Grafitiseeritud naftakoksi rakendused: EAF terasest piduriklotside ja akumaterjalideni

Mida "recarburizing" tegelikult ahjus tähendab

A recarburisaatorvõisüsiniku tõstjalahustub sula rauas või terases ja tõstab selle süsinikusisalduse soovitud koostiseni. Hea ja halb ei erista mitte pealkirja süsinikuarv -, vaid see, kui palju süsinikku tegelikult metalli siseneb ja kui kiiresti.

GPC võidab mõlemas osas oma struktuuri tõttu. Toornaftakoks on amorfne süsinik; kui seda peetakse kl2500–3000 kraadi grafitiseerimisahjus, paiknevad süsinikuaatomid ümber grafiidi järjestatud kristalliliseks võreks. See transformatsioon teeb kolm asja, mida sulatus märkab:

• 🧲 Lahustumiskiirus- grafiitvõre lahustub sularauaks palju kiiremini kui amorfne süsinik. Üle 90–95% süsiniku taaskasutamine saavutatakse tavaliselt hästi-grafitiseeritud materjaliga, võrreldes märgatavalt madalama ja vähem prognoositava taastumisega grafiteerimata või pool{5}}grafitiseeritud koksiga.
• 🧪 Puhtus- ahjutöötlus ajab välja lenduvad ained ja lagundab paljusid lisandeid. Premium GPC kannabfikseeritud süsinik 98,5–99,5%, väävlisisaldus on vaid 0,03%, tuhk alla 0,5% ja lämmastik alla 300 ppm.
• ⚡ Juhtivus- tegelik tihedus vähemalt ~2,18 g/cm³ ja elektritakistus ligikaudu 500 µΩ·m või vähem on täieliku grafitiseerimise sõrmejäljed. Materjali, millel need numbrid puuduvad, ei muudetud täielikult ja see käitub ahjus sarnaselt.

Rakenduste perekond nr 1: EAF terase tootmine

Aastalelektrikaarahi, süsinik teeb nii keemiat kui ka metallurgiat. GPC laetakse vanaraua korvi või süstitakse sulamise ajal: see tõstab vanni süsinikku eesmärgi poole, varustab süsinikuga, mis põleb räbu-metalli reaktsioonides, ja aitab vahustada räbu, mis kaitseb tulekindlaid seinu kaare eest. Graanulite suurused -1-5 mmon tööhobune piir - anda parim kompromiss-lahustumise kiiruse ja toitumiskao vahel. Majandus on andestamatu: iga 0,1% fikseeritud süsinikust alla normi tähendab sama eesmärgi saavutamiseks rohkem kilogrammi terase tonni kohta, nii et odav madala kvaliteediga materjal maksab tavaliselt terasetonni kohta rohkem, mitte vähem.

Kasutusala nr 2: Induktsioonahju sulatamine ja hallraud

Induktsioonahjud laadivad märkimisväärses koguses jääke ja tagastamist ningsüsiniku tõstjasee tasakaalustab laengu uuesti. Kuna induktsioonsulatused on vaiksemad kui kaarahjuvann, on tolmukadu tõeline kulu: tolmu eemaldamiseks eelistatakse siin sageli jämedamaid sõlmelisi lõikeid (5–20 mm), mis laetakse järjest varakult, nii et materjal lahustub kannas, mitte ei istu peal. Absorptsiooni ajastus on samuti oluline - GPC lisamine koos laenguga, mitte madalal sulamisel, annab lahustumisaja, millest sõltub suur taastumine.

Rakenduste perekond nr 3: kõrgtugev (sferoidne grafiit) raud - spetsifikatsiooni-kriitiline turg

Siin teenib GPC oma esmaklassilisi hindeid. Kõrgtugevas malmis on väävel kahekordne vaenlane: see lagundab rauda otseselt jatarbib magneesiumi noduleerivat ainetenne seda saab magneesium kujundada grafiidist sfäärid. Tõsiste valukodade tööreegel onväävel alla 0,02%selle rakenduse jaoks mõeldud recarburisaatoris, kus lämmastikku hoitakse ka madalal, - ilmneb liigne lämmastik hiljem poorsuse ja valandites olevate puhumisavadena. Kõrge -puhtusastmega GPC (99%+ fikseeritud süsinik, 0,03–0,05% väävlit,<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.

Rakenduste perekond nr 4: kulbide taassüsiseerimine ja täppiskeemia

Terasevabrikud ja valukojad, mis valmistavad kvaliteetset{0}}puhast terast, teevad vahukulbis lõpliku süsiniku viimistluse, kus lahustumisaeg on lühike ja prognoositavus on kõik. Peened lõiked (0,2–1 mm) lahustuvad nende hiliste lisamiste korral kiiresti. Sama loogika kehtib sulamite tootmisel, kus GPC madal tuhk hoiab räbu keemia puhtana.

Rakenduste perekond nr 5: mitte-metallurgiline kasutus

• 🛞 Pidurite hõõrdumise materjalid- fine-mesh GPC (umbes 60–80 silma ja peenem) on piduriklotside koostise standardkoostisosa, mis tagab termilise stabiilsuse ja kontrollitud hõõrdumise.
• 🔋 Aku ja spetsiaalne süsiniku lähteaine- grafitiseeritud koks kuulub samasse anooditootmise materjalide perekonda; samad ahjud teenindavad mõlemat maailma.
• 🧱 Süsiniktooted- elektroodid, tulekindlad süsinikplokid ja süsinikpastad kasutavad grafitiseeritud koksi sisendina, kus juhtivus ja puhtus on olulised.
• 🧪 Plastid ja kumm- GPC pulber toimib polümeerühendites juhtiva ja tugevdava täiteainena.

Osakeste suuruse sobitamine rakendusega

Töötatud näide: süsiniku koguja hallraua laengus

Numbrid teevad selle konkreetseks. Mõelge 1-tonnisele induktsioonlaengule hallraua jaoks, mille eesmärk on 3,2% süsinikusisaldus, kusjuures jääkide/tagastustoodete segu toob sisse 2,7% süsinikku. Sulatus on lühike, umbes 0,5 protsendipunkti süsinikku - 5 kg süsinikku tonni kohta. Oletame hästi grafitiseeritud98,5% fikseeritud süsinikusisaldusega GPC90% praktilise taastumisega: sulati vajab umbes 5 ÷ (0,985 × 0,90) ≈ 5,6 kg GPC-d tonni kohta. Nüüd korrake aritmeetikat pool{6}}grafitiseeritud materjaliga 80% saagisega: ligikaudu 6,3 kg tonni kohta - 12% rohkem materjali, millele lisandub laiem süsiniku hajumine, mida ahju operaator peab taga ajama. (See näide on illustreeriv; iga pood kalibreerib end oma laengu ja praktika järgi, kuid aritmeetika kuju on põhjus, miks valukojad naasevad täielikult grafitiseeritud materjali juurde.)

Korduma kippuvad küsimused

1. Milleks kasutatakse grafitiseeritud naftakoksi?

Selle peamine kasutusala on asüsiniku tõstja / recarburizerelektrikaarahjude terase valmistamisel, induktsioonsulatamisel ning halli ja kõrgtugeva malmi valukodades. Sekundaarsed kasutusalad hõlmavad süsiniku lisamist kulbide metallurgias, hõõrdmaterjalide lisamistpiduriklotsid, juhtiv täiteaine plastikus ja kummis ning lähteaine süsiniktoodete ja aku anoodimaterjalide jaoks.

2. Miks eelistatakse rekarburisaatorina GPC-d tavalisele kaltsineeritud naftakoksile?

Kuna grafitiseerimine 2500–3000 kraadi juures muudab amorfse süsiniku kristalseks grafiidiks, mis lahustub sulametallis kiiremini ja täielikumalt. Praktiline süsiniku taaskasutamine hästi-grafitiseeritud GPC-ga on tavaliselt 90–95%+ ja kõrgel -temperatuuril töötlemisel eemaldatakse ka lenduvad ained ja lisandid -, mis annab madalama väävlisisalduse, väiksema lämmastiku ja tuhasisalduse kui kaltsineeritud koks.

3. Milline peaks olema kõrgtugeva malmi GPC väävlisisaldus?

Sfäärilise grafiidi (tugeva) malmi tööreegel onväävel alla 0,02%recarburisaatoris, sest väävel kulutab magneesiumi sõlme tekitavat ainet ja halvendab sõlmede moodustumist. Hallrauas ja terases kasutatakse tavaliselt 0,03–0,05% väävlisisaldusega GPC kvaliteeti; kõrgtugeva malmi valukojad määravad tavaliselt puhtaima saadaoleva materjali.

4. Millise suurusega GPC-d peaksin kasutama?

EAF laenguks süsinik ja üldvalutööd, granuleeritud1-5 mmon standard, mis tasakaalustab lahustumiskiirust ja taastumist. Induktsioonahjude puhul vähendavad jämedamad sõlmelised lõiked (5–20 mm) tolmu teket. Hilise vahukulbi lisamise ja mitte-metallurgilise kasutuse korral lahustuvad kõige kiiremini peened 0,2–1 mm lõiked või pulber. Spetsifikatsiooni peaks määrama teie ahju tava, mitte tarnija mugavus.

5. Kas GPC mõjutab valamise kvaliteeti peale süsinikusisalduse?

Jah. Liignelämmastikkarburisaatoris on klassikaline poorsuse ja läbipuhumisavade põhjus raudvaludes - seega<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. Kas GPC-d saab kasutada induktsioonahjudes või ainult kaareahjudes?

Mõlemad. EAF-ides toimib see laengusüsiniku ja räbu vahustajana; induktsioonahjudes on see tavaline viis süsiniku tasakaalu taastamiseks vanaraua{1}}raskete laengute korral. Erinevus seisneb praktikas, mitte sobivuses: induktsioontsehhid laadivad GPC-d tavaliselt praagiga varakult ja eelistavad sageli tolmu piiramiseks jämedamaid lõikeid, samas kui EAF-i praktika eelistab tavalist 1–5 mm granuleeritud lõiget.