Grafitizēta naftas koksa pielietojumi: no EAF tērauda līdz bremžu klučiem un akumulatoru materiāliem

Ko patiesībā nozīmē "pārkarbēšana" krāsnī

A rekarburizersvaioglekļa pacēlājsizšķīst izkausētā dzelzē vai tēraudā un paaugstina tā oglekļa saturu līdz noteiktajam sastāvam. Tas, kas atšķir labu no slikta, nav virsraksta oglekļa atomu skaits -, tas ir tas, cik daudz šī oglekļa faktiski nonāk metālā un cik ātri.

GPC uzvar abos gadījumos savas struktūras dēļ. Neapstrādāts naftas kokss ir amorfs ogleklis; kad tas notiek plkst2500–3000 grādu grafitizācijas krāsnī, oglekļa atomi pārkārtojas sakārtotā grafīta kristāliskajā režģī. Šī transformācija veic trīs lietas, ko kausējums pamana:

• 🧲 Izšķīšanas ātrums- grafīta režģis izšķīst izkausētā dzelzē daudz ātrāk nekā amorfais ogleklis. Oglekļa atgūšana virs 90–95% parasti tiek panākta ar labi-grafitizētu materiālu, salīdzinot ar ievērojami zemāku un mazāk paredzamu atgūšanu ar negrafitizētu vai daļēji{5}}grafitizētu koksu.
• 🧪 Tīrība- krāsns apstrāde izvada gaistošas ​​vielas un sadala daudzus piemaisījumus. Premium GPC veicfiksēts ogleklis 98,5–99,5%, sēra saturs ir mazāks par 0,03%, pelni ir mazāki par 0,5% un slāpeklis ir mazāks par 300 ppm.
• ⚡ Vadītspēja- patiesais blīvums vismaz ~2,18 g/cm³ un elektriskā pretestība aptuveni 500 µΩ·m vai mazāka ir pilnīgas grafitizācijas nospiedumi. Materiāls, kuram trūkst šo skaitļu, netika pilnībā pārveidots, un krāsnī tas uzvedas līdzīgi.

Pielietojuma saime Nr. 1: EAF tērauda ražošana

Inelektriskā loka krāsns, ogleklis nodarbojas ar ķīmiju, kā arī metalurģiju. GPC tiek uzlādēts ar lūžņu grozu vai injicēts kausēšanas laikā: tas paceļ vannas oglekli mērķa virzienā, piegādā oglekli, kas sadedzina izdedžu un metālu reakcijās, un palīdz uzputot izdedžus, kas aizsargā ugunsizturīgās sienas no loka. Granulu izmēri -1-5 mmir darba zirgs, - dod vislabāko kompromisu- starp šķīšanas ātrumu un barošanas zudumu. Ekonomika ir nepielūdzama: katrs 0,1% fiksētā oglekļa zem specifikācijas nozīmē vairāk kilogramu uz tonnu tērauda, ​​lai sasniegtu to pašu mērķi, tāpēc lēts zemas kvalitātes materiāls parasti maksā vairāk par tonnu tērauda, ​​nevis mazāk.

Pielietojuma saime Nr. 2: Indukcijas krāsns kausēšana un pelēkais dzelzs

Indukcijas krāsnis iekasē ievērojamu daudzumu lūžņu un atgriezumu, unoglekļa pacēlājsir tas, kas līdzsvaro lādiņu. Tā kā indukcijas kausējumi ir klusāki nekā loka krāsns vannā, putekļu zudums ir reālas izmaksas: šeit bieži tiek doti priekšroka rupjākiem mezglainiem griezumiem (5–20 mm), lai samazinātu putekļu veidošanos, kas tiek uzlādēta jau pašā secībā, lai materiāls izšķīst papēžā, nevis sēž uz augšu. Absorbcijas laikam ir arī nozīme -, pievienojot GPC kopā ar lādiņu, nevis uz seklu kausējumu, tiek iegūts šķīšanas laiks, no kura ir atkarīga augsta atgūstamība.

3. pielietojuma saime: kaļamais (sferoidālais grafīts) čuguns - specifiskais-kritiskais tirgus

Šeit GPC iegūst augstākās kvalitātes atzīmes. Kaļamajā čugunā sērs ir divreiz ienaidnieks: tas tieši degradē čugunu unpatērē magnija mezgliņu veidojošo līdzeklipirms tam magnijs var veidot grafīta sfēras. Nopietnu lietuvju darba likums irsērs zem 0,02%šī pielietojuma rekarburiatorā ar zemu slāpekļa līmeni, kā arī - slāpekļa pārpalikums vēlāk parādās kā porainība un caurumi lējumos. Augstas -tīrības pakāpes GPC (99%+ fiksēts ogleklis, 0,03–0,05% sērs,<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.

Lietojumprogrammu saime Nr. 4: Kausa rekarburizācija un precīzās ķīmijas

Tērauda dzirnavas un lietuves, kas ražo augstas kvalitātes{0}} vai tīru tēraudu, kausā veic galīgo oglekļa apstrādi, kur šķīšanas laiks ir īss un paredzamība ir viss. Smalki griezumi (0,2–1 mm) ātri izšķīst šiem vēlīnajiem papildinājumiem. Tāda pati loģika attiecas uz sakausējumu ražošanu, kur GPC zemais pelnu daudzums uztur tīru izdedžu ķīmisko sastāvu.

Lietojumprogrammu saime Nr. 5: izmantošana ne-metalurģijā

• 🛞 Bremžu berzes materiāli- smalks-tīkls GPC (apmēram 60–80 siets un smalkāks) ir standarta sastāvdaļa bremžu kluču sastāvos, kas nodrošina termisko stabilitāti un kontrolētu berzes darbību.
• 🔋 Akumulators un īpaša oglekļa izejviela- grafitizēts kokss atrodas tajā pašā materiālu saimē, kas nodrošina anodu ražošanu; vienas un tās pašas krāsnis kalpo abām pasaulēm.
• 🧱 Oglekļa produkti- elektrodos, ugunsizturīgos oglekļa blokos un oglekļa pastās kā ievade tiek izmantots grafitizēts kokss, kam ir nozīme vadītspējai un tīrībai.
• 🧪 Plastmasa un gumija- GPC pulveris darbojas kā vadoša un pastiprinoša pildviela polimēru savienojumos.

Daļiņu izmēra atbilstība pielietojumam

Darbīgs piemērs: oglekļa savācējs pelēkā dzelzs lādiņā

Skaitļi to padara konkrētu. Apsveriet 1-tonnu indukcijas lādiņu pelēkajam čugunam, kura mērķis ir 3,2% oglekļa, kur lūžņu/atgriežamo vielu maisījums rada 2,7% oglekļa. Kausējums ir īss, aptuveni 0,5 procentu punkti oglekļa - 5 kg oglekļa uz tonnu. Pieņemsim, ka tas ir labi grafitizēts98,5% fiksēta oglekļa GPCpie 90% praktiskā reģenerācijas: kausēšanas iekārtai nepieciešami aptuveni 5 ÷ (0,985 × 0,90) ≈ 5,6 kg GPC uz tonnu. Tagad atkārtojiet aritmētiku ar daļēji-grafitizētu materiālu ar 80% atgūstamību: aptuveni 6,3 kg uz tonnu - 12% vairāk materiāla, kā arī plašāka oglekļa izkliede, kas krāsns operatoram ir jācenšas. (Šis piemērs ir ilustratīvs; katrs veikals kalibrē atbilstoši savam lādiņam un praksei, taču aritmētiskās formas dēļ lietuves turpina atgriezties pie pilnībā grafīta materiāla.)

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kam izmanto grafitizēto naftas koksu?

Tās primārais lietojums ir kā aoglekļa pacēlājs / recarburizerelektriskās loka krāsnīs tērauda ražošanā, indukcijas kausēšanā un pelēkā un kaļamā čuguna lietuvēs. Sekundārie lietojumi ietver oglekļa pievienošanu kausa metalurģijā, berzes materiālubremžu kluči, vadoša pildviela plastmasā un gumijā, kā arī izejviela oglekļa produktiem un akumulatoru anoda materiāliem.

2. Kāpēc GPC ir priekšroka salīdzinājumā ar parasto kalcinētu naftas koksu kā rekarburatoru?

Jo grafitizācija 2500–3000 grādu temperatūrā amorfo oglekli pārvērš kristāliskā grafītā, kas ātrāk un pilnīgāk izšķīst kausētā metālā. Praktiska oglekļa atgūšana ar labi-grafitizētu GPC parasti ir 90–95%+, un augstas -temperatūras apstrāde arī atdala gaistošos materiālus un piemaisījumus -, nodrošinot zemāku sēra, slāpekļa un pelnu līmeni nekā kalcinētam koksam.

3. Kādam sēra līmenim jābūt GPC kaļajam čugunam?

Sferoidālajam grafītam (kaļajam čugunam) darba noteikums irsērs zem 0,02%rekarburiatorā, jo sērs patērē magnija mezgliņu veidojošo līdzekli un pasliktina mezgliņu veidošanos. Pelēkajā čugunā un tēraudā parasti izmanto augstākās kvalitātes GPC kategorijas ar 0,03–0,05% sēra saturu; kaļamā čuguna lietuves parasti norāda tīrāko pieejamo materiālu.

4. Kāda izmēra GPC man vajadzētu izmantot?

EAF maksas oglekļa un vispārējiem liešanas darbiem, granulēts1-5 mmir standarts, kas līdzsvaro šķīšanas ātrumu un atgūšanu. Indukcijas krāsnīm rupjāki mezglu griezumi (5–20 mm) samazina putekļu veidošanos. Vēlīnās kausa pievienošanas un ne-metalurģijas vajadzībām sīki 0,2–1 mm gabali vai pulveris izšķīst visātrāk. Specifikācijas jānosaka jūsu krāsns praksei, nevis piegādātāja ērtībām.

5. Vai GPC ietekmē liešanas kvalitāti, pārsniedzot oglekļa saturu?

Jā. Pārmērīgsslāpekliskarburizatorā ir klasisks porainības un caurumu cēlonis dzelzs lējumos - līdz ar to<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. Vai GPC var izmantot indukcijas krāsnīs vai tikai loka krāsnīs?

Abi. EAF tas kalpo kā lādiņa oglekļa un izdedžu putotājs; indukcijas krāsnīs tas ir standarta veids, kā līdzsvarot oglekli smagos lūžņos. Atšķirība ir praksē, nevis piemērotībā: indukcijas veikali parasti iekasē GPC agri ar lūžņiem un bieži dod priekšroku rupjākiem griezumiem, lai ierobežotu putekļu veidošanos, savukārt EAF prakse dod priekšroku standarta 1–5 mm granulētajam griezumam.