Primjena grafitiziranog naftnog koksa: od EAF čelika do kočionih pločica i materijala za baterije

Šta "recarburizing" zapravo znači u peći

A recarburizerilikarbonski podizačrastvara se u rastopljeno željezo ili čelik i podiže svoj sadržaj ugljika do ciljnog sastava. Ono što razlikuje dobar od lošeg nije naslovni broj ugljenika -, već koliko tog ugljika zapravo ulazi u metal i koliko brzo.

GPC pobjeđuje po obje tačke zbog svoje strukture. Sirovi naftni koks je amorfni ugljenik; kada se održava u2.500–3.000 stepeni u peći za grafitizaciju, atomi ugljika se preuređuju u uređenu kristalnu rešetku grafita. Ta transformacija čini tri stvari koje topljenje primjećuje:

• 🧲 Brzina rastvaranja- grafitna rešetka se rastvara u rastopljenom gvožđu mnogo brže od amorfnog ugljenika. Iskorištavanje ugljika iznad 90-95% rutinski se postiže dobro-grafitiziranim materijalom, u odnosu na zamjetno niži i manje predvidljiv oporavak sa negrafitiziranim ili polu{5}}grafitiziranim koksom.
• 🧪 Čistoća- tretman u peći izbacuje isparljive tvari i razgrađuje mnoge nečistoće. Premium GPC nosifiksni ugljik od 98,5-99,5%, sumpor samo 0,03%, pepeo ispod 0,5% i azot ispod 300 ppm.
• ⚡ Provodljivost- prava gustina od najmanje ~2,18 g/cm³ i električna otpornost od otprilike 500 µΩ·m ili manje su otisci prstiju potpune grafitizacije. Materijal kojem nedostaju ti brojevi nije u potpunosti pretvoren i ponaša se kao u peći.

Porodica primjene #1: EAF proizvodnja čelika

Uelektrolučna peć, ugljenik radi hemiju kao i metalurgiju. GPC se puni korpom za otpad ili se ubrizgava tokom topljenja: podiže ugljik za kupanje prema cilju, opskrbljuje ugljik koji gori u reakcijama šljaka-metal i pomaže u pjeni šljake koja štiti vatrostalne zidove od luka. Veličine granula -1–5 mmje radni konj - daje najbolji kompromis-između brzine rastvaranja i gubitka hranjenja. Ekonomija je neoprostiva: svakih 0,1% fiksnog ugljika ispod specifikacije znači više kilograma po toni čelika za postizanje istog cilja, tako da jeftini nisko{4}}materijali obično koštaju više po toni čelika, a ne manje.

Porodica aplikacija #2: Indukcijska peć za topljenje i sivo željezo

Indukcijske peći naplaćuju značajne količine otpada i povrata, ikarbonski podizačje ono što rebalansira naboj. Budući da su indukcijske taline tiše od kupke u lučnoj peći, gubitak prašine je pravi trošak: grublji nodularni rezovi (5-20 mm) se često preferiraju ovdje za rezanje prašine, napunjeni rano u nizu tako da se materijal rastvara u petu umjesto da sedi na vrhu. Vrijeme apsorpcije je također važno - dodavanje GPC-a sa punjenjem, a ne na plitkim topljenjem, daje vrijeme rastvaranja od kojeg zavisi visok oporavak.

Porodica aplikacija #3: Duktilno (sferoidni grafit) željezo - specifično-kritično tržište

Ovo je mjesto gdje GPC zarađuje svoje vrhunske ocjene. Kod nodularnog gvožđa, sumpor je dvostruki neprijatelj: direktno razgrađuje gvožđe itroši agens za stvaranje čvorova magnezijumaprije nego što magnezijum može oblikovati grafitne sfere. Radno pravilo među ozbiljnim livnicama jesumpor ispod 0,02%u rekarburizatoru za ovu aplikaciju, sa niskim nivoom azota, kao i - višak azota se kasnije pojavljuje kao poroznost i rupe u odljevcima. GPC visoke{2}}čistoće (99%+ fiksni ugljenik, 0,03–0,05% sumpora,<300 ppm nitrogen) exists essentially for this market, and the foundries that buy it are the least likely to ever trade down, because a bad carburizer batch ruins castings worth many times the material saving.

Porodica aplikacija #4: recarburizacija lonca i precizne hemije

Čeličane i ljevaonice koje proizvode visoko{0}}kvalitetni ili čisti čelik obavljaju završnu obradu ugljika u loncu, gdje je vrijeme rastvaranja kratko, a predvidljivost je sve. Fini rezovi (0,2-1 mm) se brzo otapaju za ove kasne dodatke. Ista logika se primjenjuje u proizvodnji legura, gdje GPC-ov niski pepeo održava hemiju šljake čistom.

Porodica aplikacija #5: Ne-nemetalurške upotrebe

• 🛞 Kočioni frikcioni materijali- fine-mesh GPC (oko 60-80 mesh i finije) je standardni sastojak u formulacijama kočionih pločica, doprinoseći termalnoj stabilnosti i kontrolisanom ponašanju trenja.
• 🔋 Baterija i specijalna ugljična sirovina- grafitizirani koks nalazi se u istoj porodici materijala za proizvodnju anoda; iste peći služe oba svijeta.
• 🧱 Karbonski proizvodi- elektrode, vatrostalni ugljenični blokovi i ugljične paste koriste grafitizirani koks kao ulaz gdje su provodljivost i čistoća bitni.
• 🧪 Plastika i guma- GPC prah djeluje kao provodljivo i ojačavajuće punilo u polimernim jedinjenjima.

Usklađivanje veličine čestica sa aplikacijom

Radni primjer: karbonski sakupljač u punjenju od sivog željeza

Brojevi čine ovo konkretnim. Uzmite u obzir indukcijsko punjenje od 1-tone za sivo gvožđe koje ima za cilj 3,2% ugljika, gdje mješavina otpada/povrata donosi 2,7% ugljika. Talina je kratka oko 0,5 procentnih poena ugljenika - 5 kg ugljika po toni. Pretpostavimo da je dobro grafitizovan98,5% fiksnog ugljenika GPCpri 90% praktičnog oporavka: topiocu je potrebno oko 5 ÷ (0,985 × 0,90) ≈ 5,6 kg GPC po toni. Sada ponovite aritmetiku sa polu-grafitiziranim materijalom sa 80% iskorištenja: otprilike 6,3 kg po toni - 12% više materijala, plus širi raspršivanje ugljika za kojim operater peći mora juriti. (Ovaj primjer je ilustrativan; svaka radnja se kalibrira prema vlastitom naplatu i praksi, ali oblik aritmetike je razlog zašto se ljevaonice stalno vraćaju na potpuno grafitizirani materijal.)

Često postavljana pitanja

1. Za šta se koristi grafitizirani naftni koks?

Njegova primarna upotreba je kao akarbonski podizač / recarburizeru proizvodnji čelika u elektrolučnim pećima, indukcijskom topljenju i livnicama sivog i nodularnog gvožđa. Sekundarne upotrebe uključuju dodavanje ugljika u metalurgiji lonca, materijala za trenjekočione pločice, provodljivo punilo u plastici i gumi i sirovina za proizvode od ugljenika i anodne materijale baterija.

2. Zašto se GPC preferira u odnosu na obični kalcinirani petrolej koks kao rekarburizator?

Jer grafitizacija na 2.500-3.000 stepeni pretvara amorfni ugljenik u kristalni grafit, koji se brže i potpunije rastvara u rastopljenom metalu. Praktična rekuperacija ugljika s dobro-grafitiziranim GPC-om obično radi 90–95%+, a visoko{9}}tretman također uklanja isparljive tvari i nečistoće - dajući manje sumpora, niže azota i manje pepela od kalciniranog koksa.

3. Koji nivo sumpora treba da ima GPC za duktilno gvožđe?

Za sferoidno grafitno (duktilno) željezo, radno pravilo jesumpor ispod 0,02%u rekarburizatoru, jer sumpor troši agens za formiranje čvorova magnezijuma i razgrađuje formiranje nodula. Vrhunski GPC razredi sa 0,03–0,05% sumpora se obično koriste u sivom gvožđu i čeliku; Livnice nodularnog gvožđa obično određuju najčistiji dostupni materijal.

4. Koju veličinu čestica GPC-a trebam koristiti?

Za EAF punjenje ugljika i opće ljevaonice, granulirano1–5 mmje standard, koji balansira brzinu rastvaranja i oporavka. Za indukcijske peći, grublji nodularni rezovi (5-20 mm) smanjuju prašinu. Za kasno dodavanje u kutlaču i ne-upotrebe, fini rezovi od 0,2–1 mm ili prah se najbrže otapaju. Specifikacije treba da odredi vaša praksa za peći, a ne pogodnost dobavljača.

5. Da li GPC utiče na kvalitet livenja osim sadržaja ugljenika?

Da. Višakazotu karburizatoru je klasičan uzrok poroznosti i rupa u odljevcima -, stoga<300 ppm specification on premium grades. High ash increases slag volume and shortens refractory life. Volatile matter above about 0.5% signals incomplete graphitization and means smoke, erratic recovery and environmental exposure in the shop.

6. Može li se GPC koristiti u indukcijskim pećima ili samo u lučnim pećima?

Oba. U EAF-ovima služi kao punjenje ugljenika i pjenilo šljake; u indukcijskim pećima to je standardni način za rebalans ugljika u otpadnom-teškom punjenju. Razlika je u praksi, a ne u prikladnosti: indukcijske radnje obično naplaćuju GPC ranije sa otpadom i često preferiraju grublje rezove kako bi ograničili prašinu, dok EAF praksa daje prednost standardnom granuliranom rezu od 1-5 mm.