I. Pozadina istraživanja
Aluminij i bakar rastaljeni metali posjeduju jaku propusnost i hemijsku korozivnost. Tradicionalne glinene grafitne lončiće imaju kratak vijek trajanja, sa rastopljenim materijalom sklonim prodiranju. Čisti grafitni lončići trpe velike gubitke oksidacije u visoko-temperaturnom zračnom okruženju. Grafitni lončić ojačan silicijum-karbidom koristi grafit u pahuljicama kao osnovni materijal i modificiran je česticama SiC, što ga čini glavnim potrošnim materijalom u industriji livenja aluminija i bakra. Ovaj rad kombinuje izmerene podatke iz preko 30 fabrika za livenje aluminijuma i bakra u Kini, vrši horizontalno poređenje sveobuhvatnih performansi tri glavna lonca i izračunava dugoročnu{6}}obuhvatnu cenu.
II. Poređenje materijala i svojstava tri vrste lonaca
1. Glineni kompozitni grafitni lonac: Grafit u kombinaciji sa vatrostalnom glinom, niske cijene, visoke poroznosti, jake penetracije aluminijske tekućine, pogodan samo za nisko{1}}i topljenje malih-razmjera;
2. Uobičajeni grafitni lonac visoke{1}}ne čistoće: bez primjesa gline, visoke čistoće, ali bez antioksidantne ojačane faze, vanjski zid se brzo puderi i puca u zračnom okruženju od 1400 stepeni;
3. SiC ojačani grafitni lončić: Grafitna baza sa 35%-60% čestica silicijum karbida ravnomerno raspoređenih, zgusnuto oblikovanje, značajno poboljšana tri indikatora otpornosti na eroziju aluminijuma i bakra, antioksidaciju i otpornost na termalni udar.
III. Stvarni tvornički mjerni vijek trajanja
Uslovi ispitivanja: srednje{0}}indukcijska peć, kontinuirano topljenje legure aluminijuma 6061 i bakra T2, kontinuirana proizvodnja 8 sati dnevno
1. Glineni grafitni lončić: U prosjeku, 85 od 6061 topljenja legure aluminijuma i 62 od 2200 topljenih bakra je rashodovano;
2. Obični grafitni lončić visoke čistoće: 160 od 6061 topljenih aluminijskih legura i 125 od 2200 topljenih bakra je rashodovano;
3. SiC ojačani grafitni lončić: 295 od 6061 taljenja legure aluminijuma i 268 od 2200 taljenja bakra su odbačeni.
IV. Analiza troška korištenja punog-ciklusa
Na osnovu prosečnog dnevnog topljenja od 10 peći i ukupne godišnje proizvodnje od 300 dana: glineni lončić ima nisku nabavnu cenu, ali je učestalost zamene visoka, zajedno sa gubitkom rada tokom gašenja mašine za zamenu lončića, gubitkom metala od curenja, a godišnji sveobuhvatni trošak je najveći; SiC lončić ima nabavnu cijenu za 40% veću, ali se vijek trajanja produžava za 2,8-4 puta, gubitak mašine nakon isključivanja je smanjen za 70%, stopa oporavka metala je povećana za 0,4%, a srednje tvornice za livenje mogu uštedjeti 32.000 juana ili više na potrošnom materijalu i troškovima sirovina tokom cijele godine.
V. Zaključak istraživanja
Za velike-proizvodne linije za topljenje aluminijuma i bakra, grafitni lončić ojačan SiC-om ima najbolje ukupne troškove; Za kratkoročne-privremene scenarije topljenja, malih-i niskobudžetnih{3}}privremenih scenarija, može se odabrati glineni grafitni lončić; Grafitne lončiće visoke -čistoće bez SiC- pogodne su samo za okruženja za topljenje u vakuumu i nisu prikladne za kontinuirano topljenje aluminijuma i bakra u zračnoj atmosferi.
