การใช้และการบำรุงรักษาถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์ในเตาเหนี่ยวนำ

สำหรับการหลอมโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะมีค่า เช่น ทองแดง, อลูมิเนียม, ทอง, และสีเงิน, ที่ กราไฟท์ เบ้าหลอม มักเป็นภาชนะที่ถูกเลือก. ในสภาพแวดล้อมการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ, มันไม่ใช่แค่ก “คอนเทนเนอร์” แต่เป็นจุดเชื่อมโยงที่สำคัญในการแปลงพลังงานความร้อน.

1. การวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพหลัก: เหตุใดจึงเลือกกราไฟท์?

ในเตาหลอมเหนี่ยวนำ, ประสิทธิภาพของถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์มีสาเหตุมาจากคุณลักษณะหลักสองประการ: การนำไฟฟ้า และ การนำความร้อน.

การนำไฟฟ้า — “มันเป็นองค์ประกอบความร้อน”

ในการเหนี่ยวนำการหลอมละลาย, นี่เป็นแนวคิดที่สำคัญ.

• อุปนัย การมีเพศสัมพันธ์: กราไฟท์เป็นตัวนำที่ดี. เมื่อขดลวดเหนี่ยวนำถูกกระตุ้นให้เกิดสนามแม่เหล็ก, เส้นสนามแม่เหล็กตัดผ่านผนังเบ้าหลอม, สร้างพลัง กระแสน้ำวน ภายในกำแพงนั่นเอง.
• ผลความร้อนด้วยตนเอง: แม้ว่าโลหะภายใน (เช่นเศษหรือผง) ไม่ต่อเนื่องหรือมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ, เบ้าหลอมกราไฟท์จะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากความร้อนของจูลที่เกิดจากความต้านทาน.
• ข้อได้เปรียบ: ซึ่งหมายความว่าถ้วยใส่ตัวอย่างจะกลายเป็น a ได้อย่างมีประสิทธิภาพ “ร่างกายทำความร้อน,” ถ่ายเทความร้อนไปยังโลหะภายในโดยการนำ. สิ่งนี้มีความสำคัญในช่วงระยะเริ่มแรกของการหลอมละลาย (โดยเฉพาะเมื่อเติมวัสดุเย็นหรือเนื้อละเอียด).

การนำความร้อน — “การส่งผ่านความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ”

• เครื่องทำความร้อนสม่ำเสมออย่างรวดเร็ว: ถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์คุณภาพสูง (มักจะเติมซิลิคอนคาร์ไบด์/SiC) มีค่าการนำความร้อนสูงมาก. พวกเขาถ่ายโอนความร้อนที่เกิดจากการเหนี่ยวนำไปยังโลหะภายในอย่างรวดเร็ว, ลดระยะเวลาการหลอมละลายลงอย่างมากและลดการใช้พลังงาน.
• ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ: การนำความร้อนที่ดีช่วยลดการไล่ระดับของอุณหภูมิทั่วผนังเบ้าหลอม, จึงช่วยลดความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น.

2. ข้อควรพิจารณาในการหลอมโลหะสำหรับโลหะจำเพาะ

• ทองแดง (ลูกบาศ์ก) & อลูมิเนียม (อัล): ปริมาตรการหลอมมักจะมีขนาดใหญ่. สำหรับอลูมิเนียม, จะต้องให้ความสนใจ การขจัดคราบ และ การกำจัดขยะ. ความเฉื่อยทางเคมีของกราไฟท์ช่วยป้องกันไม่ให้อะลูมิเนียมหลอมเหลวปนเปื้อนจากภาชนะ (ไม่เหมือนถ้วยใส่ตัวอย่างเหล็ก, ซึ่งเพิ่มปริมาณธาตุเหล็กในอลูมิเนียม).
• ทอง (ออสเตรเลีย) & เงิน (อจ): การหลอมโลหะมีค่ามีความสำคัญเป็นลำดับแรก ความบริสุทธิ์ และ การสูญเสียเป็นศูนย์. ถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์มีพื้นผิวเรียบและมีความสามารถในการเปียกน้ำต่ำ (โลหะไม่ติดมัน), ส่งผลให้มีสารตกค้างน้อยที่สุดหลังการเท, ทำให้เหมาะสำหรับโลหะที่มีมูลค่าสูง.

3. ศัตรูการบำรุงรักษาหลักสามราย: ออกซิเดชัน, ความชื้น, ช็อกความร้อน

แม้ว่าถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์จะทนความร้อนได้, พวกมันเปราะเหมือนเซรามิก, ไวไฟเหมือนคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง, และดูดซับได้เหมือนฟองน้ำ. นี่คือแนวทางการป้องกัน:

ก. ป้องกันการดูดซึมความชื้น — หลีกเลี่ยง “การระเบิด”

โครงสร้างกราไฟท์มีรูพรุนขนาดเล็กและดูดซับความชื้นจากอากาศได้ง่าย. หากเบ้าหลอมที่มีความชื้นได้รับความร้อนอย่างรวดเร็ว, น้ำจะกลายเป็นไอน้ำและเพิ่มปริมาตร, ทำให้เบ้าหลอมหลุดออกมา (สะเก็ดออก) หรือแม้กระทั่งระเบิด.

• หลักการจัดเก็บ: ต้องเก็บไว้ในที่แห้ง, สภาพแวดล้อมที่มีการระบายอากาศด้วยอุณหภูมิคงที่. ไม่เคย วางไว้บนพื้นคอนกรีตโดยตรง (คอนกรีตดึงความชื้น); ใช้พาเลทไม้หรือชั้นวาง.
• การทำความร้อนล่วงหน้าบังคับ (การอบแห้ง): แม้แต่ถ้วยใส่ตัวอย่างใหม่หรือเก่าที่ปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน, การอบกำจัดความชื้น จำเป็นก่อนใช้งาน.
  • ขั้นตอน: เก็บถ้วยใส่ตัวอย่างไว้ในช่วงอุณหภูมิต่ำ (ประมาณ. 200° C) สำหรับ 1-2 ชั่วโมง. ซึ่งร้อนพอที่จะไล่ความชื้นออกไปโดยไม่สร้างแรงดันไอน้ำที่รุนแรง.

บี. ป้องกันการช็อกจากความร้อน — หลีกเลี่ยง “รอยแตก”

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันหมายถึงรอยแตกร้าวที่เกิดจากการขยายตัวที่ไม่สม่ำเสมอภายในวัสดุเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว.

• เส้นโค้งการให้ความร้อนล่วงหน้า: หลังจากการอบแห้ง, อย่าให้ความร้อนเต็มกำลังทันที. เพิ่มอุณหภูมิเชิงเส้นเป็น 800°C-900°C (แดงร้อน) ก่อนที่จะชาร์จโลหะ.
• เทคนิคการชาร์จ (สำคัญ):
  • วัสดุเย็นลงในเบ้าหลอมร้อน: ห้ามมิให้ลิ่มแท่งโลหะเย็นขนาดใหญ่ในแนวนอนเข้าที่ด้านล่างหรือตรงกลางของเบ้าหลอมโดยเด็ดขาด.
  • ความแตกต่างในการขยายตัว: โลหะจะขยายตัวได้เร็วกว่ากราไฟท์มากเมื่อได้รับความร้อน. หากลิ่มลิ่มแน่นเกินไป, มันจะทำหน้าที่เหมือนแจ็คเมื่อมันขยายออก, ระเบิด เบ้าหลอม.
  • การปฏิบัติที่ถูกต้อง: รองก้นด้วยเศษ/ชิ้นเล็กๆ ก่อน, และวางบล็อกขนาดใหญ่ในแนวตั้งและหลวมๆ.

C. ป้องกันการเกิดออกซิเดชัน — หลีกเลี่ยง “การทำให้ผอมบางและรั่ว”

ส่วนประกอบหลักของกราไฟท์คือคาร์บอน, ซึ่งเริ่มที่จะออกซิไดซ์ (เผา) เมื่อสัมผัสกับอากาศที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 400°C – 600° C, ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์. ออกซิเดชั่นทำให้ผนังเบ้าหลอมบางลง, สูญเสียความแข็งแกร่ง, และมีค่าการนำความร้อนลดลง.

• เคลือบป้องกัน: ถ้วยใส่ตัวอย่างคุณภาพเคลือบด้วยสารเคลือบป้องกันการเกิดออกซิเดชัน. จัดการด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่ง; อย่าชนหรือเกา ชั้นป้องกันนี้.
• ตัวแทนที่ครอบคลุม: ในระหว่างการละลาย, ลดเวลาในการสัมผัสพื้นผิวหลอมเหลวให้เหลือน้อยที่สุด. ใช้สารเคลือบ (ถ่าน, ฟลักซ์, ฯลฯ) เพื่อแยกอากาศ, หรือใช้ระบบป้องกันก๊าซเฉื่อย (ขึ้นอยู่กับกระบวนการ).
• หลีกเลี่ยงการเผาที่ว่างเปล่าเป็นเวลานาน: หากใส่เบ้าหลอมที่ความร้อนสีแดงโดยไม่มีโลหะหลอมเหลวอยู่ข้างใน, การสัมผัสกับอากาศโดยตรงจะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้เร็วที่สุด. หลังจากละลายแล้ว, สะอาดและเย็นอย่างเป็นธรรมชาติโดยเร็วที่สุด, หรือทิ้งไว้จำนวนเล็กน้อย “ส้น” (โลหะที่เหลือ), หากกระบวนการอนุญาต.
• การทำความสะอาดตะกรัน: ทำความสะอาด ตะกรัน / ขี้เถ้า แขวนอยู่บนผนังเบ้าหลอมทุกวัน. ตะกรันที่เป็นกรดหรือด่างบางชนิดจะกัดกร่อนเคลือบกราไฟท์ทางเคมี, เร่งการเกิดออกซิเดชัน. บันทึก: อ่อนโยนเมื่อทำความสะอาด; อย่า สิ่ว เข้าไปในร่างกายของเบ้าหลอม.

4. สรุป & ขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐานที่แนะนำ (สบส)

เพื่อยืดอายุการใช้งาน, ขอแนะนำให้จัดทำ SOP ต่อไปนี้: