I. Как да класифицираме рекарбюризаторите
Карбуризаторите могат да бъдат грубо разделени на четири вида според техните суровини.
1. Изкуствен графит
Основната суровина за производството на изкуствен графит е прахообразен висококачествен калциниран нефтен кокс, в който се добавя асфалт като свързващо вещество и се добавят малко количество други спомагателни материали. След като различните суровини се смесят заедно, те се пресоват и оформят и след това се обработват в неокисляваща атмосфера при 2500-3000 ° C, за да бъдат графитизирани. След високотемпературна обработка съдържанието на пепел, сяра и газ се намалява значително.
Поради високата цена на продуктите от изкуствен графит, повечето от рекарбюризаторите с изкуствен графит, които обикновено се използват в леярните, са рециклирани материали като чипове, отпадъчни електроди и графитни блокове при производството на графитни електроди за намаляване на производствените разходи.
При топене на сферографитен чугун, за да се направи високо металургичното качество на чугуна, изкуственият графит трябва да бъде първият избор за рекарбюризатора.
2. Петролен кокс
Петролният кокс е широко използван рекарбюризатор.
Петролният кокс е страничен продукт, получен при рафиниране на суров нефт. Остатъците и петролните смоли, получени чрез дестилация при нормално налягане или при понижено налягане на суров нефт, могат да се използват като суровини за производството на нефтен кокс, а след това след коксуване може да се получи зелен петролен кокс. Производството на зелен петролен кокс е приблизително по-малко от 5% от количеството използван суров нефт. Годишното производство на суров петролен кокс в САЩ е около 30 милиона тона. Съдържанието на примеси в зеления петролен кокс е високо, така че той не може да се използва директно като рекарбюризатор и трябва първо да се калцинира.
Суровият петролен кокс се предлага в подобни на гъба, подобни на игли, гранулирани и течни форми.
Гъбестият петролен кокс се получава по метода на забавеното коксуване. Поради високото си съдържание на сяра и метал, обикновено се използва като гориво по време на калциниране и може да се използва и като суровина за калциниран нефтен кокс. Калцинираният гъбен кокс се използва главно в алуминиевата промишленост и като рекарбюризатор.
Игленият петролен кокс се получава по метода на забавеното коксуване със суровини с високо съдържание на ароматни въглеводороди и ниско съдържание на примеси. Този кокс има лесно разрушаваща се игловидна структура, понякога наричана графитен кокс, и се използва главно за направата на графитни електроди след калциниране.
Гранулираният нефтен кокс е под формата на твърди гранули и се произвежда от суровини с високо съдържание на сяра и асфалтен чрез метод на забавено коксуване и се използва главно като гориво.
Флуидизираният петролен кокс се получава чрез непрекъснато коксуване в кипящ слой.
Калцинирането на петролен кокс е за отстраняване на сярата, влагата и летливите вещества. Калцинирането на зелен петролен кокс при 1200-1350°C може да го направи по същество чист въглерод.
Най-големият потребител на калциниран нефтен кокс е алуминиевата промишленост, 70% от която се използва за производство на аноди, които редуцират боксита. Около 6% от калцинирания петролен кокс, произведен в Съединените щати, се използва за рекарбюризатори за чугун.
3. Естествен графит
Естественият графит може да бъде разделен на два вида: люспест графит и микрокристален графит.
Микрокристалният графит има високо съдържание на пепел и обикновено не се използва като рекарбюризатор за чугун.
Има много разновидности на люспест графит: високовъглеродният люспест графит трябва да се извлече чрез химически методи или да се нагрее до висока температура, за да се разложат и изпарят оксидите в него. Съдържанието на пепел в графита е високо, така че не е подходящо да се използва като рекарбюризатор; среден въглероден графит се използва главно като рекарбюризатор, но количеството не е много.
4. Въглероден кокс и антрацит
В процеса на производство на стомана в електродъгова пещ при зареждане може да се добави кокс или антрацит като рекарбюризатор. Поради високото си съдържание на пепел и летливи вещества, чугунът за топене в индукционна пещ рядко се използва като рекарбюризатор.
С непрекъснатото подобряване на изискванията за опазване на околната среда се обръща все повече внимание на потреблението на ресурси, а цените на чугуна и кокса продължават да растат, което води до увеличаване на цената на отливките. Все повече и повече леярни започват да използват електрически пещи, за да заменят традиционното куполно топене. В началото на 2011 г. цехът за малки и средни части на нашата фабрика също прие процеса на топене в електрическа пещ, за да замени традиционния процес на топене в купола. Използването на голямо количество стоманен скрап при топенето в електрически пещи може не само да намали разходите, но и да подобри механичните свойства на отливките, но типът на използвания рекарбюризатор и процесът на карбуризиране играят ключова роля.
II.Как да използвате recarburizer в топене в индукционна пещ
1. Основните видове рекарбюризатори
Има много материали, използвани като рекарбюризатори на чугун, често използвани са изкуствен графит, калциниран нефтен кокс, естествен графит, кокс, антрацит и смеси, направени от такива материали.
(1) Изкуствен графит Сред различните рекарбюризатори, споменати по-горе, най-доброто качество е изкуственият графит. Основната суровина за производството на изкуствен графит е прахообразен висококачествен калциниран нефтен кокс, в който се добавя асфалт като свързващо вещество и се добавят малко количество други спомагателни материали. След като различните суровини се смесят заедно, те се пресоват и оформят и след това се обработват в неокисляваща атмосфера при 2500-3000 °C, за да бъдат графитизирани. След високотемпературна обработка съдържанието на пепел, сяра и газ се намалява значително. Ако няма петролен кокс, калциниран при висока температура или с недостатъчна температура на калциниране, качеството на рекарбюризатора ще бъде сериозно засегнато. Следователно качеството на рекарбюризатора зависи главно от степента на графитизация. Един добър рекарбюризатор съдържа графитен въглерод (масова фракция) При 95% до 98%, съдържанието на сяра е 0,02% до 0,05%, а съдържанието на азот е (100 до 200) × 10-6.
(2) Петролният кокс е широко използван рекарбюризатор. Петролният кокс е страничен продукт, получен от рафинирането на суров нефт. Остатъците и петролните смоли, получени от редовна дестилация под налягане или вакуумна дестилация на суров нефт, могат да се използват като суровини за производството на нефтен кокс. След коксуване може да се получи суров петролен кокс. Съдържанието е високо и не може да се използва директно като рекарбюризатор и трябва първо да се калцинира.
(3) Естественият графит може да бъде разделен на два вида: люспест графит и микрокристален графит. Микрокристалният графит има високо съдържание на пепел и обикновено не се използва като рекарбюризатор за чугун. Има много разновидности на люспест графит: високовъглеродният люспест графит трябва да се извлече чрез химически методи или да се нагрее до висока температура, за да се разложат и изпарят оксидите в него. Съдържанието на пепел в графита е високо и не трябва да се използва като рекарбюризатор. Средният въглероден графит се използва главно като рекарбюризатор, но количеството му не е много.
(4) Въглероден кокс и антрацит В процеса на топене в индукционна пещ, кокс или антрацит могат да бъдат добавени като рекарбюризатор при зареждане. Поради високото си съдържание на пепел и летливи вещества, чугунът за топене в индукционна пещ рядко се използва като рекарбюризатор. , Цената на този рекарбюризатор е ниска и принадлежи към нискокачествения рекарбюризатор.
2. Принципът на карбуризация на разтопено желязо
В процеса на топене на синтетичен чугун, поради голямото количество добавен скрап и ниското съдържание на С в разтопеното желязо, трябва да се използва карбуризатор за увеличаване на въглерода. Въглеродът, който съществува под формата на елемент в рекарбюризатора, има температура на топене от 3727°C и не може да се стопи при температурата на разтопеното желязо. Следователно въглеродът в рекарбюризатора се разтваря главно в разтопеното желязо по два начина на разтваряне и дифузия. Когато съдържанието на графитен рекарбюризатор в разтопено желязо е 2,1%, графитът може директно да се разтвори в разтопено желязо. Феноменът на директното разтваряне на неграфитна карбонизация по принцип не съществува, но с течение на времето въглеродът постепенно дифундира и се разтваря в разтопеното желязо. За превъглеродяване на чугун, разтопен чрез индукционна пещ, скоростта на превъглеродяване при превъглеродяване на кристален графит е значително по-висока от тази на неграфитни рекарбюризатори.
Експериментите показват, че разтварянето на въглерода в разтопено желязо се контролира от въглеродния масов трансфер в течния граничен слой върху повърхността на твърдите частици. Сравнявайки резултатите, получени с коксови и въглищни частици с резултатите, получени с графит, се установява, че скоростта на дифузия и разтваряне на графитните рекарбюризатори в разтопено желязо е значително по-бърза от тази на коксовите и въглищните частици. Частично разтворените проби от коксови и въглищни частици бяха наблюдавани с електронен микроскоп и беше установено, че върху повърхността на пробите се образува тънък лепкав слой пепел, който беше основният фактор, влияещ върху тяхната дифузия и ефективност на разтваряне в разтопено желязо.
3. Фактори, влияещи върху ефекта от увеличаването на въглерода
(1) Влияние на размера на частиците на рекарбюризатора Скоростта на абсорбция на рекарбюризатора зависи от комбинирания ефект на скоростта на разтваряне и дифузия на рекарбюризатора и скоростта на загуба от окисление. Като цяло частиците на рекарбюризатора са малки, скоростта на разтваряне е бърза и скоростта на загуба е голяма; частиците на карбуризатора са големи, скоростта на разтваряне е бавна и скоростта на загуба е малка. Изборът на размера на частиците на рекарбюризатора е свързан с диаметъра и капацитета на пещта. Като цяло, когато диаметърът и капацитетът на пещта са големи, размерът на частиците на рекарбюризатора трябва да бъде по-голям; напротив, размерът на частиците на рекарбюризатора трябва да бъде по-малък.
(2) Влияние на количеството добавен рекарбюризатор При условия на определена температура и същия химичен състав наситената концентрация на въглерод в разтопеното желязо е сигурна. При определена степен на насищане, колкото повече рекарбюризатор е добавен, толкова по-дълго време е необходимо за разтваряне и дифузия, толкова по-голяма е съответната загуба и по-ниска е степента на абсорбция.
(3) Ефектът на температурата върху степента на абсорбция на рекарбюризатора По принцип, колкото по-висока е температурата на разтопеното желязо, толкова по-благоприятна е абсорбцията и разтварянето на рекарбюризатора. Напротив, рекарбюризаторът трудно се разтваря и степента на абсорбция на рекарбюризатора намалява. Въпреки това, когато температурата на разтопеното желязо е твърде висока, въпреки че рекарбюризаторът е по-вероятно да бъде напълно разтворен, степента на загуба на въглерод при изгаряне ще се увеличи, което в крайна сметка ще доведе до намаляване на съдържанието на въглерод и намаляване на общото скорост на усвояване на рекарбюризатора. Обикновено, когато температурата на разтопеното желязо е между 1460 и 1550 °C, ефективността на абсорбиране на рекарбюризатора е най-добра.
(4) Влияние на разбъркването на стопеното желязо върху степента на абсорбция на рекарбюризатора. Разбъркването е полезно за разтварянето и дифузията на въглерода и предотвратява плуването на рекарбюризатора върху повърхността на разтопеното желязо и изгарянето му. Преди рекарбюризаторът да се разтвори напълно, времето за разбъркване е дълго и степента на абсорбция е висока. Разбъркването може също така да намали времето за задържане на карбонизацията, да съкрати производствения цикъл и да избегне изгарянето на легиращи елементи в разтопеното желязо. Въпреки това, ако времето за разбъркване е твърде дълго, това не само оказва голямо влияние върху експлоатационния живот на пещта, но също така утежнява загубата на въглерод в разтопеното желязо след разтваряне на рекарбюризатора. Следователно подходящото време за разбъркване на разтопеното желязо трябва да е подходящо, за да се гарантира, че рекарбюризаторът е напълно разтворен.
(5) Влияние на химическия състав на разтопеното желязо върху степента на абсорбция на рекарбюризатора Когато първоначалното съдържание на въглерод в стопеното желязо е високо, при определена граница на разтворимост, скоростта на абсорбция на рекарбюризатора е бавна, количеството на абсорбция е малко , а загубата при изгаряне е относително голяма. Степента на усвояване на рекарбюризатора е ниска. Обратното е вярно, когато първоначалното съдържание на въглерод в разтопеното желязо е ниско. В допълнение, силицият и сярата в разтопеното желязо възпрепятстват усвояването на въглерода и намаляват степента на усвояване на рекарбюризаторите; докато манганът помага за абсорбирането на въглерода и подобрява степента на абсорбиране на рекарбюризаторите. По отношение на степента на влияние най-голям е силицият, следван от мангана, а въглеродът и сярата имат по-малко влияние. Следователно в действителния производствен процес първо трябва да се добави манган, след това въглерод и след това силиций.
Време на публикуване: 04 ноември 2022 г