I. Τρόπος ταξινόμησης των recarburizer
Οι καρμπυρατέρ μπορούν να χωριστούν χονδρικά σε τέσσερις τύπους ανάλογα με τις πρώτες ύλες τους.
1. Τεχνητός γραφίτης
Η κύρια πρώτη ύλη για την κατασκευή του τεχνητού γραφίτη είναι ο κονιοποιημένος υψηλής ποιότητας πυρωμένος οπτάνθρακας πετρελαίου, στον οποίο προστίθεται άσφαλτος ως συνδετικό υλικό και προστίθεται μικρή ποσότητα άλλων βοηθητικών υλικών. Αφού αναμειχθούν οι διάφορες πρώτες ύλες μεταξύ τους, συμπιέζονται και σχηματίζονται και στη συνέχεια υποβάλλονται σε επεξεργασία σε μη οξειδωτική ατμόσφαιρα στους 2500-3000 ° C για να γραφιτοποιηθούν. Μετά από επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας, η περιεκτικότητα σε τέφρα, θείο και αέριο μειώνεται σημαντικά.
Λόγω της υψηλής τιμής των προϊόντων τεχνητού γραφίτη, οι περισσότεροι από τους τεχνητούς γραφίτες που χρησιμοποιούνται συνήθως στα χυτήρια είναι ανακυκλωμένα υλικά όπως τσιπς, ηλεκτρόδια απορριμμάτων και μπλοκ γραφίτη κατά την κατασκευή ηλεκτροδίων γραφίτη για μείωση του κόστους παραγωγής.
Κατά την τήξη του όλκιμου σιδήρου, προκειμένου να γίνει υψηλή η μεταλλουργική ποιότητα του χυτοσιδήρου, ο τεχνητός γραφίτης θα πρέπει να είναι η πρώτη επιλογή για τον επανανθρακωτή.
2. Οπτάνθρακας πετρελαίου
Ο οπτάνθρακας πετρελαίου είναι ένας ευρέως χρησιμοποιούμενος επανανθρακωτής.
Ο οπτάνθρακας πετρελαίου είναι ένα υποπροϊόν που λαμβάνεται από τη διύλιση του αργού πετρελαίου. Τα υπολείμματα και οι θέσεις πετρελαίου που λαμβάνονται με απόσταξη υπό κανονική πίεση ή υπό μειωμένη πίεση ακατέργαστου πετρελαίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες για την παρασκευή οπτάνθρακα πετρελαίου και στη συνέχεια μπορεί να ληφθεί πράσινος οπτάνθρακας πετρελαίου μετά την οπτανθρακοποίηση. Η παραγωγή πράσινου οπτάνθρακα πετρελαίου είναι περίπου λιγότερο από το 5% της ποσότητας του αργού πετρελαίου που χρησιμοποιείται. Η ετήσια παραγωγή ακατέργαστου οπτάνθρακα πετρελαίου στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι περίπου 30 εκατομμύρια τόνοι. Η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες του πράσινου οπτάνθρακα πετρελαίου είναι υψηλή, επομένως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως επανανθρακωτής και πρέπει πρώτα να πυρωθεί.
Ο ακατέργαστος οπτάνθρακας πετρελαίου διατίθεται σε μορφή σφουγγαριού, βελονοειδούς, κοκκώδους και ρευστή.
Ο σπόγγος πετρελαϊκός οπτάνθρακας παρασκευάζεται με τη μέθοδο καθυστερημένης οπτανθρακοποίησης. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε θείο και μέταλλο, χρησιμοποιείται συνήθως ως καύσιμο κατά την πύρωση και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη για το πυρωμένο κοκ πετρελαίου. Ο πυρωμένος σπόγγος οπτάνθρακας χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανία αλουμινίου και ως επανανθρακωτής.
Ο οπτάνθρακας πετρελαίου βελόνας παρασκευάζεται με τη μέθοδο καθυστερημένης οπτανθρακοποίησης με πρώτες ύλες με υψηλή περιεκτικότητα σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες και χαμηλή περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες. Αυτός ο οπτάνθρακας έχει μια δομή που μοιάζει με βελόνα που σπάει εύκολα, που μερικές φορές ονομάζεται οπτάνθρακας γραφίτη, και χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή ηλεκτροδίων γραφίτη μετά την πύρωση.
Το κοκκώδες κοκ πετρελαίου έχει τη μορφή σκληρών κόκκων και παρασκευάζεται από πρώτες ύλες με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο και άσφαλτο με τη μέθοδο της καθυστερημένης οπτανθρακοποίησης και χρησιμοποιείται κυρίως ως καύσιμο.
Ο ρευστοποιημένος οπτάνθρακας πετρελαίου λαμβάνεται με συνεχή οπτανθρακοποίηση σε ρευστοποιημένη κλίνη.
Η πύρωση του οπτάνθρακα πετρελαίου είναι η απομάκρυνση του θείου, της υγρασίας και των πτητικών. Η φρύξη του πράσινου οπτάνθρακα πετρελαίου στους 1200-1350°C μπορεί να το κάνει ουσιαστικά καθαρό άνθρακα.
Ο μεγαλύτερος χρήστης πυρωμένου οπτάνθρακα πετρελαίου είναι η βιομηχανία αλουμινίου, το 70% της οποίας χρησιμοποιείται για την κατασκευή ανοδίων που μειώνουν τον βωξίτη. Περίπου το 6% του πυρωμένου οπτάνθρακα πετρελαίου που παράγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιείται για επανανθρακτήρες από χυτοσίδηρο.
3. Φυσικός γραφίτης
Ο φυσικός γραφίτης μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: νιφάδα γραφίτη και μικροκρυσταλλικό γραφίτη.
Ο μικροκρυσταλλικός γραφίτης έχει υψηλή περιεκτικότητα σε τέφρα και γενικά δεν χρησιμοποιείται ως επανανθρακωτής για χυτοσίδηρο.
Υπάρχουν πολλές ποικιλίες νιφάδων γραφίτη: ο γραφίτης με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα πρέπει να εκχυλιστεί με χημικές μεθόδους ή να θερμανθεί σε υψηλή θερμοκρασία για να αποσυντεθεί και να εξατμιστούν τα οξείδια σε αυτόν. Η περιεκτικότητα σε τέφρα στον γραφίτη είναι υψηλή, επομένως δεν είναι κατάλληλο να χρησιμοποιηθεί ως επανανθρακωτή. Ο γραφίτης μεσαίου άνθρακα χρησιμοποιείται κυρίως ως επανανθρακωτής, αλλά η ποσότητα δεν είναι μεγάλη.
4. Οπτάνθρακας άνθρακα και ανθρακίτης
Στη διαδικασία παραγωγής χάλυβα σε ηλεκτρικό τόξο, μπορεί να προστεθεί οπτάνθρακας ή ανθρακίτης ως επανανθρακωτής κατά τη φόρτιση. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε τέφρα και πτητικές ουσίες, ο χυτοσίδηρος τήξης σε επαγωγικό φούρνο σπάνια χρησιμοποιείται ως επανανθρακωτής.
Με τη συνεχή βελτίωση των απαιτήσεων προστασίας του περιβάλλοντος, δίνεται όλο και μεγαλύτερη προσοχή στην κατανάλωση πόρων και οι τιμές του χυτοσιδήρου και του οπτάνθρακα συνεχίζουν να αυξάνονται, με αποτέλεσμα την αύξηση του κόστους των χυτών. Όλο και περισσότερα χυτήρια αρχίζουν να χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς φούρνους για να αντικαταστήσουν την παραδοσιακή τήξη τρούλων. Στις αρχές του 2011, το εργαστήριο μικρών και μεσαίων ανταλλακτικών του εργοστασίου μας υιοθέτησε επίσης τη διαδικασία τήξης ηλεκτρικού κλιβάνου για να αντικαταστήσει την παραδοσιακή διαδικασία τήξης θόλου. Η χρήση μεγάλης ποσότητας σκραπ χάλυβα στην τήξη ηλεκτρικών κλιβάνων μπορεί όχι μόνο να μειώσει το κόστος, αλλά και να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες των χυτών, αλλά ο τύπος του χρησιμοποιούμενου επανανθρακωτή και η διαδικασία ενανθράκωσης διαδραματίζουν βασικό ρόλο.
II.Πώς να χρησιμοποιήσετε το recarburizστην τήξη σε επαγωγικό φούρνο
1. Οι κύριοι τύποι επανανθράκων
Υπάρχουν πολλά υλικά που χρησιμοποιούνται ως επανανθρακτήρες από χυτοσίδηρο, τα οποία συνήθως χρησιμοποιούνται είναι ο τεχνητός γραφίτης, ο πυρωμένος οπτάνθρακας πετρελαίου, ο φυσικός γραφίτης, ο οπτάνθρακας, ο ανθρακίτης και μείγματα από τέτοια υλικά.
(1) Τεχνητός γραφίτης Μεταξύ των διαφόρων μηχανών επανανθράκωσης που αναφέρονται παραπάνω, η καλύτερη ποιότητα είναι ο τεχνητός γραφίτης. Η κύρια πρώτη ύλη για την κατασκευή του τεχνητού γραφίτη είναι ο κονιοποιημένος υψηλής ποιότητας πυρωμένος οπτάνθρακας πετρελαίου, στον οποίο προστίθεται άσφαλτος ως συνδετικό υλικό και προστίθεται μικρή ποσότητα άλλων βοηθητικών υλικών. Αφού αναμειχθούν οι διάφορες πρώτες ύλες μεταξύ τους, συμπιέζονται και σχηματίζονται, και στη συνέχεια υποβάλλονται σε επεξεργασία σε μη οξειδωτική ατμόσφαιρα στους 2500-3000 °C για να γραφιτοποιηθούν. Μετά από επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας, η περιεκτικότητα σε τέφρα, θείο και αέριο μειώνεται σημαντικά. Εάν δεν υπάρχει οπτάνθρακας πετρελαίου που έχει φρυχθεί σε υψηλή θερμοκρασία ή με ανεπαρκή θερμοκρασία φρύξης, η ποιότητα του επανανθρακωτή θα επηρεαστεί σοβαρά. Επομένως, η ποιότητα του recarburizer εξαρτάται κυρίως από τον βαθμό γραφιτοποίησης. Ένας καλός επανανθρακωτής περιέχει άνθρακα γραφίτη (κλάσμα μάζας) Σε 95% έως 98%, η περιεκτικότητα σε θείο είναι 0,02% έως 0,05%, και η περιεκτικότητα σε άζωτο είναι (100 έως 200) × 10-6.
(2) Ο οπτάνθρακας πετρελαίου είναι ένας ευρέως χρησιμοποιούμενος επανανθρακωτής. Ο οπτάνθρακας πετρελαίου είναι ένα υποπροϊόν που λαμβάνεται από τη διύλιση του αργού πετρελαίου. Τα υπολείμματα και οι θέσεις πετρελαίου που λαμβάνονται από τακτική απόσταξη υπό πίεση ή απόσταξη κενού αργού πετρελαίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες για την παραγωγή οπτάνθρακα πετρελαίου. Μετά την οπτανθρακοποίηση, μπορεί να ληφθεί ακατέργαστο κοκ πετρελαίου. Η περιεκτικότητα είναι υψηλή και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως επανανθρακωτή και πρέπει πρώτα να πυρωθεί.
(3) Ο φυσικός γραφίτης μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: νιφάδα γραφίτη και μικροκρυσταλλικό γραφίτη. Ο μικροκρυσταλλικός γραφίτης έχει υψηλή περιεκτικότητα σε τέφρα και γενικά δεν χρησιμοποιείται ως επανανθρακωτής για χυτοσίδηρο. Υπάρχουν πολλές ποικιλίες νιφάδων γραφίτη: ο γραφίτης με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα πρέπει να εκχυλιστεί με χημικές μεθόδους ή να θερμανθεί σε υψηλή θερμοκρασία για να αποσυντεθεί και να εξατμιστούν τα οξείδια σε αυτόν. Η περιεκτικότητα σε τέφρα στον γραφίτη είναι υψηλή και δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως επανανθρακωτή. Ο γραφίτης μεσαίου άνθρακα χρησιμοποιείται κυρίως ως επανανθρακωτής, αλλά η ποσότητα δεν είναι μεγάλη.
(4) Οπτάνθρακας άνθρακας και ανθρακίτης Στη διαδικασία τήξης σε επαγωγικό κλίβανο, μπορεί να προστεθεί οπτάνθρακας ή ανθρακίτης ως επανανθρακωτής κατά τη φόρτιση. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε τέφρα και πτητικές ουσίες, ο χυτοσίδηρος τήξης σε επαγωγικό φούρνο σπάνια χρησιμοποιείται ως επανανθρακωτής. , Η τιμή αυτού του recarburizer είναι χαμηλή και ανήκει στον χαμηλής ποιότητας recarburizer.
2. Η αρχή της ενανθράκωσης του τηγμένου σιδήρου
Στη διαδικασία τήξης του συνθετικού χυτοσιδήρου, λόγω της μεγάλης ποσότητας σκραπ που προστίθεται και της χαμηλής περιεκτικότητας σε C στον λιωμένο σίδηρο, πρέπει να χρησιμοποιείται καρμπυρατέρ για την αύξηση του άνθρακα. Ο άνθρακας που υπάρχει με τη μορφή στοιχείου στον recarburizer έχει θερμοκρασία τήξης 3727°C και δεν μπορεί να λιώσει στη θερμοκρασία του λιωμένου σιδήρου. Ως εκ τούτου, ο άνθρακας στον επανανθρακωτή διαλύεται κυρίως στον λιωμένο σίδηρο με δύο τρόπους διάλυσης και διάχυσης. Όταν η περιεκτικότητα του γραφίτη σε λιωμένο σίδηρο είναι 2,1%, ο γραφίτης μπορεί να διαλυθεί απευθείας σε λιωμένο σίδηρο. Το φαινόμενο άμεσης λύσης της ενανθράκωσης από μη γραφίτη βασικά δεν υπάρχει, αλλά με το πέρασμα του χρόνου, ο άνθρακας διαχέεται σταδιακά και διαλύεται στον λιωμένο σίδηρο. Για την επανανθράκωση του χυτοσιδήρου που τήκεται με επαγωγικό κλίβανο, ο ρυθμός επανανθράκωσης της επανανθράκωσης από κρυσταλλικό γραφίτη είναι σημαντικά υψηλότερος από εκείνον των μηχανών επανανθράκωσης χωρίς γραφίτη.
Τα πειράματα δείχνουν ότι η διάλυση του άνθρακα στον τετηγμένο σίδηρο ελέγχεται από τη μεταφορά μάζας άνθρακα στο υγρό οριακό στρώμα στην επιφάνεια των στερεών σωματιδίων. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα που ελήφθησαν με σωματίδια οπτάνθρακα και άνθρακα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν με γραφίτη, διαπιστώθηκε ότι ο ρυθμός διάχυσης και διάλυσης των γραφίτη εκ νέου άνθρακα σε τετηγμένο σίδηρο είναι σημαντικά ταχύτερος από αυτόν του οπτάνθρακα και των σωματιδίων άνθρακα. Τα μερικώς διαλυμένα δείγματα οπτάνθρακα και σωματιδίων άνθρακα παρατηρήθηκαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και διαπιστώθηκε ότι σχηματίστηκε ένα λεπτό στρώμα κολλώδους τέφρας στην επιφάνεια των δειγμάτων, το οποίο ήταν ο κύριος παράγοντας που επηρέασε την απόδοση διάχυσης και διάλυσής τους στον τετηγμένο σίδηρο.
3. Παράγοντες που επηρεάζουν την επίδραση της αύξησης του άνθρακα
(1) Επίδραση του μεγέθους των σωματιδίων του επανανθρακωτή Ο ρυθμός απορρόφησης του επανανθρακωτή εξαρτάται από τη συνδυασμένη επίδραση του ρυθμού διάλυσης και διάχυσης του επανανθρακωτή και του ρυθμού απώλειας οξείδωσης. Γενικά, τα σωματίδια του recarburizer είναι μικρά, η ταχύτητα διάλυσης είναι γρήγορη και η ταχύτητα απώλειας είναι μεγάλη. τα σωματίδια του καρμπυρατέρ είναι μεγάλα, η ταχύτητα διάλυσης είναι αργή και η ταχύτητα απώλειας είναι μικρή. Η επιλογή του μεγέθους των σωματιδίων του recarburizer σχετίζεται με τη διάμετρο και τη χωρητικότητα του κλιβάνου. Σε γενικές γραμμές, όταν η διάμετρος και η χωρητικότητα του κλιβάνου είναι μεγάλες, το μέγεθος των σωματιδίων του recarburizer θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο. Αντίθετα, το μέγεθος των σωματιδίων του recarburizer θα πρέπει να είναι μικρότερο.
(2) Επίδραση της ποσότητας του προστιθέμενου επανανθρακωτή Υπό τις συνθήκες μιας ορισμένης θερμοκρασίας και της ίδιας χημικής σύνθεσης, η κορεσμένη συγκέντρωση άνθρακα στον τετηγμένο σίδηρο είναι βέβαιη. Κάτω από έναν ορισμένο βαθμό κορεσμού, όσο περισσότερος αναζωογονητής προστίθεται, τόσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος που απαιτείται για τη διάλυση και τη διάχυση, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίστοιχη απώλεια και τόσο χαμηλότερος ο ρυθμός απορρόφησης.
(3) Η επίδραση της θερμοκρασίας στον ρυθμό απορρόφησης του επανανθρακωτή Κατ' αρχήν, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του τηγμένου σιδήρου, τόσο πιο ευνοϊκό είναι η απορρόφηση και η διάλυση του αναπνευστήρα. Αντίθετα, ο επανανθρακωτής διαλύεται δύσκολα και μειώνεται ο ρυθμός απορρόφησης του recarburizer. Ωστόσο, όταν η θερμοκρασία του λιωμένου σιδήρου είναι πολύ υψηλή, παρόλο που ο επανανθρακωτής είναι πιο πιθανό να διαλυθεί πλήρως, ο ρυθμός απώλειας καύσης άνθρακα θα αυξηθεί, γεγονός που τελικά θα οδηγήσει σε μείωση της περιεκτικότητας σε άνθρακα και μείωση της συνολικής ρυθμός απορρόφησης του recarburizer. Γενικά, όταν η θερμοκρασία του λιωμένου σιδήρου είναι μεταξύ 1460 και 1550 °C, η αποτελεσματικότητα απορρόφησης του recarburizer είναι η καλύτερη.
(4) Επίδραση της ανάδευσης του τηγμένου σιδήρου στον ρυθμό απορρόφησης του αναθυμιαστή. Προτού διαλυθεί τελείως ο επανανθρακωτής, ο χρόνος ανάδευσης είναι μεγάλος και ο ρυθμός απορρόφησης υψηλός. Η ανάδευση μπορεί επίσης να μειώσει το χρόνο διατήρησης της ενανθράκωσης, να συντομεύσει τον κύκλο παραγωγής και να αποφύγει την καύση των στοιχείων κράματος στον λιωμένο σίδηρο. Ωστόσο, εάν ο χρόνος ανάδευσης είναι πολύ μεγάλος, όχι μόνο έχει μεγάλη επίδραση στη διάρκεια ζωής του κλιβάνου, αλλά επιδεινώνει επίσης την απώλεια άνθρακα στο λιωμένο σίδηρο μετά τη διάλυση του αναζωογονητή. Ως εκ τούτου, ο κατάλληλος χρόνος ανάδευσης του τηγμένου σιδήρου θα πρέπει να είναι κατάλληλος για να διασφαλιστεί ότι ο επανανθρακωτής έχει διαλυθεί πλήρως.
(5) Επίδραση της χημικής σύστασης του τηγμένου σιδήρου στον ρυθμό απορρόφησης της συσκευής επανανθράκωσης Όταν η αρχική περιεκτικότητα σε άνθρακα στον τετηγμένο σίδηρο είναι υψηλή, κάτω από ένα ορισμένο όριο διαλυτότητας, ο ρυθμός απορρόφησης του επανανθρακωτή είναι αργός, η ποσότητα απορρόφησης είναι μικρή , και η απώλεια καύσης είναι σχετικά μεγάλη. Ο ρυθμός απορρόφησης του recarburizer είναι χαμηλός. Το αντίθετο ισχύει όταν η αρχική περιεκτικότητα του λιωμένου σιδήρου σε άνθρακα είναι χαμηλή. Επιπλέον, το πυρίτιο και το θείο στον τετηγμένο σίδηρο εμποδίζουν την απορρόφηση του άνθρακα και μειώνουν το ρυθμό απορρόφησης των αναθυμιάσεων. ενώ το μαγγάνιο βοηθά στην απορρόφηση του άνθρακα και στη βελτίωση του ρυθμού απορρόφησης των επανανθράκων. Όσον αφορά τον βαθμό επιρροής, το πυρίτιο είναι το μεγαλύτερο, ακολουθούμενο από το μαγγάνιο και ο άνθρακας και το θείο έχουν μικρότερη επιρροή. Επομένως, στην πραγματική διαδικασία παραγωγής, πρέπει πρώτα να προστεθεί μαγγάνιο, μετά άνθρακας και μετά πυρίτιο.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-04-2022