Дослідження Температурних Полів Процесу Графітування Вуглецевих Виробів

Abstract

Виробництво графітованої продукції складне, багатостадійне та дуже енергоємне. На процес графітування впливає цілий ряд факторів, та головним чинником, який визначає якість готової продукції є температурний режим обробки. Ця обставина зумовлює необхідність дослідження температурних полів, які формуються під час графітування вуглецевих виробів. У існуючих дослідженнях, які хоч і мають практичну цінність, та їх напрям і результати не спрямовані на побудову системи керування процесом. Підвищення ефективності останнього пов’язане зі створенням ефективної системи керування. Звичайно, для цього необхідне експериментальне дослідження на промисловому обладнанні та воно неможливе, оскільки може принести великі фінансові затрати у зв’язку з реальною загрозою випуску бракованої продукції, та можливістю створення аварійної ситуації. У цих умовах єдиною альтернативою промисловим експериментам є дослідження за допомогою методу математичного моделювання. Процес графітування умовно можна поділити на два етапи – нагрівання та охолодження. Проводилось дослідження для чотирьох типів завантажень: заготовки діаметром 400, 500, 600 мм, а також комбіноване завантаження. Результати досліджень показали, що нагрівання заготовок при різних типах завантаження печі відбувається із суттєво різною інтенсивністю. Характерною особливістю процесу нагрівання є те, що найбільший перепад температур в усіх заготовках спостерігається фактично в один і той самий час, але цей час різний для варіацій діаметрів. Як і очікувалось, швидкість охолодження заготовок залежить від їх розмірів: чим більший діаметр, тим довше вони остигають, причому різниця у тривалості охолодження досить суттєва. Тобто, результати досліджень показали, що температурні поля процесу графітування вуглецевих виробів як у режимі нагрівання, так і у режимі охолодження суттєво залежать від типу заготовок, що завантажуються у піч, а також від їх розташування. Враховуючи суттєву температурну розподіленість процесу графітування, визначені місця розташування заготовок з найбільшою та найменшою температурами у досліджуваних режимах, які не змінюються у залежності від типу завантаження. На підставі проведеного дослідження повинна бути розроблена система керування процесом графітування вуглецевих виробів.