Przewodnik po piecu grafityzacyjnym: rodzaje, temperatury, zużycie energii i wybór

20-tonowy piec grafityzacyjny Acheson może utrzymać pełną moc przez 24 do 40 godzin, a następnie potrzebuje pięciu do siedmiu dni chłodzenia, zanim ktokolwiek go otworzy. Temperatura szczytowa to najważniejsza liczba, ale o koszcie za tonę decydują trzy spokojniejsze rzeczy: typ pieca, stan izolacji i kształt profilu mocy.

Dwa sklepy stosujące ten sam harmonogram 2800°C mogą różnić się o 30 procent pod względem kilowatogodzin na tonę. Szczelina zwykle nie jest transformatorem. Jest to filc ze sprężonego grafitu, przewymiarowana pętla chłodząca lub szyna zbiorcza dostosowana do krótszego pieca.

Co właściwie zmienia się pomiędzy 2200°C a 3000°C

Grafityzacja jest przegrupowaniem w stanie stałym, a nie etapem topienia. W prekursorze koksu lub węgla twardego warstwy grafenu są mniej więcej równoległe, ale przesunięte, a odstępy między warstwami wynoszą około 3,44 Å. Utrzymuj materiał w temperaturze powyżej około 2200 ° C, a warstwy obracają się do stanu rejestru. Odstęp spada do 3,354 Å, rośnie wysokość krystalitów, a właściwości fizyczne następują: oporność elektryczna może spaść od trzech do dziesięciu razy, przewodność cieplna wzrasta, a siarka, azot i lotne metale opuszczają sieć.

To podwójne działanie, porządkowanie kryształów i oczyszczanie, powoduje, że jeden typ pieca obsługuje dwa rynki. Producenci anod akumulatorowych kupują ten proces ze względu na pojemność i wydajność w pierwszym cyklu. Producenci elektrod i nawęglaczy kupują go ze względu na przewodność i zawartość popiołu.

W przypadku prac pilotażowych, badań oczyszczania i małych części kompozytowych C/C, zwykle punktem wejścia jest komora próżniowa podgrzewana grafitem, ponieważ łączy ona kontrolowaną atmosferę z mierzalną gorącą strefą.

Próżniowy piec rurowy z węglem Ten próżniowy piec z rurą węglową jest piecem wysokotemperaturowym i o wysokiej próżni z grafitowym elementem grzejnym. Maksymalna temperatura może osiągnąć 2000°C-2300°C.... Zobacz produkt →

Porównanie głównych typów pieców grafityzacyjnych

Gdzie właściwie idzie energia

Dane liczników z cykli wsadowych rzadko pokrywają się z broszurą sprzedażową. W dobrze działającym piecu Acheson lub piecu skrzynkowym użyteczna praca grzewcza stanowi mniejszość energii wejściowej, a największą pojedynczą stratą do odzyskania jest ciepło przenoszone przez wodę chłodzącą i promieniowanie podczas długiego schładzania.

Kilka liczb wartych śledzenia, które rzadko pojawiają się w arkuszu specyfikacji:

• Schładzanie zajmuje od 40 do 60 procent całkowitego czasu cyklu w piecach okresowych. Skrócenie go za pomocą kontrolowanego wymuszonego chłodzenia często przewyższa podniesienie mocy szczytowej.
• Filc grafitowy może stracić od 5 do 10 procent swoich wartości izolacyjnych po ściśnięciu o więcej niż około 15 procent swojej pierwotnej grubości.
• Szczelina 10 mm lub brak połączenia na szwie podszewki mogą podnieść temperaturę skorupy o 30 do 50 °C i utrzymać ją na tym poziomie przez cały sezon.
• Zużycie elektrod w przypadku Achesona jest powszechnie podawane w przedziale od 5 do 20 kg na tonę produktu i jest to pozycja materiałów eksploatacyjnych, a nie błąd zaokrąglenia.

Gdzie na rynku dostępna jest zdolność do grafityzacji

Popyt nie jest już zdominowany wyłącznie przez stal. Największą część nowych konstrukcji pieców pochłonął materiał anod litowo-jonowych, a ta zmiana zmieniła to, o co proszą kupujący: bardziej rygorystyczne limity zanieczyszczeń, kontrolowane atmosfery i zapisy partii, które przetrwały audyt.

Segment specjalistyczny jest niewielki w tonach, ale wymagający pod względem sprzętu: szczelność próżniowa, kontrola ciśnienia cząstkowego i materiały strefy gorącej, które nie rzucają cząstek na obrabiany element. Jest to ta sama logika, którą stosuje się przy wyborze izolacji pieca próżniowego, gdzie strefa gorąca jest zaprojektowana pod kątem odgazowania, a nie tylko temperatury.

Logika wyboru, zwrot kosztów i istotne kroki

Zacznij od specyfikacji produktu i kieruj się wstecz do pieca, a nie odwrotnie. Harmonogramy 2600°C i 2900°C mogą dzielić piec, ale nie koszt operacyjny, a deklaracja czystości wynosząca 50 ppm popiołu zwykle całkowicie wyklucza otwarte złoże koksu.

W przypadku zwrotu arytmetyka jest tępa. Grafityzacja anodowa zwykle zużywa od 2500 do 4500 kWh na tonę, w zależności od typu pieca. Przy taryfie przemysłowej wynoszącej 0,08 USD za kWh, czyli od 200 do 360 USD za tonę samej energii elektrycznej, zatem zmniejszenie o 15 do 25 procent strat w płaszczu i chłodzeniu zwraca się o modernizację izolacji w ciągu około 6 do 14 miesięcy na ruchliwej linii. Jeśli łańcuch procesu zaczyna się od surowych ciał zawierających spoiwo, na etapie poprzedzającym ustalana jest gęstość dziedziczona przez cykl grafityzacji.

Wysokotemperaturowy piec do odspajania i spiekania Nasz wysokotemperaturowy piec do usuwania lepiszcza to piec pracujący w cyklu, opracowany przez naszą fabrykę w oparciu o trawienie i absorpcję podobnych międzynarodowych produktów. D... Zobacz produkt →

Konserwacja, izolacja i zgodność

Większość problemów z piecem objawia się powolnym dryfem, a nie nagłą awarią. Śledź trzy wskaźniki w każdej kampanii: temperaturę płaszcza w stałych punktach, temperaturę na wylocie wody chłodzącej przy stałej mocy oraz czas potrzebny do osiągnięcia wartości zadanej. Wzrost temperatury skorupy o 20°C w dwóch kampaniach to poważna rozmowa, a nie usterka czujnika.

Wymiana filcu grafitowego i sztywnej izolacji jest zwykle spowodowana ściskaniem, zanieczyszczeniem oparami metalu i uszkodzeniami podczas przenoszenia. Tam, gdzie temperatura gorącej powierzchni mieści się w zakresie od 1300 do 1600 °C, tlenek glinu lub włókno mulitowe i mikroporowata warstwa tylna za grafitem wykonują największe zadanie w przypadku zimnej powierzchni czołowej. Omówiono w nim ogólną logikę dopasowywania izolacji do atmosfery i temperatury pieca przewodnik po materiałach izolacyjnych do pieców próżniowych i te same zasady wyboru mają zastosowanie w przypadku odbudowy gorącej strefy grafityzacji.

Nano Mikroporowata Płyta Izolacyjna Materiały kompozytowe nanoizolacyjne powstają poprzez połączenie materiałów nanoporowatych z materiałami osłony termicznej w specjalnym procesie. Ich przewodność cieplna wynosi ... Zobacz produkt →

Zgodność to miejsce, w którym nowe moce produkcyjne najczęściej się zatrzymują. Gaz odlotowy z grafityzacji zawiera dwutlenek siarki, tlenek węgla, mgłę smołową i drobne cząstki węgla, dlatego projekt ekstrakcji i redukcji emisji zwykle musi zostać zatwierdzony przed zamówieniem pieca. Obwody chłodzenia wodą mają zazwyczaj pętlę zamkniętą z funkcją wykrywania nieszczelności, a sekcje wysokoprądowe wymagają zwykłych granic łuku elektrycznego, izolowanych narzędzi i obrazowania termowizyjnego w ramach zaplanowanej procedury. Dostawcy deklarujący zgodność z normą ISO 9001 lub CE powinni być w stanie przedstawić numery certyfikatów i zakres, ponieważ zakres ten często obejmuje bezpieczeństwo elektryczne, a nie działanie w wysokich temperaturach.

Jeśli skorzystasz z jednego pomysłu z tej strony, zastosuj kolejność. Najpierw dopasuj typ pieca do produktu, następnie zaprojektuj strefę grzejną i izolację, a dopiero potem negocjuj zasilanie zgodnie z realistycznym cyklem. Wartość temperatury szczytowej jest najłatwiejszą do osiągnięcia częścią specyfikacji i najłatwiejszą do przepłacenia za każdy dzień pracy pieca.