طريقة تحضير بوتقة كربيد السيليكون الجرافيتي عالية القوة لصهر المعادن

طريقة تحضير عالية القوةبوتقة كربيد السيليكون الجرافيتتتضمن عملية صهر المعادن الخطوات التالية: 1) تحضير المواد الخام؛ 2) الخلط الأولي؛ 3) تجفيف المواد؛ 4) التكسير والغربلة؛ 5) تحضير المواد الثانوية؛ 6) الخلط الثانوي؛ 7) الضغط والقولبة؛ 8) القطع والتشذيب؛ 9) التجفيف؛ 10) التزجيج؛ 11) الحرق الأولي؛ 12) التشريب؛ 13) الحرق الثانوي؛ 14) الطلاء؛ 15) المنتج النهائي. تتميز البوتقة المنتجة باستخدام هذه التركيبة الجديدة وعملية الإنتاج بمقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية ومقاومة للتآكل. يصل متوسط ​​عمر البوتقة إلى 7-8 أشهر، وتتميز بهيكل داخلي موحد وخالٍ من العيوب، وقوة عالية، وجدران رقيقة، وموصلية حرارية جيدة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل طبقة التزجيج والطلاء على السطح، إلى جانب عمليات التجفيف والحرق المتعددة، على تحسين مقاومة المنتج للتآكل بشكل كبير وتقليل استهلاك الطاقة بنسبة 30% تقريبًا، مع درجة عالية من التزجيج.

تتعلق هذه الطريقة بمجال صب المعادن غير الحديدية، وخاصة طريقة تحضير بوتقة كربيد السيليكون الجرافيتي عالية القوة لصهر المعادن.

[تكنولوجيا الخلفية] تُستخدم بوتقات كربيد السيليكون الجرافيتية الخاصة بشكل أساسي في عمليات صب وتشكيل المعادن غير الحديدية، وكذلك في استعادة وتكرير المعادن الثمينة، وإنتاج المنتجات عالية الحرارة والمقاومة للتآكل المطلوبة لتصنيع البلاستيك والسيراميك والزجاج والأسمنت والمطاط والأدوية، بالإضافة إلى الحاويات المقاومة للتآكل المطلوبة في صناعة البتروكيماويات.

تُنتج تركيبات بوتقات كربيد السيليكون الجرافيتية الخاصة وعمليات إنتاجها الحالية منتجات بمتوسط ​​عمر افتراضي يبلغ 55 يومًا، وهو عمر قصير جدًا. وتستمر تكاليف الاستخدام والإنتاج في الارتفاع، كما أن كمية النفايات الناتجة عنها مرتفعة. لذلك، يُعدّ البحث عن نوع جديد من بوتقات كربيد السيليكون الجرافيتية الخاصة وعمليات إنتاجها مشكلة ملحة، نظرًا لتطبيقاتها المهمة في مختلف المجالات الكيميائية الصناعية.

لمعالجة هذه المشكلات، تُقدّم طريقة لتحضير بوتقات كربيد السيليكون الجرافيتية عالية القوة لصهر المعادن. تتميز المنتجات المُحضّرة بهذه الطريقة بمقاومتها لدرجات الحرارة العالية والتآكل، وعمرها الافتراضي الطويل، وتحقق توفيرًا في الطاقة، وخفضًا في الانبعاثات، وحمايةً للبيئة، ومعدلات عالية لإعادة تدوير النفايات أثناء الإنتاج، مما يُحسّن من تداول الموارد واستغلالها.

تتضمن طريقة تحضير بوتقات كربيد السيليكون الجرافيتي عالية القوة لصهر المعادن الخطوات التالية:

1. تحضير المواد الخام: تُوضع كربيد السيليكون، والجرافيت، والطين، والسيليكون المعدني في قواديس المكونات الخاصة بها بواسطة رافعة، ويتحكم برنامج PLC تلقائيًا في تفريغ ووزن كل مادة وفقًا للنسبة المطلوبة. تتحكم صمامات هوائية في التفريغ، ويوجد مستشعرا وزن على الأقل في أسفل كل قادوس مكونات. بعد الوزن، تُوضع المواد في آلة الخلط بواسطة عربة متحركة آلية. تُضاف 50% من إجمالي كمية كربيد السيليكون في البداية.
2. الخلط الثانوي: بعد خلط المواد الخام في آلة الخلط، تُفرّغ في قادوس عازل، ثم تُرفع المواد الموجودة في قادوس العازل إلى قادوس الخلط بواسطة رافعة دلوية لإجراء الخلط الثانوي. يُثبّت جهاز إزالة الحديد عند منفذ التفريغ الخاص برافعة الدلو، ويُثبّت جهاز إضافة الماء فوق قادوس الخلط لإضافة الماء مع التحريك. معدل إضافة الماء هو 10 لترات/دقيقة.
3. تجفيف المواد: تُجفف المادة الرطبة بعد الخلط في جهاز تجفيف بدرجة حرارة تتراوح بين ١٢٠ و١٥٠ درجة مئوية لإزالة الرطوبة. بعد التجفيف الكامل، تُنقل المادة إلى مكان التبريد الطبيعي.
4. التكسير والغربلة: تُدخل المواد المتكتلة المجففة إلى معدّات التكسير والغربلة للتكسير المسبق، ثم تُنقل إلى كسارة هجومية لمزيد من التكسير، وفي الوقت نفسه تمر عبر معدّات غربلة ذات 60 شبكة. تُعاد الجسيمات التي يزيد حجمها عن 0.25 مم لإعادة تدويرها لإجراء المزيد من عمليات التكسير المسبق والتكسير والغربلة، بينما تُرسل الجسيمات التي يقل حجمها عن 0.25 مم إلى قادوس.
5. التحضير الثانوي للمواد: تُنقل المواد الموجودة في قادوس التفريغ إلى آلة الخلط للتحضير الثانوي. تُضاف نسبة 50% المتبقية من كربيد السيليكون أثناء التحضير الثانوي. تُرسل المواد بعد التحضير الثانوي إلى آلة الخلط لإعادة خلطها.
6. الخلط الثانوي: أثناء عملية الخلط الثانوي، يُضاف محلول خاص ذو لزوجة عالية إلى قادوس الخلط عبر جهاز خاص لإضافة المحلول ذي كثافة نوعية. يُوزن المحلول الخاص بواسطة دلو وزن، ثم يُضاف إلى قادوس الخلط.
7. الضغط والقولبة: بعد الخلط الثانوي، تُرسل المواد إلى قادوس آلة الضغط المتوازن. بعد التحميل والضغط والتفريغ والتنظيف في القالب، تُضغط المواد في آلة الضغط المتوازنة.
8. القطع والتشذيب: يشمل ذلك قطع الارتفاع وتشذيب نتوءات البوتقة. يُجرى القطع باستخدام آلة قطع لقطع البوتقة إلى الارتفاع المطلوب، ثم تُشذّب النتوءات بعد القطع.
9. التجفيف: بعد قطع البوتقة وتشذيبها في الخطوة (8)، تُرسل إلى فرن تجفيف بدرجة حرارة تتراوح بين 120 و150 درجة مئوية. بعد التجفيف، تُحفظ دافئة لمدة ساعة إلى ساعتين. فرن التجفيف مزود بنظام تعديل مجرى الهواء، يتكون من عدة صفائح ألومنيوم قابلة للتعديل. تُرتب هذه الصفائح على الجانبين الداخليين لفرن التجفيف، مع وجود مجرى هواء بين كل صفيحتين من الألومنيوم. تُضبط المسافة بين كل صفيحتين لتنظيم مجرى الهواء.
10. التزجيج: يُصنع التزجيج بخلط مواد التزجيج بالماء، بما في ذلك البنتونيت، والطين الحراري، ومسحوق الزجاج، ومسحوق الفلسبار، وكربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم. يُوضع التزجيج يدويًا باستخدام فرشاة أثناء عملية التزجيج.
11. الحرق الأولي: تُحرق البوتقة المطليّة بالتزجيج مرة واحدة في الفرن لمدة ٢٨-٣٠ ساعة. لتحسين كفاءة الحرق، يُثبّت في قاع الفرن سرير فرن متاهة ذو خاصية مانعة للتسرب ومانعة للهواء. يحتوي سرير الفرن على طبقة سفلية من القطن المانع للتسرب، وفوقها طبقة من الطوب العازل، مما يُشكّل سرير فرن متاهة.
12. التشريب: توضع البوتقة المحروقة في خزان تشريب للتشريب تحت التفريغ والضغط. يُنقل محلول التشريب إلى خزان التشريب عبر أنبوب مُحكم الإغلاق، وتستغرق مدة التشريب من 45 إلى 60 دقيقة.
13. الحرق الثانوي: يتم وضع البوتقة المشبعة في الفرن للحرق الثانوي لمدة ساعتين.
14. الطلاء: يتم طلاء البوتقة بعد الحرق الثانوي على السطح بطلاء راتنجي أكريليك مائي.
15. المنتج النهائي: بعد الانتهاء من الطلاء يتم تجفيف السطح، وبعد التجفيف يتم تعبئة البوتقة وتخزينها.