01. Hoe om herkarbureerders te klassifiseer
Karburiseerders kan rofweg in vier tipes verdeel word volgens hul grondstowwe.
1. Kunsmatige grafiet
Die hoof rou materiaal vir die vervaardiging van kunsmatige grafiet is poeiermelk hoë kwaliteit gekalsineerde petroleumkooks, waarby asfalt as 'n bindmiddel bygevoeg word, en 'n klein hoeveelheid ander hulpstowwe word bygevoeg. Nadat die verskillende rou materiale saamgemeng is, word hulle gepers en gevorm, en dan in 'n nie-oksiderende atmosfeer by 2500-3000 °C behandel om hulle te laat grafiteer. Na hoë temperatuur behandeling word die as-, swael- en gasinhoud aansienlik verminder.
As gevolg van die hoë prys van kunsmatige grafietprodukte, is die meeste van die kunsmatige grafietherkarbureerders wat algemeen in gieterye gebruik word, herwinde materiale soos skyfies, afvalelektrodes en grafietblokke wanneer grafietelektrodes vervaardig word om produksiekoste te verminder.
Wanneer duktiele yster gesmelt word, moet kunsmatige grafiet die eerste keuse vir die herkarbureerder wees om die metallurgiese kwaliteit van die gietyster hoog te maak.
2. Petroleumkooks
Petroleumkooks is 'n wyd gebruikte herkarburiseerder.
Petroleumkooks is 'n neweproduk wat verkry word deur ru-olie te raffineer. Residue en petroleumpitse wat verkry word deur distillasie onder normale druk of onder verminderde druk van ru-olie kan as grondstowwe gebruik word vir die vervaardiging van petroleumkooks, en dan kan groen petroleumkooks verkry word na kooks. Die produksie van groen petroleumkooks is ongeveer minder as 5% van die hoeveelheid ru-olie wat gebruik word. Die jaarlikse produksie van rou petroleumkooks in die Verenigde State is ongeveer 30 miljoen ton. Die onsuiwerheidsinhoud in groen petroleumkooks is hoog, dus kan dit nie direk as 'n herkoolmiddel gebruik word nie en moet eers gekalsineer word.
Rou petroleumkooks is beskikbaar in sponsagtige, naaldagtige, korrelagtige en vloeibare vorms.
Sponspetroleumkooks word voorberei deur die vertraagde kookmetode. As gevolg van die hoë swael- en metaalinhoud word dit gewoonlik as brandstof tydens kalsinering gebruik, en kan dit ook as 'n grondstof vir gekalsineerde petroleumkooks gebruik word. Die gekalsineerde sponskooks word hoofsaaklik in die aluminiumbedryf en as 'n herkarbureerder gebruik.
Naaldpetroleumkooks word voorberei deur die vertraagde kookmetode met grondstowwe met 'n hoë inhoud van aromatiese koolwaterstowwe en 'n lae inhoud van onsuiwerhede. Hierdie kooks het 'n maklik-fraktuurbare naaldagtige struktuur, soms grafietkooks genoem, en word hoofsaaklik gebruik om grafietelektrodes te maak na kalsinering.
Granulêre petroleumkooks is in die vorm van harde korrels en word gemaak van grondstowwe met 'n hoë inhoud van swael en asfalteen deur middel van 'n vertraagde kookmetode, en word hoofsaaklik as brandstof gebruik.
Gefluïdiseerde petroleumkooks word verkry deur kontinue kooksing in 'n gefluïdiseerde bed.
Die kalsinering van petroleumkooks is om swael, vog en vlugtige stowwe te verwyder. Kalsinering van groen petroleumkooks teen 1200-1350°C kan dit wesenlik suiwer koolstof maak.
Die grootste gebruiker van gekalsineerde petroleumkooks is die aluminiumbedryf, waarvan 70% gebruik word om anodes te maak wat bauxiet verminder. Ongeveer 6% van die gekalsineerde petroleumkooks wat in die Verenigde State vervaardig word, word gebruik vir gietyster-herkarbureerders.
3. Natuurlike grafiet
Natuurlike grafiet kan in twee tipes verdeel word: vlokgrafiet en mikrokristallyne grafiet.
Mikrokristallyne grafiet het 'n hoë asinhoud en word gewoonlik nie as 'n herkarbureerder vir gietyster gebruik nie.
Daar is baie variëteite van vlokgrafiet: hoë koolstofvlokgrafiet moet deur chemiese metodes onttrek word, of tot hoë temperatuur verhit word om die oksiede daarin te ontbind en te vervlugtig. Die asinhoud in grafiet is hoog, dus is dit nie geskik om as 'n herkarbureerder gebruik te word nie; medium koolstofgrafiet word hoofsaaklik as 'n herkarbureerder gebruik, maar die hoeveelheid is nie groot nie.
4. Coke en Antrasiet
In die proses van staalvervaardiging in elektriese boogoonde kan kooks of antrasiet as 'n herkarbureerder bygevoeg word tydens laai. As gevolg van die hoë as- en vlugtige inhoud word gietyster vir induksie-oonde selde as 'n herkarbureerder gebruik.
Met die voortdurende verbetering van omgewingsbeskermingsvereistes word al hoe meer aandag aan hulpbronverbruik gegee, en die pryse van ru-yster en kooks bly styg, wat lei tot 'n toename in die koste van gietstukke. Al hoe meer gieterye begin elektriese oonde gebruik om tradisionele koepelsmelting te vervang. Aan die begin van 2011 het die klein en medium onderdelewerkswinkel van ons fabriek ook die elektriese oondsmeltproses aangeneem om die tradisionele koepelsmeltproses te vervang. Die gebruik van 'n groot hoeveelheid skrootstaal in elektriese oondsmelting kan nie net koste verminder nie, maar ook die meganiese eienskappe van gietstukke verbeter, maar die tipe herkarbureerder wat gebruik word en die karbureringsproses speel 'n sleutelrol.
02. Hoe om herkarbureerder in induksie-oondsmelting te gebruik
1 Die hooftipes herkarbureerders
Daar is baie materiale wat as gietyster-herkarbureerders gebruik word, algemeen gebruik word kunsmatige grafiet, gekalsineerde petroleumkooks, natuurlike grafiet, kooks, antrasiet en mengsels van sulke materiale.
(1) Kunsmatige grafiet Onder die verskillende herkarburiseerders wat hierbo genoem word, is die beste gehalte kunsmatige grafiet. Die hoof rou materiaal vir die vervaardiging van kunsmatige grafiet is poeieragtige hoë kwaliteit gekalsineerde petroleumkooks, waarby asfalt as 'n bindmiddel bygevoeg word, en 'n klein hoeveelheid ander hulpstowwe bygevoeg word. Nadat die verskillende rou materiale saamgemeng is, word hulle gepers en gevorm, en dan in 'n nie-oksiderende atmosfeer by 2500-3000 °C behandel om hulle te laat grafitiseer. Na hoë temperatuur behandeling word die as-, swael- en gasinhoud aansienlik verminder. As daar geen petroleumkooks gekalsineer word by hoë temperatuur of met onvoldoende kalsineringstemperatuur, sal die kwaliteit van die herkarburiseerder ernstig beïnvloed word. Daarom hang die kwaliteit van die herkarburiseerder hoofsaaklik af van die graad van grafitisasie. 'n Goeie herkarbureerder bevat grafitiese koolstof (massafraksie). Teen 95% tot 98% is die swaelinhoud 0,02% tot 0,05%, en die stikstofinhoud is (100 tot 200) × 10-6.
(2) Petroleumkooks is 'n wydgebruikte herkarbureerder. Petroleumkooks is 'n neweproduk wat verkry word uit die raffinering van ru-olie. Residue en petroleumpekke wat verkry word uit gereelde drukdistillasie of vakuumdistillasie van ru-olie kan as grondstowwe vir die vervaardiging van petroleumkooks gebruik word. Na kooks kan rou petroleumkooks verkry word. Die inhoud is hoog en kan nie direk as 'n herkarbureerder gebruik word nie, en moet eers gekalsineer word.
(3) Natuurlike grafiet kan in twee tipes verdeel word: vlokgrafiet en mikrokristallyne grafiet. Mikrokristallyne grafiet het 'n hoë asinhoud en word gewoonlik nie as 'n herkarburiseerder vir gietyster gebruik nie. Daar is baie variëteite van vlokgrafiet: hoë koolstofvlokgrafiet moet deur chemiese metodes onttrek word, of tot hoë temperatuur verhit word om die oksiede daarin te ontbind en te vervlugtig. Die asinhoud in grafiet is hoog en moet nie as 'n herkarburiseerder gebruik word nie. Medium koolstofgrafiet word hoofsaaklik as 'n herkarburiseerder gebruik, maar die hoeveelheid is nie groot nie.
(4) Kooks en antrasiet In die proses van induksie-oondsmelting kan kooks of antrasiet as 'n herkarburiseerder bygevoeg word tydens laai. As gevolg van die hoë as- en vlugtige inhoud word induksie-oondsmeltgietyster selde as 'n herkarburiseerder gebruik. Die prys van hierdie herkarburiseerder is laag en dit behoort tot die laegraadse herkarburiseerder.
2. Die beginsel van karburisering van gesmelte yster
In die smeltproses van sintetiese gietyster, as gevolg van die groot hoeveelheid skroot bygevoeg en die lae C-inhoud in die gesmelte yster, moet 'n karbureerder gebruik word om die koolstof te verhoog. Die koolstof wat in die vorm van 'n element in die herkarbureerder bestaan, het 'n smelttemperatuur van 3727°C en kan nie by die temperatuur van die gesmelte yster gesmelt word nie. Daarom word die koolstof in die herkarbureerder hoofsaaklik in die gesmelte yster opgelos deur twee maniere van oplossing en diffusie. Wanneer die inhoud van grafiet-herkarbureerder in gesmelte yster 2.1% is, kan grafiet direk in gesmelte yster opgelos word. Die direkte oplossingsverskynsel van nie-grafietkarbonisering bestaan basies nie, maar met verloop van tyd diffundeer koolstof geleidelik en los dit op in die gesmelte yster. Vir die herkarburisering van gietyster wat deur induksie-oonde gesmelt word, is die herkarburiseringstempo van kristallyne grafiet-herkarbureerders aansienlik hoër as dié van nie-grafiet-herkarbureerders.
Eksperimente toon dat die oplossing van koolstof in gesmelte yster beheer word deur die koolstofmassa-oordrag in die vloeibare grenslaag op die oppervlak van die vaste deeltjies. Deur die resultate wat met kooks- en steenkooldeeltjies verkry is, te vergelyk met die resultate wat met grafiet verkry is, word gevind dat die diffusie- en oplossingstempo van grafitherkarburiseerders in gesmelte yster aansienlik vinniger is as dié van kooks- en steenkooldeeltjies. Die gedeeltelik opgeloste kooks- en steenkooldeeltjiemonsters is deur 'n elektronmikroskoop waargeneem, en daar is gevind dat 'n dun klewerige aslaag op die oppervlak van die monsters gevorm is, wat die hooffaktor was wat hul diffusie- en oplossingsprestasie in gesmelte yster beïnvloed het.
3. Faktore wat die effek van koolstoftoename beïnvloed
(1) Invloed van die deeltjiegrootte van die herkarburiseerder Die absorpsietempo van die herkarburiseerder hang af van die gekombineerde effek van die oplos- en diffusietempo van die herkarburiseerder en die tempo van oksidasieverlies. Oor die algemeen is die deeltjies van die herkarburiseerder klein, die oplosspoed is vinnig en die verliesspoed is groot; die karburiseerderdeeltjies is groot, die oplosspoed is stadig en die verliesspoed is klein. Die keuse van die deeltjiegrootte van die herkarburiseerder hou verband met die deursnee en kapasiteit van die oond. Oor die algemeen, wanneer die deursnee en kapasiteit van die oond groot is, moet die deeltjiegrootte van die herkarburiseerder groter wees; inteendeel, die deeltjiegrootte van die herkarburiseerder moet kleiner wees.
(2) Invloed van die hoeveelheid herkarbureerder wat bygevoeg word Onder die toestande van 'n sekere temperatuur en dieselfde chemiese samestelling is die versadigde konsentrasie koolstof in die gesmelte yster seker. Onder 'n sekere mate van versadiging, hoe meer herkarbureerder bygevoeg word, hoe langer die tyd wat benodig word vir oplossing en diffusie, hoe groter die ooreenstemmende verlies, en hoe laer die absorpsietempo.
(3) Die effek van temperatuur op die absorpsietempo van die herkarburiseerder In beginsel, hoe hoër die temperatuur van die gesmelte yster, hoe meer bevorderlik is die absorpsie en oplossing van die herkarburiseerder. Inteendeel, die herkarburiseerder is moeilik om op te los, en die herkarburiseerder se absorpsietempo neem af. Wanneer die temperatuur van die gesmelte yster egter te hoog is, alhoewel die herkarburiseerder meer geneig is om volledig op te los, sal die verbrandingsverliestempo van koolstof toeneem, wat uiteindelik sal lei tot 'n afname in die koolstofinhoud en 'n afname in die algehele absorpsietempo van die herkarburiseerder. Oor die algemeen, wanneer die gesmelte ystertemperatuur tussen 1460 en 1550 °C is, is die absorpsiedoeltreffendheid van die herkarburiseerder die beste.
(4) Invloed van gesmelte ysterroering op die absorpsietempo van die herkarburiseerder Roering is voordelig vir die oplossing en diffusie van koolstof, en vermy dat die herkarburiseerder op die oppervlak van die gesmelte yster dryf en verbrand word. Voordat die herkarburiseerder heeltemal opgelos is, is die roertyd lank en die absorpsietempo hoog. Roering kan ook die karboniseringshoutyd verminder, die produksiesiklus verkort en die verbranding van legeringselemente in die gesmelte yster vermy. As die roertyd egter te lank is, het dit nie net 'n groot invloed op die lewensduur van die oond nie, maar vererger ook die verlies van koolstof in die gesmelte yster nadat die herkarburiseerder opgelos is. Daarom moet die gepaste roertyd van gesmelte yster geskik wees om te verseker dat die herkarburiseerder heeltemal opgelos is.
(5) Invloed van die chemiese samestelling van gesmelte yster op die absorpsietempo van die herkarbureerder Wanneer die aanvanklike koolstofinhoud in die gesmelte yster hoog is, onder 'n sekere oplosbaarheidslimiet, is die absorpsietempo van die herkarbureerder stadig, die absorpsiehoeveelheid klein, en die verbrandingsverlies relatief groot. Die herkarbureerder se absorpsietempo is laag. Die teenoorgestelde is waar wanneer die aanvanklike koolstofinhoud van die gesmelte yster laag is. Daarbenewens belemmer silikon en swael in gesmelte yster die absorpsie van koolstof en verminder die absorpsietempo van herkarbureerders; terwyl mangaan help om koolstof te absorbeer en die absorpsietempo van herkarbureerders te verbeter. Wat die mate van invloed betref, is silikon die grootste, gevolg deur mangaan, en koolstof en swael het minder invloed. Daarom moet mangaan in die werklike produksieproses eers bygevoeg word, dan koolstof, en dan silikon.
4. Die effek van verskillende herkarbureerders op die eienskappe van gietyster
(1) Toetsomstandighede Twee 5t intermediêre frekwensie kernlose induksie-oonde is gebruik vir smelting, met 'n maksimum krag van 3000 kW en 'n frekwensie van 500 Hz. Volgens die daaglikse bondellys van die werkswinkel (50% terugvoermateriaal, 20% ru-yster, 30% skroot), gebruik 'n lae-stikstof gekalsineerde herkarburiseerder en 'n grafiet-tipe herkarburiseerder om onderskeidelik 'n oond van gesmelte yster te smelt, volgens die prosesvereistes. Nadat die chemiese samestelling aangepas is, word onderskeidelik 'n silinderhooflaerkap gegiet.
Produksieproses: Die herkarbureerder word in bondels by die elektriese oond gevoeg tydens die voedingsproses vir smelting, 0.4% primêre inokulant (silikonbarium-inokulant) word in die tapproses bygevoeg, en 0.1% sekondêre vloei-inokulant (silikonbarium-inokulant). Gebruik die DISA2013-stileringslyn.
(2) Meganiese eienskappe Om die effek van twee verskillende herkarburiseerders op die eienskappe van gietyster te verifieer, en om die invloed van die gesmelte ystersamestelling op die resultate te vermy, is die gesmelte ystersamestelling wat deur verskillende herkarburiseerders gesmelt is, aangepas om basies dieselfde te wees. Om die resultate meer volledig te verifieer, is daar in die toetsproses, benewens twee stelle Ø30 mm-toetsstawe wat in die twee oonde van gesmelte yster gegiet is, ook 12 stukke gietstukke wat in elke gesmelte yster gegiet is, ewekansig gekies vir Brinell-hardheidstoetsing (6 stukke/boks, toetsing van twee bokse).
In die geval van byna dieselfde samestelling, is die sterkte van die toetsstawe wat met die grafiettipe herkarburiseerder vervaardig word, aansienlik hoër as dié van die toetsstawe wat met die gekalsineerde herkarburiseerder gegiet word, en die verwerkingsprestasie van die gietstukke wat met die grafiettipe herkarburiseerder vervaardig word, is duidelik beter as dié wat met die grafiettipe herkarburiseerder vervaardig word. Gietstukke wat met gekalsineerde herkarburiseerders vervaardig word (wanneer die hardheid van die gietstukke te hoog is, sal die rand van die gietstukke 'n springmesverskynsel tydens verwerking voorkom).
(3) Die grafietvorme van die monsters wat die grafiettipe-herkarbureerder gebruik, is almal A-tipe grafiet, en die aantal grafiete is groter en die grootte is kleiner.
Die volgende gevolgtrekkings word uit die bogenoemde toetsresultate gemaak: hoëgehalte grafiet-tipe herkarbureerder kan nie net die meganiese eienskappe van gietstukke verbeter nie, maar ook die metallografiese struktuur verbeter, maar ook die verwerkingsprestasie van gietstukke verbeter.
03. Epiloog
(1) Die faktore wat die absorpsietempo van die herkarburiseerder beïnvloed, is die deeltjiegrootte van die herkarburiseerder, die hoeveelheid herkarburiseerder wat bygevoeg word, die herkarburiseringstemperatuur, die roertyd van die gesmelte yster en die chemiese samestelling van die gesmelte yster.
(2) Hoëgehalte grafiet-tipe herkarbureerders kan nie net die meganiese eienskappe van gietstukke verbeter nie, maar ook die metallografiese struktuur, maar ook die verwerkingsprestasie van gietstukke verbeter. Daarom word dit aanbeveel om hoëgehalte grafiet-tipe herkarbureerders te gebruik wanneer sleutelprodukte soos silinderblokke en silinderkoppe in die induksie-oondsmeltproses vervaardig word.
Plasingstyd: 8 November 2022