01. Kiel klasifiki recarburilojn
Karburiloj povas esti malglate dividitaj en kvar tipojn laŭ siaj krudmaterialoj.
1. Artefarita grafito
La ĉefa kruda materialo por la fabrikado de artefarita grafito estas pulvora altkvalita kalcinita naftokolao, en kiu asfalto estas aldonita kiel ligilo, kaj malgranda kvanto da aliaj helpmaterialoj estas aldonita. Post kiam la diversaj krudmaterialoj estas miksitaj kune, ili estas premitaj kaj formitaj, kaj poste traktataj en neoksidiga atmosfero je 2500-3000 °C por grafitigi ilin. Post alttemperatura traktado, la cindro, sulfuro kaj gasenhavo estas multe reduktitaj.
Pro la alta prezo de artefaritaj grafitoproduktoj, la plej multaj el la artefaritaj grafito-rekarbonigiloj ofte uzataj en fandejoj estas reciklitaj materialoj kiel ekzemple ĉipoj, rubelektrodoj kaj grafitoblokoj dum fabrikado de grafitoelektrodoj por redukti produktokostojn.
Dum fandado de duktila fero, por plibonigi la metalurgian kvaliton de la gisfero, artefarita grafito devus esti la unua elekto por la recarburigilo.
2. Naftokolao
Naftokolao estas vaste uzata rekarburilo.
Petrola kolao estas kromprodukto akirita per rafinado de kruda nafto. Restaĵoj kaj petrolpecoj akiritaj per distilado sub normala premo aŭ sub reduktita premo de kruda nafto povas esti uzataj kiel krudmaterialoj por la fabrikado de petrolkolao, kaj poste verda petrolkolao povas esti akirita post koaksado. La produktado de verda petrolkolao estas proksimume malpli ol 5% de la kvanto de uzata kruda nafto. La jara produktado de kruda petrolkolao en Usono estas ĉirkaŭ 30 milionoj da tunoj. La malpuraĵa enhavo en verda petrolkolao estas alta, do ĝi ne povas esti rekte uzata kiel rekarbonigilo, kaj devas esti kalcinita unue.
Kruda naftokolao haveblas en spongosimilaj, pinglosimilaj, grajnecaj kaj fluidaj formoj.
Sponga naftokolao estas preparita per la prokrastita koaksadmetodo. Pro ĝia alta sulfura kaj metala enhavo, ĝi estas kutime uzata kiel fuelo dum kalcinado, kaj ankaŭ povas esti uzata kiel kruda materialo por kalcinita naftokolao. La kalcinita sponga kolao estas ĉefe uzata en la aluminia industrio kaj kiel rekarbonigilo.
Pinglforma naftokolao estas preparita per la prokrastita koaksadmetodo kun krudmaterialoj kun alta enhavo de aromaj hidrokarbonoj kaj malalta enhavo de malpuraĵoj. Ĉi tiu kolao havas facile rompiĝeman pinglosimilan strukturon, foje nomatan grafita kolao, kaj estas ĉefe uzata por fari grafitajn elektrodojn post kalciniĝo.
Granula naftokolao estas en la formo de malmolaj granuloj kaj estas farita el krudmaterialoj kun alta enhavo de sulfuro kaj asfalteno per malfrua koaksadmetodo, kaj estas ĉefe uzata kiel fuelo.
Fluidigita naftokolao akiriĝas per kontinua koaksado en fluidigita lito.
La kalcinado de naftokolao celas forigi sulfuron, humidon kaj volatilaĵojn. Kalcinado de verda naftokolao je 1200-1350°C povas igi ĝin preskaŭ pura karbono.
La plej granda uzanto de kalcinita naftokolao estas la aluminio-industrio, 70% de kiu estas uzata por fari anodojn kiuj reduktas baŭksiton. Ĉirkaŭ 6% de la kalcinita naftokolao produktita en Usono estas uzata por gisferaj rekarbonigiloj.
3. Natura grafito
Natura grafito povas esti dividita en du tipojn: floka grafito kaj mikrokristala grafito.
Mikrokristala grafito havas altan cindroenhavon kaj ĝenerale ne estas uzata kiel recarburigilo por gisfero.
Ekzistas multaj variaĵoj de floka grafito: altkarbona floka grafito devas esti ekstraktita per kemiaj metodoj, aŭ varmigita ĝis alta temperaturo por malkomponiĝi kaj vaporigi la oksidojn en ĝi. La cindroenhavo en grafito estas alta, do ĝi ne taŭgas por uzo kiel rekarburilo; mezkarbona grafito estas ĉefe uzata kiel rekarburilo, sed la kvanto ne estas granda.
4. Kokakolao kaj Antracito
En la procezo de ŝtalproduktado per elektra arkforno, kolao aŭ antracito povas esti aldonitaj kiel rekarburilo dum ŝargado. Pro ĝia alta cindro kaj volatila enhavo, indukcia forno por fandado de gisfero malofte estas uzata kiel rekarburilo.
Kun la kontinua plibonigo de mediprotektaj postuloj, pli kaj pli da atento estas donata al rimeda konsumo, kaj la prezoj de krudfero kaj kolao daŭre altiĝas, rezultante en pliiĝo de la kosto de fanditaj pecoj. Pli kaj pli da fandejoj komencas uzi elektrajn fornojn por anstataŭigi tradician kupolfandadon. Komence de 2011, la ateliero pri malgrandaj kaj mezgrandaj partoj de nia fabriko ankaŭ adoptis la elektran fornan fandadprocezon por anstataŭigi la tradician kupolfandadprocezon. La uzo de granda kvanto da rubŝtalo en elektra forna fandado povas ne nur redukti kostojn, sed ankaŭ plibonigi la mekanikajn ecojn de fanditaj pecoj, sed la tipo de uzata rekarbonigilo kaj la karburiga procezo ludas ŝlosilan rolon.
02. Kiel uzi recarburigilon en indukfornfandado
1 La ĉefaj tipoj de recarburigiloj
Ekzistas multaj materialoj uzataj kiel gisferaj rekarbonigiloj, ofte uzataj estas artefarita grafito, kalcinita naftokolao, natura grafito, kolao, antracito, kaj miksaĵoj faritaj el tiaj materialoj.
(1) Artefarita grafito Inter la diversaj supre menciitaj rekarbonigiloj, la plej bonkvalita estas artefarita grafito. La ĉefa kruda materialo por fabrikado de artefarita grafito estas pulvora altkvalita kalcinita naftokolao, en kiu asfalto estas aldonita kiel ligilo, kaj malgranda kvanto da aliaj helpmaterialoj estas aldonita. Post kiam la diversaj krudmaterialoj estas miksitaj kune, ili estas premitaj kaj formitaj, kaj poste traktataj en neoksidiga atmosfero je 2500-3000 °C por grafitigi ilin. Post alttemperatura traktado, la cindro, sulfuro kaj gasenhavo estas multe reduktitaj. Se ne estas naftokolao kalcinita je alta temperaturo aŭ kun nesufiĉa kalciniĝa temperaturo, la kvalito de la rekarbonigilo estos grave trafita. Tial, la kvalito de la rekarbonigilo ĉefe dependas de la grado de grafitiĝo. Bona rekarbonigilo enhavas grafitan karbonon (masa frakcio). Je 95% ĝis 98%, la sulfurenhavo estas 0,02% ĝis 0,05%, kaj la nitrogenenhavo estas (100 ĝis 200) × 10-6.
(2) Naftokolao estas vaste uzata rekarbonigilo. Naftokolao estas kromprodukto akirita de rafinado de kruda nafto. Restaĵoj kaj naftaj peĉoj akiritaj de regula prema distilado aŭ vakua distilado de kruda nafto povas esti uzataj kiel krudmaterialoj por la fabrikado de naftokolao. Post koaksado, kruda naftokolao povas esti akirita. La enhavo estas alta kaj ne povas esti uzata rekte kiel rekarbonigilo, kaj devas esti kalcinita unue.
(3) Natura grafito povas esti dividita en du tipojn: floka grafito kaj mikrokristala grafito. Mikrokristala grafito havas altan cindroenhavon kaj ĝenerale ne estas uzata kiel rekarbonigilo por gisfero. Ekzistas multaj variaĵoj de floka grafito: altkarbona floka grafito devas esti ekstraktita per kemiaj metodoj, aŭ varmigita ĝis alta temperaturo por malkomponiĝi kaj vaporigi la oksidojn en ĝi. La cindroenhavo en grafito estas alta kaj ne devus esti uzata kiel rekarbonigilo. Mezkarbona grafito estas ĉefe uzata kiel rekarbonigilo, sed la kvanto ne estas granda.
(4) Kokakolao kaj antracito En la procezo de indukforna fandado, koaksaĵo aŭ antracito povas esti aldonitaj kiel rekarbonigilo dum ŝargado. Pro ĝia alta cindro kaj volatila enhavo, indukforna fandado de gisfero malofte estas uzata kiel rekarbonigilo. La prezo de ĉi tiu rekarbonigilo estas malalta, kaj ĝi apartenas al la malaltkvalitaj rekarbonigiloj.
2. La principo de karburigo de fandita fero
En la fandado de sinteza gisfero, pro la granda kvanto da aldonita rubaĵo kaj la malalta C-enhavo en la fandita fero, oni devas uzi karburilon por pliigi la karbonon. La karbono, kiu ekzistas en la formo de elemento en la rekarburilo, havas fandotemperaturon de 3727°C kaj ne povas esti fandita je la temperaturo de la fandita fero. Tial, la karbono en la rekarburilo estas ĉefe solvita en la fandita fero per du manieroj: dissolvo kaj difuzo. Kiam la enhavo de grafita rekarburilo en fandita fero estas 2.1%, grafito povas esti rekte solvita en fandita fero. La rekta solva fenomeno de ne-grafita karbigado baze ne ekzistas, sed kun la paso de la tempo, karbono iom post iom difuziĝas kaj dissolviĝas en la fandita fero. Ĉe la rekarburigado de gisfero fandita per indukcia forno, la rekarburiga rapideco de kristala grafita rekarburigado estas signife pli alta ol tiu de ne-grafitaj rekarburiloj.
Eksperimentoj montras, ke la dissolvo de karbono en fandita fero estas kontrolata per la karbona mastranslokigo en la likva limtavolo sur la surfaco de la solidaj partikloj. Komparante la rezultojn akiritajn kun kolao- kaj karbopartikloj kun la rezultoj akiritaj kun grafito, oni trovas, ke la difuza kaj dissolva rapido de grafitaj rekarbonigiloj en fandita fero estas signife pli rapida ol tiu de kolao- kaj karbopartikloj. La parte dissolvitaj kolao- kaj karbopartiklaj specimenoj estis observitaj per elektrona mikroskopo, kaj oni trovis, ke maldika glueca cindrotavolo formiĝis sur la surfaco de la specimenoj, kio estis la ĉefa faktoro influanta ilian difuzan kaj dissolvan rendimenton en fandita fero.
3. Faktoroj influantaj la efikon de karbona pliiĝo
(1) Influo de la partikla grandeco de la recarburilo La sorba rapideco de la recarburilo dependas de la kombinita efiko de la dissolva kaj difuza rapideco de la recarburilo kaj la rapideco de oksida perdo. Ĝenerale, la partikloj de la recarburilo estas malgrandaj, la dissolva rapideco estas rapida, kaj la perda rapideco estas granda; la karburilaj partikloj estas grandaj, la dissolva rapideco estas malrapida, kaj la perda rapideco estas malgranda. La elekto de la partikla grandeco de la recarburilo rilatas al la diametro kaj kapacito de la forno. Ĝenerale, kiam la diametro kaj kapacito de la forno estas grandaj, la partikla grandeco de la recarburilo devus esti pli granda; male, la partikla grandeco de la recarburilo devus esti pli malgranda.
(2) Influo de la kvanto de aldonita rekarbonigilo Sub certa temperaturo kaj sama kemia konsisto, la saturita koncentriĝo de karbono en la fandita fero estas certa. Sub certa grado de saturiĝo, ju pli da rekarbonigilo estas aldonita, des pli longa estas la tempo bezonata por dissolvo kaj difuzo, des pli granda estas la koresponda perdo, kaj des pli malalta estas la absorba rapideco.
(3) La efiko de temperaturo sur la absorba rapideco de la recarburilo Principe, ju pli alta estas la temperaturo de la fandita fero, des pli favoras la absorbadon kaj dissolvon de la recarburilo. Male, la recarburilon malfacile dissolveblas, kaj la absorba rapideco de la recarburilo malpliiĝas. Tamen, kiam la temperaturo de la fandita fero estas tro alta, kvankam la recarburilo pli verŝajne plene dissolviĝos, la brula perdo-rapideco de karbono pliiĝos, kio fine kondukos al malpliiĝo de la karbona enhavo kaj malpliiĝo de la ĝenerala absorba rapideco de la recarburilo. Ĝenerale, kiam la temperaturo de la fandita fero estas inter 1460 kaj 1550 °C, la absorba efikeco de la recarburilo estas la plej bona.
(4) Influo de kirlado de fandita fero sur la sorba rapideco de recarburilo Kirlado utilas al la dissolvo kaj difuzo de karbono, kaj evitas, ke la recarburilo flosu sur la surfaco de fandita fero kaj brulu. Antaŭ ol la recarburilo estas tute dissolvita, la kirladotempo estas longa kaj la sorba rapideco estas alta. Kirlado ankaŭ povas redukti la karbonig-tentempon, mallongigi la produktadciklon kaj eviti bruladon de alojaj elementoj en la fandita fero. Tamen, se la kirladotempo estas tro longa, ĝi ne nur havas grandan influon sur la funkcidaŭro de la forno, sed ankaŭ plimalbonigas la perdon de karbono en la fandita fero post kiam la recarburilo estas dissolvita. Tial, la taŭga kirladotempo de fandita fero devus esti taŭga por certigi, ke la recarburilo estas tute dissolvita.
(5) Influo de la kemia konsisto de fandita fero sur la absorba rapideco de la recarburatoro Kiam la komenca karbona enhavo en la fandita fero estas alta, sub certa solvebleca limo, la absorba rapideco de la recarburatoro estas malrapida, la absorba kvanto estas malgranda, kaj la brulperdo estas relative granda. La absorba rapideco de la recarburatoro estas malalta. La malo veras kiam la komenca karbona enhavo de la fandita fero estas malalta. Krome, silicio kaj sulfuro en fandita fero malhelpas la absorbadon de karbono kaj reduktas la absorban rapidecon de recarburatoroj; dum mangano helpas absorbi karbonon kaj plibonigi la absorban rapidecon de recarburatoroj. Rilate al la grado de influo, silicio estas la plej granda, sekvata de mangano, kaj karbono kaj sulfuro havas malpli da influo. Tial, en la fakta produktada procezo, mangano devus esti aldonita unue, poste karbono, kaj poste silicio.
4. La efiko de diversaj rekarbonigiloj sur la ecoj de gisfero
(1) Testkondiĉoj Du 5t mezfrekvencaj senkernaj induktaj fornoj estis uzitaj por fandado, kun maksimuma potenco de 3000kW kaj frekvenco de 500Hz. Laŭ la ĉiutaga listo de aroj de la laborejo (50% reveninta materialo, 20% krudfero, 30% rubmetalo), uzu malalt-nitrogenan kalcinitan recarburigilon kaj grafit-tipan recarburigilon por fandi fornon el fandita fero respektive, laŭ la postuloj de la procezo. Post alĝustigo de la kemia konsisto, fandu cilindran ĉefan lagroĉapon respektive.
Produktada procezo: La rekarbonigilo estas aldonita al la elektra forno laŭ aroj dum la nutrado por fandado, 0.4% da primara inokulaĵo (silicia baria inokulaĵo) estas aldonita dum la frapado, kaj 0.1% da sekundara fluo-inokulaĵo (silicia baria inokulaĵo). Uzu la stilan linion DISA2013.
(2) Mekanikaj ecoj Por kontroli la efikon de du malsamaj recarburigiloj sur la ecojn de gisfero, kaj por eviti la influon de la konsisto de fandita fero sur la rezultojn, la konsisto de fandita fero fandita per malsamaj recarburigiloj estis adaptita por esti baze la sama. Por pli plene kontroli la rezultojn, en la testprocezo, krom ke du aroj de Ø30mm teststangoj estis verŝitaj en la du fornojn de fandita fero, 12 pecoj de fanditaj en ĉiu fandita fero ankaŭ estis hazarde elektitaj por Brinell-malmolectesto (6 pecoj/skatolo, testante du skatolojn).
En kazo de preskaŭ la sama konsisto, la forto de la teststangoj produktitaj per uzado de la grafito-tipa recarburigilo estas signife pli alta ol tiu de la teststangoj fanditaj per uzado de la kalcinita-tipa recarburigilo, kaj la prilabora rendimento de la fandaĵoj produktitaj per la grafito-tipa recarburigilo estas evidente pli bona ol tiu produktita per uzado de la grafito-tipa recarburigilo. Fandaĵoj produktitaj per kalcinitaj recarburigiloj (kiam la malmoleco de la fandaĵoj estas tro alta, la rando de la fandaĵoj aperos la fenomenon de salta tranĉilo dum prilaborado).
(3) La grafito-formoj de la specimenoj uzantaj la grafit-tipan recarburigilon estas ĉiuj A-tipa grafito, kaj la nombro de grafito estas pli granda kaj la grandeco estas pli malgranda.
La jenaj konkludoj estas desegnitaj el la supre menciitaj testrezultoj: altkvalita grafito-tipa recarburigilo povas ne nur plibonigi la mekanikajn ecojn de fandaĵoj, plibonigi la metalografian strukturon, sed ankaŭ plibonigi la prilaboran rendimenton de fandaĵoj.
03. Epilogo
(1) La faktoroj influantaj la sorban rapidecon de la recarburigilo estas la partikla grandeco de la recarburigilo, la kvanto de aldonita recarburigilo, la recarburiga temperaturo, la kirladotempo de la fandita fero kaj la kemia konsisto de la fandita fero.
(2) Altkvalita grafito-tipa recarburigilo povas ne nur plibonigi la mekanikajn ecojn de fandaĵoj, plibonigi la metalografian strukturon, sed ankaŭ plibonigi la prilaboran rendimenton de fandaĵoj. Tial, dum produktado de ŝlosilaj produktoj kiel cilindraj blokoj kaj kulminaĵoj en la indukforna fandprocezo, oni rekomendas uzi altkvalitajn grafito-tipajn recarburigilojn.
Afiŝtempo: 8-a de novembro 2022