I. Raziskovalno ozadje
Staljene kovine iz aluminija in bakra imajo močno prepustnost in kemično jedkost. Tradicionalni glineni grafitni lončki imajo kratko življenjsko dobo, pri čemer je staljeni material nagnjen k pronicanju. Čisti grafitni lončki trpijo hude izgube zaradi oksidacije v visoko-temperaturnem zračnem okolju. Grafitni lonček, ojačan s silicijevim karbidom, kot osnovni material uporablja kosmičast grafit in je modificiran z delci SiC, zaradi česar je trenutno glavni potrošni material v industriji litja aluminija in bakra. Ta članek združuje izmerjene podatke iz več kot 30 tovarn za litje aluminija in bakra na Kitajskem, izvaja horizontalno primerjavo celovite zmogljivosti treh glavnih lončkov in izračuna dolgoročne-celotne stroške.
II. Primerjava materialov in lastnosti treh vrst lončkov
1. Glineni kompozitni grafitni lonček: Grafit v kombinaciji z ognjevzdržno glino, nizka cena, visoka poroznost, močno prodiranje tekočine iz aluminija, primeren le za nizko-frekvenčno in-taljenje v majhnem obsegu;
2. Navadni grafitni lonček visoke -čistosti: brez primesi gline, visoke čistosti, vendar brez ojačitvene faze z antioksidanti, zunanja stena hitro napraši in poči v zračnem okolju 1400 stopinj;
3. SiC ojačan grafitni lonček: grafitna osnova s 35 %-60 % delcev silicijevega karbida enakomerno porazdeljenih, zgoščeno oblikovanje, bistveno izboljšane tri kazalnike odpornosti proti eroziji aluminija in bakra, protioksidaciji in odpornosti na termični udar.
III. Dejanski podatki o tovarniški meritvi življenjske dobe
Testni pogoji: srednje{0}}frekvenčna indukcijska peč, neprekinjeno taljenje aluminijeve zlitine 6061 in bakra T2, 8-urna neprekinjena proizvodnja na dan
1. Glineni grafitni lonček: v povprečju je bilo odpadnih 85 od 6061 taljenih aluminijevih zlitin in 62 od 2200 taljenih bakrenih zlitin;
2. Navadni grafitni lonček visoke -čistosti: 160 od 6061 talilnih aluminijevih zlitin in 125 od 2200 talilnih bakra je bilo zavrženih;
3. SiC ojačan grafitni lonček: 295 od 6061 talilnih aluminijevih zlitin in 268 od 2200 talilnih bakra je bilo umaknjenih.
IV. Analiza stroškov uporabe celotnega-cikla
Na podlagi povprečnega dnevnega taljenja 10 peči in skupne letne proizvodnje 300 dni: Glineni lonček ima nizko nabavno ceno, vendar je pogostost zamenjave visoka, skupaj z izgubo dela med zaustavitvijo stroja za menjavo lončka, izgubo kovine zaradi pronicanja in letni skupni strošek je najvišji; SiC lonček ima nabavno ceno za 40 % višjo, vendar se življenjska doba podaljša za 2,8-4-krat, izguba ob zaustavitvi stroja se zmanjša za 70 %, stopnja izkoristka kovine se poveča za 0,4 % in srednje velike livarne lahko prihranijo 32.000 juanov ali več pri stroških potrošnega materiala in surovin skozi vse leto.
V. Zaključek raziskave
Za velike-proizvodne linije za taljenje aluminija in bakra ima grafitni lonček, ojačan s SiC, najboljšo skupno stroškovno učinkovitost; Za scenarije kratkotrajnega-, majhnega-in nizko{3}}proračunskega začasnega taljenja je mogoče izbrati glineni grafitni lonček; Grafitni lončki brez -SiC-visoke čistosti so primerni samo za vakuumsko zaprta talilna okolja in niso primerni za neprekinjeno taljenje aluminija in bakra v zračni atmosferi.
