600 ℃, memastikan konduktivitas termal yang sangat baik dalam jangka panjang. Secara bersamaan, ini mencegah penurunan kekuatan akibat oksidasi, sehingga memperpanjang umur wadah.

Perbaikan 2: Basis Tungku Memanfaatkan Grafit dari Bahan yang Sama dengan Wadah

Seperti yang digambarkan pada Gambar 4, penggunaan dasar grafit dari bahan yang sama dengan wadah memastikan pemanasan seragam pada bagian bawah wadah selama proses pemanasan. Hal ini mengurangi gradien suhu yang disebabkan oleh pemanasan yang tidak merata dan mengurangi kecenderungan retak akibat pemanasan dasar yang tidak merata. Basis grafit khusus juga menjamin dukungan stabil pada wadah, sejajar dengan bagian bawahnya, dan meminimalkan patah akibat tekanan.

Perbaikan 3: Peningkatan Struktural Lokal pada Tungku (Gambar 4)

1. Peningkatan tepi bagian dalam penutup tungku, secara efektif mencegah keausan pada bagian atas wadah dan secara signifikan meningkatkan penyegelan tungku.
2. Memastikan kawat resistansi sejajar dengan bagian bawah wadah, menjamin pemanasan bagian bawah yang cukup.
3. Meminimalkan dampak segel selimut serat atas pada pemanasan wadah, memastikan pemanasan yang memadai di bagian atas wadah dan mengurangi efek oksidasi suhu rendah.

Peningkatan 4: Menyempurnakan Proses Penggunaan Crucible

Sebelum digunakan, panaskan wadah dalam tungku pada suhu di bawah 200 ℃ selama 1-2 jam untuk menghilangkan kelembapan. Setelah pemanasan awal, naikkan suhu dengan cepat hingga 850-900 ℃, minimalkan waktu tunggu antara 300-600 ℃ untuk mengurangi oksidasi dalam kisaran suhu ini. Selanjutnya, turunkan suhu ke suhu kerja dan masukkan bahan cair aluminium untuk pengoperasian normal.

Karena efek korosif bahan pengilangan pada cawan lebur, ikuti protokol penggunaan yang benar. Pembuangan terak secara teratur sangat penting dan harus dilakukan saat wadah masih panas, karena sebaliknya pembersihan terak menjadi sulit. Pengamatan yang cermat terhadap konduktivitas termal wadah dan adanya penuaan pada dinding wadah sangat penting pada tahap penggunaan selanjutnya. Penggantian tepat waktu harus dilakukan untuk menghindari kehilangan energi yang tidak perlu dan kebocoran cairan aluminium.

3. Hasil Perbaikan

Masa pakai yang lebih lama dari wadah yang ditingkatkan ini patut diperhatikan, menjaga konduktivitas termal untuk jangka waktu yang lama, tanpa ada retak permukaan yang teramati. Umpan balik pengguna menunjukkan peningkatan kinerja, tidak hanya mengurangi biaya produksi tetapi juga meningkatkan efisiensi produksi secara signifikan.

4. Kesimpulan

1. Cawan lebur grafit tanah liat yang dipres isostatik mengungguli cawan lebur tradisional dalam hal kinerja.
2. Struktur tungku harus sesuai dengan ukuran dan struktur wadah untuk kinerja optimal.
3. Penggunaan wadah yang tepat secara signifikan memperpanjang masa pakainya, sehingga secara efektif mengendalikan biaya produksi.

Melalui penelitian yang cermat dan optimalisasi teknologi tungku wadah, peningkatan kinerja dan masa pakai berkontribusi besar terhadap peningkatan efisiensi produksi dan penghematan biaya.