લાંબા ગાળાની કામગીરી અને ખર્ચ કાર્યક્ષમતા માટે ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ ફર્નેસ ટેકનોલોજીનો ઑપ્ટિમાઇઝેશન

આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ ટેકનોલોજીના આગમન સાથે ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલનું ઉત્પાદન નોંધપાત્ર રીતે વિકસિત થયું છે, જે તેને વૈશ્વિક સ્તરે સૌથી અદ્યતન તકનીક તરીકે ચિહ્નિત કરે છે. પરંપરાગત રેમિંગ પદ્ધતિઓની તુલનામાં, આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગના પરિણામે એકસમાન રચના, ઉચ્ચ ઘનતા, ઉર્જા કાર્યક્ષમતા અને ઓક્સિડેશન સામે શ્રેષ્ઠ પ્રતિકાર સાથે ક્રુસિબલ બને છે. મોલ્ડિંગ દરમિયાન ઉચ્ચ દબાણનો ઉપયોગ ક્રુસિબલની રચનામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે, છિદ્રાળુતા ઘટાડે છે અને ત્યારબાદ થર્મલ વાહકતા અને કાટ પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે, જેમ કે આકૃતિ 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. આઇસોસ્ટેટિક વાતાવરણમાં, ક્રુસિબલનો દરેક ભાગ એકસમાન મોલ્ડિંગ દબાણનો અનુભવ કરે છે, જે સમગ્ર સામગ્રીની સુસંગતતા સુનિશ્ચિત કરે છે. આ પદ્ધતિ, જેમ કે આકૃતિ 2 માં દર્શાવવામાં આવી છે, પરંપરાગત રેમિંગ પ્રક્રિયા કરતાં વધુ સારી કામગીરી બજાવે છે, જેના કારણે ક્રુસિબલ કામગીરીમાં નોંધપાત્ર સુધારો થાય છે.

૧. સમસ્યાનું નિવેદન

એલ્યુમિનિયમ એલોય ઇન્સ્યુલેશન રેઝિસ્ટન્સ વાયર ક્રુસિબલ ફર્નેસના સંદર્ભમાં ચિંતા ઊભી થાય છે જેમાં રેમ્ડ ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલનો ઉપયોગ થાય છે, જેનું આયુષ્ય આશરે 45 દિવસ હોય છે. માત્ર 20 દિવસના ઉપયોગ પછી, થર્મલ વાહકતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો જોવા મળે છે, જેની સાથે ક્રુસિબલની બાહ્ય સપાટી પર સૂક્ષ્મ તિરાડો પણ જોવા મળે છે. ઉપયોગના પછીના તબક્કામાં, થર્મલ વાહકતામાં તીવ્ર ઘટાડો સ્પષ્ટ થાય છે, જેના કારણે ક્રુસિબલ લગભગ બિન-વાહક બની જાય છે. વધુમાં, સપાટી પર અનેક તિરાડો વિકસે છે, અને ઓક્સિડેશનને કારણે ક્રુસિબલની ટોચ પર વિકૃતિકરણ થાય છે.

આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ક્રુસિબલ ભઠ્ઠીનું નિરીક્ષણ કર્યા પછી, સ્ટેક્ડ રિફ્રેક્ટરી ઇંટોથી બનેલા આધારનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં પ્રતિકાર વાયરનો સૌથી નીચેનો ગરમી તત્વ આધારથી 100 મીમી ઉપર સ્થિત છે. ક્રુસિબલનો ટોચ એસ્બેસ્ટોસ ફાઇબર ધાબળાનો ઉપયોગ કરીને સીલ કરવામાં આવે છે, જે બાહ્ય ધારથી લગભગ 50 મીમી દૂર સ્થિત છે, જે ક્રુસિબલના ટોચની આંતરિક ધાર પર નોંધપાત્ર ઘર્ષણ દર્શાવે છે.

2. નવી ટેકનોલોજીકલ સુધારાઓ

સુધારો ૧: આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસ્ડ ક્લે ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ (નીચા તાપમાને ઓક્સિડેશન પ્રતિરોધક ગ્લેઝ સાથે) અપનાવવું

આ ક્રુસિબલનો ઉપયોગ એલ્યુમિનિયમ એલોય ઇન્સ્યુલેશન ભઠ્ઠીઓમાં તેના ઉપયોગને નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે, ખાસ કરીને ઓક્સિડેશન પ્રતિકારની દ્રષ્ટિએ. ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ્સ સામાન્ય રીતે 400 ℃ થી વધુ તાપમાને ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, જ્યારે એલ્યુમિનિયમ એલોય ભઠ્ઠીઓનું ઇન્સ્યુલેશન તાપમાન 650 અને 700 ℃ ની વચ્ચે હોય છે. નીચા-તાપમાન ઓક્સિડેશન-પ્રતિરોધક ગ્લેઝવાળા ક્રુસિબલ્સ 600 ℃ થી વધુ તાપમાને ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાને અસરકારક રીતે ધીમી કરી શકે છે, જે લાંબા સમય સુધી ઉત્તમ થર્મલ વાહકતા સુનિશ્ચિત કરે છે. તે જ સમયે, તે ઓક્સિડેશનને કારણે તાકાતમાં ઘટાડો અટકાવે છે, ક્રુસિબલનું જીવનકાળ લંબાવે છે.

સુધારો ૨: ક્રુસિબલ જેવી જ સામગ્રીના ગ્રેફાઇટનો ઉપયોગ કરીને ફર્નેસ બેઝ

આકૃતિ 4 માં દર્શાવ્યા મુજબ, ક્રુસિબલ જેવી જ સામગ્રીના ગ્રેફાઇટ બેઝનો ઉપયોગ કરવાથી ગરમીની પ્રક્રિયા દરમિયાન ક્રુસિબલના તળિયાને એકસરખી ગરમી મળે છે. આ અસમાન ગરમીને કારણે થતા તાપમાનના ગ્રેડિયન્ટ્સને ઘટાડે છે અને અસમાન તળિયાની ગરમીને કારણે થતી તિરાડોની વૃત્તિ ઘટાડે છે. સમર્પિત ગ્રેફાઇટ બેઝ ક્રુસિબલ માટે સ્થિર ટેકોની ખાતરી આપે છે, જે તેના તળિયા સાથે સંરેખિત થાય છે અને તાણ-પ્રેરિત ફ્રેક્ચરને ઘટાડે છે.

સુધારો ૩: ભઠ્ઠીના સ્થાનિક માળખાકીય સુધારાઓ (આકૃતિ ૪)

1. ભઠ્ઠીના કવરની અંદરની ધારમાં સુધારો, ક્રુસિબલના ઉપરના ભાગ પર ઘસારો અસરકારક રીતે અટકાવે છે અને ભઠ્ઠીની સીલિંગમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે.
2. ખાતરી કરો કે પ્રતિકાર વાયર ક્રુસિબલના તળિયા સાથે સમતળ છે, જે તળિયાને પૂરતા પ્રમાણમાં ગરમ ​​કરવાની ખાતરી આપે છે.
3. ક્રુસિબલ હીટિંગ પર ટોપ ફાઇબર બ્લેન્કેટ સીલની અસર ઓછી કરવી, ક્રુસિબલની ટોચ પર પૂરતી ગરમી સુનિશ્ચિત કરવી અને ઓછા તાપમાનના ઓક્સિડેશનની અસરો ઘટાડવી.

સુધારો ૪: ક્રુસિબલ ઉપયોગ પ્રક્રિયાઓને રિફાઇન કરવી

ઉપયોગ કરતા પહેલા, ભેજ દૂર કરવા માટે ક્રુસિબલને ભઠ્ઠીમાં 200 ℃ થી નીચેના તાપમાને 1-2 કલાક માટે ગરમ કરો. પહેલાથી ગરમ કર્યા પછી, તાપમાન ઝડપથી 850-900 ℃ સુધી વધારો, આ તાપમાન શ્રેણીમાં ઓક્સિડેશન ઘટાડવા માટે 300-600 ℃ વચ્ચે રહેવાનો સમય ઓછો કરો. ત્યારબાદ, તાપમાનને કાર્યકારી તાપમાન સુધી ઘટાડો અને સામાન્ય કામગીરી માટે એલ્યુમિનિયમ પ્રવાહી સામગ્રી દાખલ કરો.

ક્રુસિબલ પર રિફાઇનિંગ એજન્ટોની કાટ લાગતી અસરોને કારણે, યોગ્ય ઉપયોગ પ્રોટોકોલનું પાલન કરો. નિયમિત સ્લેગ દૂર કરવું જરૂરી છે અને જ્યારે ક્રુસિબલ ગરમ હોય ત્યારે તે કરવું જોઈએ, કારણ કે અન્યથા સ્લેગ સાફ કરવું પડકારજનક બની જાય છે. ઉપયોગના પછીના તબક્કામાં ક્રુસિબલની થર્મલ વાહકતા અને ક્રુસિબલ દિવાલો પર વૃદ્ધત્વની હાજરીનું સતર્ક નિરીક્ષણ મહત્વપૂર્ણ છે. બિનજરૂરી ઉર્જા નુકશાન અને એલ્યુમિનિયમ પ્રવાહી લિકેજ ટાળવા માટે સમયસર રિપ્લેસમેન્ટ કરવા જોઈએ.

3. સુધારણા પરિણામો

સુધારેલા ક્રુસિબલનું આયુષ્ય વધ્યું છે તે નોંધપાત્ર છે, જે લાંબા સમય સુધી થર્મલ વાહકતા જાળવી રાખે છે, સપાટી પર કોઈ તિરાડ જોવા મળતી નથી. વપરાશકર્તા પ્રતિસાદ સુધારેલ કામગીરી સૂચવે છે, જે માત્ર ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો જ નહીં પરંતુ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં પણ નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

4. નિષ્કર્ષ

1. આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસ્ડ માટી ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ્સ કામગીરીની દ્રષ્ટિએ પરંપરાગત ક્રુસિબલ્સ કરતાં વધુ સારું પ્રદર્શન કરે છે.
2. શ્રેષ્ઠ કામગીરી માટે ભઠ્ઠીનું માળખું ક્રુસિબલના કદ અને બંધારણ સાથે મેળ ખાતું હોવું જોઈએ.
3. ક્રુસિબલનો યોગ્ય ઉપયોગ તેના આયુષ્યમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે, ઉત્પાદન ખર્ચને અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરે છે.

ક્રુસિબલ ફર્નેસ ટેકનોલોજીના ઝીણવટભર્યા સંશોધન અને ઑપ્ટિમાઇઝેશન દ્વારા, ઉન્નત કામગીરી અને આયુષ્ય ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અને ખર્ચ બચતમાં નોંધપાત્ર ફાળો આપે છે.