قابلیت اطمینان روتور در دمای بالا و کارکرد مداوم طولانی، تمرکز جدیدی در ذوب آلومینیوم می‌شود

همچنان که خطوط فرآوری آلومینیوم جهانی به سمت ... حرکت می‌کننددمای بالاتر، تولید مداوم طولانی‌تر و تعداد کمتری از خاموشی‌های ناشی از تعمیرات و نگهداریاطمینان از اینکه روتورهای گاززدایی گرافیتی در شرایط سخت پایدار و قابل اعتماد باقی می‌مانند، به یک نگرانی کلیدی برای کارخانه‌های ذوب آلومینیوم تبدیل شده است.

اخیراً، یک ارائه‌دهنده‌ی راه‌حل‌های مهندسی سطح و پوشش در صنعت، یک راه‌حل قابل اعتماد را به‌طور خاص برای روتورهای گاززدایی گرافیتی که در شرایط دمای بالا و طولانی‌مدت کار می‌کنند، راه‌اندازی کرده است. این راه‌حل قبلاً در چندین کارخانه‌ی آلومینیوم پیاده‌سازی شده و توجه گسترده‌ای را به خود جلب کرده است.

۱. دمای بالا + چرخه‌های طولانی

با ارتقاء محصولات آلیاژ آلومینیوم و افزایش سطح اتوماسیون، زمان اجرای بسیاری از خطوط ذوب و ریخته‌گری به طور قابل توجهی افزایش یافته است. اکنون رایج است که روتورها در آلومینیوم مذاب غوطه‌ور شوند.۷۰۰ تا ۷۵۰ درجه سانتیگراد یا حتی بالاتربرای مدت طولانی در حالی که به طور مداوم در حال چرخش است.

تحت این شرایط، روتورهای گرافیتی معمولی مستعد موارد زیر هستند:

• اکسیداسیون تسریع‌شده در دمای بالا، که باعث زبری و پوسته‌پوسته شدن سریع سطح می‌شود؛

• ترک یا حتی شکستگی به دلیل شوک حرارتی ترکیبی و فشار مکانیکی؛

• پوسته پوسته شدن و ورقه ورقه شدن پوشش ناشی از عدم تطابق انبساط حرارتی بین پوشش و گرافیت؛

• کاهش قابل توجه راندمان گاززدایی با گذشت زمان، که منجر به نقص‌های تخلخل بیشتر می‌شود.

۲. از مواد تا پوشش

برای شرایط عملیاتی با دمای بالا و مدت زمان طولانی، راه حل جدید عبارت است ازنهفقط در مورد «افزودن یک لایه پوشش» روی روتورهای موجود است. در عوض، کل سیستم را بهینه می‌کند - از انتخاب زیرلایه گرافیتی و ساختار روتور گرفته تا سیستم پوشش و کنترل فرآیند:

• انتخاب دقیق زیرلایه گرافیتی
  با کنترل چگالی گرافیت، ساختار منافذ و خواص ناهمسانگرد، این محلول غلظت تنش داخلی و مسیرهای اکسیداسیون را کاهش می‌دهد و پایه محکمی برای عملکرد طولانی مدت در دمای بالا ایجاد می‌کند.

• ساختار روتور برای قابلیت اطمینان طراحی شده است
  پروانه، کانال‌های جریان و بخش‌های انتقال از نظر ساختاری بهینه شده‌اند تا گوشه‌های تیز و مقاطع ضعیف در نواحی پرفشار حذف شوند و مقاومت در برابر شوک حرارتی بهبود یابد.

• پوشش‌های دما بالا با فلسفه «تطبیق»
  سیستم‌های پوشش کامپوزیتی با ضرایب انبساط حرارتی نزدیک‌تر به گرافیت استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها نه تنها مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و خوردگی ایجاد می‌کنند، بلکه ترک‌خوردگی و پوسته‌پوسته شدن ناشی از عدم تطابق حرارتی را نیز کاهش می‌دهند.

• کنترل فرآیند بر لایه‌های «متراکم و یکنواخت» متمرکز است
  این محلول از طریق پیش‌تیمار چند مرحله‌ای و فرآیندهای پوشش‌دهی کنترل‌شده، چگالی و چسبندگی پوشش را بهبود می‌بخشد و از قرار گرفتن زودهنگام زیرلایه گرافیتی در معرض جریان چرخشی طولانی‌مدت و فرسایش جلوگیری می‌کند.

نتایج میدانی

در کارخانه‌های ذوب آلومینیوم که فناوری جدید را پذیرفته‌اندروتورهای گاززدایی گرافیتی، نتایج تحت شرایط فرآیندی قابل مقایسه عبارتند از:

• افزایش قابل توجه عمر مفید هر روتور، با تعویض کمتر روتور؛

• عملکرد پایدارتر در گاززدایی، با تخلخل و مشکلات آخال کمتر در ریخته‌گری‌های طولانی مدت؛

• کاهش زمان از کارافتادگی برای تعمیر و نگهداری، که منجر به افزایش زمان آماده به کار و بهره‌وری کلی خط تولید می‌شود؛

• کاهش قابل توجه در حوادث ناگهانی ناشی از شکستگی روتور یا لایه لایه شدن پوشش.

قابل پیش‌بینی است که هر کسی که بتواند ابتدا چالش‌های قابلیت اطمینان روتورهای گاززدایی گرافیتی را تحت دمای بالا و کارکرد طولانی مدت حل کند، در دور بعدی ارتقاء فرآیند ذوب آلومینیوم، پیشتاز خواهد بود. پیرامون موضوع «مقابله با فرآیندهای سخت»، استقرار فنی و محصول به میدان نبرد جدیدی تبدیل شده است که در آن هم صنعت آلومینیوم و هم تأمین‌کنندگان روتور تلاش‌های خود را تشدید می‌کنند.