I. 研究の背景
アルミニウムや銅の溶融金属は、強い浸透性と化学的腐食性を持っています。従来の粘土黒鉛るつぼは耐用年数が短く、溶融した材料が浸透しやすいためです。純粋な黒鉛るつぼは、高温の空気環境では深刻な酸化損失を受けます。-。炭化ケイ素強化黒鉛るつぼは、鱗片状黒鉛を基材とし、SiC粒子で改質したもので、現在アルミ・銅鋳造業界で主流の消耗品です。この論文では、中国の 30 を超えるアルミニウムおよび銅の鋳造工場からの測定データを組み合わせ、3 つの主流るつぼの総合的な性能を水平比較し、長期的な総合コストを計算しています。{6}}
II. 3種類のるつぼの材質と特性の比較
1. 粘土複合黒鉛るつぼ: グラファイトと耐火性粘土を組み合わせたもので、低コスト、多孔性が高く、アルミニウムの液体の浸透が激しく、低周波数および小規模の溶解にのみ適しています。-
2. 通常の高純度黒鉛るつぼ: 粘土混合物は含まれておらず、高純度ですが、酸化防止剤の強化相が含まれていないため、1400 度の空気環境で外壁が急速に粉化し、亀裂が生じます。
3. SiC 強化グラファイトるつぼ: 35%-60% の炭化ケイ素粒子を含むグラファイトベースが均一に分散され、緻密な成形により、アルミニウムと銅の耐侵食性、抗酸化性、および耐熱衝撃性の 3 つの指標が大幅に向上しました。
Ⅲ．工場寿命実測データ
試験条件: 中周波誘導炉、6061 アルミニウム合金と T2 銅の連続溶解、1 日あたり 8 時間の連続生産
1. 粘土黒鉛るつぼ: 平均して、6061 個のアルミニウム合金溶解物のうち 85 個が、2200 個の銅溶解物のうち 62 個が廃棄されました。
2. 通常の高純度黒鉛るつぼ: 6061 アルミニウム合金溶解物のうち 160 個と、2200 個の銅溶解物のうち 125 個が廃棄されました。
3. SiC 強化黒鉛るつぼ: 6061 個のアルミニウム合金溶解物のうち 295 個と、2200 個の銅溶解物のうち 268 個が廃棄されました。
IV.全サイクル使用コストの分析-
1日平均溶解炉10基、年間総生産量300日を基にすると、粘土るつぼは購入価格が安いものの、交換頻度が高く、るつぼ交換のための機械停止時の労働損失、金属の浸出損失が発生し、年間総合コストが最も高くなります。 SiCるつぼの購入価格は40%高いですが、耐用年数は2.8-4倍伸び、機械停止損失は70%減少し、金属回収率は0.4%増加し、中規模鋳造工場は年間を通じて消耗品と原材料費を32,000元以上節約できます。
V. 研究の結論
大規模なアルミニウムと銅の製錬生産ラインでは、SiC 強化グラファイトるつぼが全体的なコスト パフォーマンスに最も優れています。-短期、小規模、低予算の一時的な製錬シナリオでは、粘土黒鉛るつぼを選択できます。-高純度-SiC-フリーの黒鉛るつぼは、真空密閉された製錬環境にのみ適しており、大気雰囲気中での連続的なアルミニウムおよび銅の製錬には適していません。
