روش تهیه‌ی پودر با مقاومت بالابوته کاربید سیلیکون گرافیتیبرای ذوب فلزات شامل مراحل زیر است: ۱) آماده‌سازی مواد اولیه؛ ۲) مخلوط کردن اولیه؛ ۳) خشک کردن مواد؛ ۴) خرد کردن و غربالگری؛ ۵) آماده‌سازی مواد ثانویه؛ ۶) مخلوط کردن ثانویه؛ ۷) پرس و قالب‌گیری؛ ۸) برش و پیرایش؛ ۹) خشک کردن؛ ۱۰) لعاب‌کاری؛ ۱۱) پخت اولیه؛ ۱۲) اشباع‌سازی؛ ۱۳) پخت ثانویه؛ ۱۴) پوشش‌دهی؛ ۱۵) محصول نهایی. بوته تولید شده با استفاده از این فرمول و فرآیند تولید جدید، مقاومت بالایی در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارد. میانگین طول عمر بوته به ۷-۸ ماه می‌رسد و دارای ساختار داخلی یکنواخت و بدون نقص، استحکام بالا، دیواره‌های نازک و رسانایی حرارتی خوب است. علاوه بر این، لایه لعاب و پوشش روی سطح، همراه با فرآیندهای خشک کردن و پخت چندگانه، مقاومت در برابر خوردگی محصول را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد و مصرف انرژی را تقریباً ۳۰٪ کاهش می‌دهد و درجه بالایی از شیشه‌ای شدن را به همراه دارد.
این روش شامل حوزه ریخته‌گری متالورژی غیرآهنی، به ویژه روش تهیه بوته کاربید سیلیکون گرافیتی با استحکام بالا برای ذوب فلز است.
[فناوری پیش‌زمینه] بوته‌های مخصوص کاربید سیلیکون گرافیتی عمدتاً در فرآیندهای ریخته‌گری و آهنگری فلزات غیرآهنی و همچنین در بازیابی و تصفیه فلزات گرانبها و تولید محصولات مقاوم در برابر دمای بالا و خوردگی مورد نیاز برای پلاستیک، سرامیک، شیشه، سیمان، لاستیک و داروسازی و همچنین ظروف مقاوم در برابر خوردگی مورد نیاز در صنعت پتروشیمی استفاده می‌شوند.
فرمولاسیون‌ها و فرآیندهای تولید موجود برای بوته‌های مخصوص گرافیت سیلیکون کاربید، محصولاتی با طول عمر متوسط ۵۵ روز تولید می‌کنند که بسیار کوتاه است. هزینه‌های استفاده و تولید همچنان در حال افزایش است و میزان ضایعات تولید شده نیز زیاد است. بنابراین، تحقیق در مورد نوع جدیدی از بوته‌های مخصوص گرافیت سیلیکون کاربید و فرآیند تولید آن، یک مشکل فوری برای حل است، زیرا این بوته‌ها کاربردهای قابل توجهی در زمینه‌های مختلف شیمیایی صنعتی دارند.
[0004] برای رفع مشکلات فوق، روشی برای تهیه بوته‌های کاربید سیلیکون گرافیتی با استحکام بالا برای ذوب فلزات ارائه شده است. محصولات تهیه شده طبق این روش در برابر دماهای بالا و خوردگی مقاوم هستند، عمر طولانی دارند و در طول تولید باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، حفاظت از محیط زیست و نرخ بالای بازیافت ضایعات می‌شوند و گردش و استفاده از منابع را به حداکثر می‌رسانند.
روش تهیه بوته‌های کاربید سیلیکون گرافیتی با استحکام بالا برای ذوب فلز شامل مراحل زیر است:
- آماده‌سازی مواد اولیه: کاربید سیلیکون، گرافیت، خاک رس و سیلیکون فلزی توسط جرثقیل در مخزن‌های مواد تشکیل‌دهنده مربوطه قرار می‌گیرند و برنامه PLC به طور خودکار تخلیه و وزن هر ماده را با توجه به نسبت مورد نیاز کنترل می‌کند. شیرهای پنوماتیک تخلیه را کنترل می‌کنند و حداقل دو حسگر وزن در پایین هر مخزن مواد تشکیل‌دهنده قرار داده شده است. پس از توزین، مواد توسط یک چرخ دستی متحرک خودکار در دستگاه مخلوط‌کن قرار می‌گیرند. مقدار اولیه افزودن کاربید سیلیکون 50٪ از کل مقدار آن است.
- اختلاط ثانویه: پس از مخلوط شدن مواد اولیه در دستگاه مخلوط کن، آنها به داخل یک قیف بافر تخلیه می‌شوند و مواد موجود در قیف بافر توسط یک بالابر سطلی برای اختلاط ثانویه به قیف مخلوط کن منتقل می‌شوند. یک وسیله حذف آهن در قسمت تخلیه بالابر سطلی قرار دارد و یک وسیله اضافه کردن آب بالای قیف مخلوط کن قرار دارد تا همزمان با هم زدن، آب اضافه شود. سرعت اضافه کردن آب 10 لیتر در دقیقه است.
- خشک کردن مواد: مواد مرطوب پس از مخلوط شدن، در دستگاه خشک‌کن با دمای ۱۲۰ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد خشک می‌شوند تا رطوبت آنها گرفته شود. پس از خشک شدن کامل، مواد برای خنک شدن طبیعی خارج می‌شوند.
- خرد کردن و غربالگری: مواد خشک شده و توده شده برای خردایش اولیه وارد تجهیزات خرد کردن و غربالگری می‌شوند، سپس برای خردایش بیشتر وارد یک خردکن متقابل می‌شوند و همزمان از یک تجهیزات غربالگری با مش ۶۰ عبور می‌کنند. ذرات بزرگتر از ۰.۲۵ میلی‌متر برای بازیافت جهت خردایش اولیه، خرد کردن و غربالگری بیشتر بازگردانده می‌شوند، در حالی که ذرات کوچکتر از ۰.۲۵ میلی‌متر به یک قیف فرستاده می‌شوند.
- آماده‌سازی مواد ثانویه: مواد موجود در قیف تخلیه برای آماده‌سازی ثانویه به دستگاه بچینگ منتقل می‌شوند. 50٪ باقیمانده کاربید سیلیکون در طول آماده‌سازی ثانویه اضافه می‌شود. مواد پس از آماده‌سازی ثانویه برای مخلوط کردن مجدد به دستگاه مخلوط‌کن ارسال می‌شوند.
- اختلاط ثانویه: در طول فرآیند اختلاط ثانویه، یک محلول مخصوص با ویسکوزیته از طریق یک دستگاه مخصوص افزودن محلول با وزن مخصوص به قیف اختلاط اضافه می‌شود. محلول مخصوص توسط یک سطل توزین وزن شده و به قیف اختلاط اضافه می‌شود.
- پرس و قالب‌گیری: مواد پس از اختلاط ثانویه به قیف دستگاه پرس ایزواستاتیک ارسال می‌شوند. پس از بارگیری، تراکم، مکش و تمیز کردن در قالب، مواد در دستگاه پرس ایزواستاتیک پرس می‌شوند.
- برش و پیرایش: این شامل برش ارتفاع و پیرایش خارهای بوته می‌شود. برش توسط دستگاه برش انجام می‌شود تا بوته به ارتفاع مورد نیاز بریده شود و خارها پس از برش، پیرایش می‌شوند.
- خشک کردن: بوته، پس از برش و صاف شدن در مرحله (8)، برای خشک شدن به یک کوره خشک کن با دمای خشک کردن 120-150 درجه سانتیگراد فرستاده می‌شود. پس از خشک شدن، به مدت 1-2 ساعت گرم نگه داشته می‌شود. کوره خشک کن مجهز به سیستم تنظیم مجرای هوا است که از چندین صفحه آلومینیومی قابل تنظیم تشکیل شده است. این صفحات آلومینیومی قابل تنظیم در دو طرف داخلی کوره خشک کن قرار گرفته‌اند و بین هر دو صفحه آلومینیومی یک مجرای هوا وجود دارد. فاصله بین هر دو صفحه آلومینیومی برای تنظیم مجرای هوا تنظیم می‌شود.
- لعاب کاری: لعاب از مخلوط کردن مواد لعاب با آب، شامل بنتونیت، خاک نسوز، پودر شیشه، پودر فلدسپات و سدیم کربوکسی متیل سلولز ساخته می‌شود. لعاب به صورت دستی و با قلم مو در حین لعاب کاری اعمال می‌شود.
- پخت اولیه: بوته با لعاب اعمال شده یک بار در کوره به مدت ۲۸ تا ۳۰ ساعت پخته می‌شود. برای بهبود راندمان پخت، یک بستر کوره لابیرنت با اثر آب‌بندی و انسداد هوا در کف کوره قرار می‌گیرد. بستر کوره دارای یک لایه زیرین از پنبه آب‌بندی است و بالای پنبه آب‌بندی، یک لایه آجر عایق وجود دارد که بستر کوره لابیرنت را تشکیل می‌دهد.
- اشباع: بوته پخته شده برای اشباع تحت خلاء و فشار در مخزن اشباع قرار می‌گیرد. محلول اشباع از طریق یک خط لوله آب‌بندی شده به مخزن اشباع منتقل می‌شود و زمان اشباع ۴۵-۶۰ دقیقه است.
- پخت ثانویه: بوته آغشته شده به مدت ۲ ساعت در کوره برای پخت ثانویه قرار می‌گیرد.
- پوشش: پس از پخت ثانویه، سطح بوته با رنگ رزین اکریلیک پایه آب پوشانده می‌شود.
- محصول نهایی: پس از تکمیل پوشش، سطح خشک می‌شود و پس از خشک شدن، بوته بسته‌بندی و انبار می‌شود.
زمان ارسال: 20 مارس 2024