I. Kuidas recarburisaatoreid liigitada
Karburaatorid võib nende tooraine järgi jämedalt jagada nelja tüüpi.
1. Kunstlik grafiit
Tehisgrafiidi valmistamise põhitooraineks on pulbristatud kvaliteetne kaltsineeritud naftakoks, millesse on lisatud sideainena asfalti ja vähesel määral muid abimaterjale. Pärast erinevate toorainete kokkusegamist pressitakse need kokku ja vormitakse ning seejärel töödeldakse mitteoksüdeerivas atmosfääris temperatuuril 2500–3000 °C, et muuta need grafitiseeritud. Pärast töötlemist kõrgel temperatuuril väheneb tuha-, väävli- ja gaasisisaldus oluliselt.
Tehisgrafiittoodete kõrge hinna tõttu on enamus valukodades tavaliselt kasutatavatest tehisgrafiidist taassüvestajatest grafiitelektroodide valmistamisel tootmiskulude vähendamiseks taaskasutatud materjalid, nagu laastud, jäätmeelektroodid ja grafiitplokid.
Kõrgtugeva malmi sulatamisel tuleks malmi metallurgilise kvaliteedi kõrgeks muutmiseks rekarburisaatoriks esmalt valida tehisgrafiit.
2. Naftakoks
Naftakoks on laialdaselt kasutatav recarburisaator.
Naftakoks on toornafta rafineerimisel saadud kõrvalsaadus. Toornafta normaalrõhul või alandatud rõhul destilleerimisel saadud jääke ja naftapigi saab kasutada toorainena naftakoksi valmistamisel ning seejärel saab pärast koksimist saada rohelist naftakoksi. Rohelise naftakoksi tootmine moodustab ligikaudu 5% kasutatud toornafta kogusest. Toornaftakoksi aastane toodang Ameerika Ühendriikides on umbes 30 miljonit tonni. Rohelise naftakoksi lisandite sisaldus on kõrge, mistõttu seda ei saa otseselt kasutada recarburisaatorina ja see tuleb kõigepealt kaltsineerida.
Toornaftakoks on saadaval käsnataolise, nõelakujulise, graanulite ja vedelal kujul.
Käsnnaftakoksi valmistatakse viivitatud koksistamise meetodil. Suure väävli- ja metallisisalduse tõttu kasutatakse seda tavaliselt kaltsineerimisel kütusena, samuti saab seda kasutada kaltsineeritud naftakoksi toorainena. Kaltsineeritud käsnkoksi kasutatakse peamiselt alumiiniumitööstuses ja recarburisaatorina.
Nõela naftakoksi valmistatakse viivitatud koksistamise meetodil kõrge aromaatsete süsivesinike sisalduse ja vähese lisandite sisaldusega toorainest. Sellel koksil on kergesti purunev nõelataoline struktuur, mida mõnikord nimetatakse grafiitoksiks, ja seda kasutatakse peamiselt grafiitelektroodide valmistamiseks pärast kaltsineerimist.
Granuleeritud naftakoks on kõvade graanulite kujul ja on valmistatud kõrge väävli- ja asfalteenisisaldusega toorainest viivitatud koksistamise meetodil ning seda kasutatakse peamiselt kütusena.
Keevkoksi saadakse keevkihis pideva koksistamise teel.
Naftakoksi kaltsineerimisel eemaldatakse väävel, niiskus ja lenduvad ained. Rohelise naftakoksi kaltsineerimine temperatuuril 1200–1350 °C võib muuta selle praktiliselt puhtaks süsinikuks.
Suurim kaltsineeritud naftakoksi kasutaja on alumiiniumitööstus, millest 70% kasutatakse boksiidi vähendavate anoodide valmistamiseks. Umbes 6% Ameerika Ühendriikides toodetud kaltsineeritud naftakoksist kasutatakse malmist rekarburisaatorites.
3. Looduslik grafiit
Loodusliku grafiidi võib jagada kahte tüüpi: helvesgrafiit ja mikrokristalne grafiit.
Mikrokristallilisel grafiidil on kõrge tuhasisaldus ja seda ei kasutata tavaliselt malmi taassüvestajana.
Helbegrafiiti on palju sorte: suure süsinikusisaldusega helvesgrafiiti tuleb selles sisalduvate oksiidide lagunemiseks ja lendumiseks keemiliste meetoditega ekstraheerida või kuumutada kõrgel temperatuuril. Grafiidi tuhasisaldus on kõrge, mistõttu see ei sobi kasutamiseks recarburisaatorina; keskmise süsinikusisaldusega grafiiti kasutatakse peamiselt taaskarburisaatorina, kuid kogus pole palju.
4. Süsinikoks ja antratsiit
Elektrilise kaarahju terase valmistamise protsessis võib laadimisel lisada recarburisaatorina koksi või antratsiiti. Suure tuha- ja lenduvate ainete sisalduse tõttu kasutatakse induktsioonahju sulatusmalmi rekarburisaatorina harva.
Keskkonnakaitsenõuete pideva täiustamisega pööratakse järjest enam tähelepanu ressursitarbimisele ning jätkavad malmi ja koksi hinnatõusu, mille tulemuseks on valude kallinemine. Üha enam valukodasid hakkavad traditsioonilise kuppelsulatuse asemel kasutama elektriahju. 2011. aasta alguses võttis meie tehase väikeste ja keskmiste osade töökoda kasutusele ka elektriahju sulatusprotsessi, et asendada traditsiooniline kuppelsulatusprotsess. Suure hulga vanaraua kasutamine elektriahjude sulatamisel ei saa mitte ainult kulusid vähendada, vaid ka parandada valandite mehaanilisi omadusi, kuid võtmerolli mängivad kasutatava recarburisaatori tüüp ja karbureerimisprotsess.
II.Kuidas kasutada recarburizer induktsioonahju sulatamisel
1. Recarburisaatorite peamised tüübid
Malmist taaskarburisaatoritena kasutatakse palju materjale, tavaliselt kasutatakse tehisgrafiiti, kaltsineeritud naftakoksi, looduslikku grafiiti, koksi, antratsiiti ja sellistest materjalidest valmistatud segusid.
(1) Kunstlik grafiit Eespool mainitud erinevate recarburisaatorite hulgast on parim kvaliteet tehisgrafiit. Tehisgrafiidi valmistamise põhitooraineks on pulbristatud kvaliteetne kaltsineeritud naftakoks, millesse on lisatud sideainena asfalti ja vähesel määral muid abimaterjale. Pärast erinevate toorainete kokkusegamist need pressitakse ja vormitakse ning seejärel töödeldakse mitteoksüdeerivas atmosfääris temperatuuril 2500–3000 °C, et muuta need grafitiseeritud. Pärast töötlemist kõrgel temperatuuril väheneb tuha-, väävli- ja gaasisisaldus oluliselt. Kui kõrgel temperatuuril või ebapiisava kaltsineerimistemperatuuriga kaltsineeritud naftakoksi pole, mõjutab see tõsiselt recarburisaatori kvaliteeti. Seetõttu sõltub recarburisaatori kvaliteet peamiselt grafitisatsiooni astmest. Hea recarburiser sisaldab grafiitset süsinikku (massiosa) 95% kuni 98%, väävlisisaldus on 0,02% kuni 0,05% ja lämmastikusisaldus on (100 kuni 200) × 10-6.
(2) Naftakoks on laialdaselt kasutatav recarburisaator. Naftakoks on toornafta rafineerimisel saadud kõrvalsaadus. Toornafta tavapärasel survedestilleerimisel või vaakumdestilleerimisel saadud jääke ja naftapigi saab kasutada naftakoksi valmistamise toorainena. Pärast koksimist saab toornaftakoksi. Sisaldus on kõrge ja seda ei saa otse recarburisaatorina kasutada ning see tuleb enne kaltsineerida.
(3) Loodusliku grafiidi võib jagada kahte tüüpi: helvesgrafiit ja mikrokristalne grafiit. Mikrokristallilisel grafiidil on kõrge tuhasisaldus ja seda ei kasutata tavaliselt malmi taassüvestajana. Helbegrafiiti on palju sorte: suure süsinikusisaldusega helvesgrafiiti tuleb selles sisalduvate oksiidide lagunemiseks ja lendumiseks keemiliste meetoditega ekstraheerida või kuumutada kõrgel temperatuuril. Grafiidi tuhasisaldus on kõrge ja seda ei tohiks kasutada recarburisaatorina. Keskmise süsinikusisaldusega grafiiti kasutatakse peamiselt taaskarburisaatorina, kuid seda pole palju.
(4) Süsinikkoks ja antratsiit Induktsioonahjus sulatamisel võib laadimisel lisada rekarburisaatorina koksi või antratsiiti. Suure tuha- ja lenduvate ainete sisalduse tõttu kasutatakse induktsioonahju sulatusmalmi rekarburisaatorina harva. , Selle recarburisaatori hind on madal ja see kuulub madala kvaliteediga recarburisaatorite hulka.
2. Sula raua karburiseerimise põhimõte
Sünteetilise malmi sulatusprotsessis tuleb suure lisatava vanaraua ja sulamalmi madala C sisalduse tõttu süsiniku suurendamiseks kasutada karburaatorit. Recarburisaatoris elemendi kujul esineva süsiniku sulamistemperatuur on 3727 °C ja seda ei saa sularaua temperatuuril sulada. Seetõttu lahustub recarburisaatoris olev süsinik peamiselt sularauas kahel viisil lahustamiseks ja difusiooniks. Kui grafiidi recarburisaatori sisaldus sulas rauas on 2,1%, saab grafiiti sularauas otse lahustada. Mittegrafiidist karboniseerumise otselahendusnähtust põhimõtteliselt ei eksisteeri, kuid aja möödudes hakkab süsinik sula rauas järk-järgult hajuma ja lahustub. Induktsioonahjuga sulatatud malmi rekarburiseerimisel on kristallilise grafiidi rekarburiseerimise määr oluliselt kõrgem kui grafiidita rekarburisaatoritel.
Katsed näitavad, et süsiniku lahustumist sulas rauas kontrollib süsiniku massi ülekanne vedelas piirkihis tahkete osakeste pinnal. Võrreldes koksi ja kivisöe osakestega saadud tulemusi grafiidiga saadud tulemustega, selgub, et grafiidi rekarburisaatorite difusiooni- ja lahustumiskiirus sularauas on oluliselt kiirem kui koksi ja kivisöe osakestel. Osaliselt lahustunud koksi- ja söeosakeste proove vaadeldi elektronmikroskoobiga ning leiti, et proovide pinnale tekkis õhuke kleepuv tuhakiht, mis oli peamine tegur, mis mõjutas nende difusiooni ja lahustumisvõimet sulas rauas.
3. Süsinikusisalduse suurenemise mõju mõjutavad tegurid
(1) Recarburisaatori osakeste suuruse mõju Recarburisaatori neeldumiskiirus sõltub recarburisaatori lahustumis- ja difusioonikiiruse ning oksüdatsioonikao kiiruse koosmõjust. Üldiselt on recarburisaatori osakesed väikesed, lahustumiskiirus on kiire ja kadu kiirus on suur; karburisaatori osakesed on suured, lahustumiskiirus on aeglane ja kadude kiirus väike. Recarburisaatori osakeste suuruse valik on seotud ahju läbimõõdu ja võimsusega. Üldiselt, kui ahju läbimõõt ja võimsus on suured, peaks recarburisaatori osakeste suurus olema suurem; vastupidi, recarburisaatori osakeste suurus peaks olema väiksem.
(2) Lisatava rekarburisaatori koguse mõju Teatud temperatuuri ja sama keemilise koostise tingimustes on süsiniku küllastunud kontsentratsioon sulas rauas kindel. Teatud küllastusastme korral, mida rohkem recarburisaatorit lisatakse, seda pikem on lahustumiseks ja difusiooniks kuluv aeg, seda suurem on vastav kadu ja madalam neeldumiskiirus.
(3) Temperatuuri mõju recarburisaatori neeldumiskiirusele Põhimõtteliselt, mida kõrgem on sularaua temperatuur, seda soodsam on recarburisaatori neeldumine ja lahustumine. Vastupidi, recarburisaatorit on raske lahustada ja recarburisaatori neeldumiskiirus väheneb. Kui aga sularaua temperatuur on liiga kõrge, ehkki rekarburisaator on tõenäolisemalt täielikult lahustunud, suureneb süsiniku põlemiskadu, mis viib lõpuks süsinikusisalduse vähenemiseni ja üldise süsinikusisalduse vähenemiseni. recarburisaatori neeldumiskiirus. Üldiselt, kui sularaua temperatuur on vahemikus 1460–1550 °C, on recarburisaatori neeldumistõhusus parim.
(4) Sula raua segamise mõju recarburisaatori neeldumiskiirusele Segamine on kasulik süsiniku lahustamisele ja difusioonile ning väldib recarburisaatorit sularaua pinnal hõljumist ja põlemist. Enne recarburisaatori täielikku lahustumist on segamisaeg pikk ja imendumiskiirus kõrge. Segamine võib samuti lühendada karboniseerumise hoidmisaega, lühendada tootmistsüklit ja vältida sularauas sularauas olevate legeerelementide põlemist. Kui segamisaeg on aga liiga pikk, ei mõjuta see oluliselt ahju kasutusiga, vaid suurendab ka süsiniku kadu sularauas pärast rekarburisaatori lahustumist. Seetõttu peaks sularaua sobiv segamisaeg olema sobiv tagamaks, et recarburiser on täielikult lahustunud.
(5) Sula raua keemilise koostise mõju rekarburisaatori neeldumiskiirusele Kui sularaua esialgne süsinikusisaldus on kõrge, teatud lahustuvuspiiri all, on recarburisaatori neeldumiskiirus aeglane, neeldumiskogus on väike. ja põlemiskadu on suhteliselt suur. Recarburisaatori neeldumismäär on madal. Kui sularaua esialgne süsinikusisaldus on madal, on olukord vastupidine. Lisaks takistavad sula rauas sisalduv räni ja väävel süsiniku imendumist ja vähendavad recarburisaatorite neeldumiskiirust; samas kui mangaan aitab absorbeerida süsinikku ja parandada recarburisaatorite neeldumiskiirust. Mõjuastmelt on suurim räni, järgneb mangaan, vähem mõjuvad süsinik ja väävel. Seetõttu tuleks tegelikus tootmisprotsessis esmalt lisada mangaani, seejärel süsinikku ja seejärel räni.
Postitusaeg: 04.11.2022