01. Paano i-classify ang mga recarburizer
Ang mga carburizer ay maaaring nahahati sa apat na uri ayon sa kanilang mga hilaw na materyales.
1. Artipisyal na grapayt
Ang pangunahing hilaw na materyal para sa paggawa ng artipisyal na grapayt ay may pulbos na mataas na kalidad na calcined petroleum coke, kung saan ang aspalto ay idinagdag bilang isang panali, at isang maliit na halaga ng iba pang mga pantulong na materyales ay idinagdag. Matapos ang iba't ibang mga hilaw na materyales ay pinagsama-sama, sila ay pinindot at nabuo, at pagkatapos ay ginagamot sa isang non-oxidizing na kapaligiran sa 2500-3000 ° C upang gawin itong graphitized. Pagkatapos ng paggamot sa mataas na temperatura, ang nilalaman ng abo, asupre at gas ay lubhang nabawasan.
Dahil sa mataas na presyo ng mga artipisyal na produkto ng grapayt, karamihan sa mga artipisyal na graphite recarburizer na karaniwang ginagamit sa mga foundry ay mga recycled na materyales tulad ng mga chips, waste electrodes at graphite blocks kapag gumagawa ng graphite electrodes upang mabawasan ang mga gastos sa produksyon.
Kapag nag-smelting ng ductile iron, upang maging mataas ang metalurhikong kalidad ng cast iron, ang artipisyal na grapayt ay dapat ang unang pagpipilian para sa recarburizer.
2. Petroleum coke
Ang petrolyo coke ay isang malawakang ginagamit na recarburizer.
Ang petrolyo coke ay isang by-product na nakuha sa pamamagitan ng pagpino ng krudo. Ang mga nalalabi at mga pitch ng petrolyo na nakuha sa pamamagitan ng distillation sa ilalim ng normal na presyon o sa ilalim ng pinababang presyon ng langis na krudo ay maaaring gamitin bilang mga hilaw na materyales para sa paggawa ng petrolyo coke, at pagkatapos ay maaaring makuha ang berdeng petrolyo coke pagkatapos ng coking. Ang produksyon ng green petroleum coke ay humigit-kumulang mas mababa sa 5% ng halaga ng krudo na ginamit. Ang taunang produksyon ng hilaw na petrolyo coke sa Estados Unidos ay humigit-kumulang 30 milyong tonelada. Mataas ang impurity content sa green petroleum coke, kaya hindi ito direktang magagamit bilang recarburizer, at dapat na i-calcine muna.
Ang raw petroleum coke ay makukuha sa mga anyo na tulad ng espongha, parang karayom, butil-butil at likido.
Ang sponge petroleum coke ay inihanda sa pamamagitan ng delayed coking method. Dahil sa mataas na sulfur at metal na nilalaman nito, kadalasang ginagamit ito bilang panggatong sa panahon ng calcination, at maaari ding gamitin bilang raw material para sa calcined petroleum coke. Ang calcined sponge coke ay pangunahing ginagamit sa industriya ng aluminyo at bilang isang recarburizer.
Ang needle petroleum coke ay inihanda sa pamamagitan ng delayed coking method na may mga hilaw na materyales na may mataas na nilalaman ng aromatic hydrocarbons at mababang nilalaman ng mga impurities. Ang coke na ito ay may madaling bali na parang karayom na istraktura, kung minsan ay tinatawag na graphite coke, at pangunahing ginagamit upang gumawa ng mga graphite electrodes pagkatapos ng calcination.
Ang granular petroleum coke ay nasa anyo ng mga matitigas na butil at ginawa mula sa mga hilaw na materyales na may mataas na nilalaman ng sulfur at asphaltene sa pamamagitan ng delayed coking method, at pangunahing ginagamit bilang gasolina.
Ang fluidized petroleum coke ay nakukuha sa pamamagitan ng tuluy-tuloy na coking sa isang fluidized bed.
Ang calcination ng petroleum coke ay upang alisin ang sulfur, moisture, at volatiles. Ang calcination ng green petroleum coke sa 1200-1350°C ay maaaring gawin itong lubos na purong carbon.
Ang pinakamalaking gumagamit ng calcined petroleum coke ay ang industriya ng aluminyo, 70% nito ay ginagamit upang gumawa ng mga anod na nagpapababa ng bauxite. Mga 6% ng calcined petroleum coke na ginawa sa United States ay ginagamit para sa mga cast iron recarburizer.
3. Likas na grapayt
Ang natural na graphite ay maaaring nahahati sa dalawang uri: flake graphite at microcrystalline graphite.
Ang microcrystalline graphite ay may mataas na nilalaman ng abo at karaniwang hindi ginagamit bilang recarburizer para sa cast iron.
Mayroong maraming mga uri ng flake graphite: ang high carbon flake graphite ay kailangang makuha sa pamamagitan ng mga kemikal na pamamaraan, o pinainit sa mataas na temperatura upang mabulok at ma-volatilize ang mga oxide sa loob nito. Ang nilalaman ng abo sa grapayt ay mataas, kaya hindi ito angkop na gamitin bilang recarburizer; Ang medium carbon graphite ay pangunahing ginagamit bilang isang recarburizer, ngunit ang halaga ay hindi gaanong.
4. Coke at Anthracite
Sa proseso ng electric arc furnace steelmaking, maaaring idagdag ang coke o anthracite bilang recarburizer kapag nagcha-charge. Dahil sa mataas na abo at pabagu-bago ng nilalaman nito, ang induction furnace smelting cast iron ay bihirang ginagamit bilang recarburizer.
Sa patuloy na pagpapabuti ng mga kinakailangan sa pangangalaga sa kapaligiran, higit at higit na pansin ang binabayaran sa pagkonsumo ng mapagkukunan, at ang mga presyo ng pig iron at coke ay patuloy na tumataas, na nagreresulta sa pagtaas sa halaga ng mga casting. Parami nang parami ang mga foundry na nagsisimulang gumamit ng mga electric furnace upang palitan ang tradisyonal na cupola melting. Sa simula ng 2011, pinagtibay din ng small at medium parts workshop ng aming pabrika ang proseso ng pagtunaw ng electric furnace upang palitan ang tradisyonal na proseso ng pagtunaw ng cupola. Ang paggamit ng isang malaking halaga ng scrap steel sa electric furnace smelting ay hindi lamang maaaring mabawasan ang mga gastos, ngunit din mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng castings, ngunit ang uri ng recarburizer na ginamit at ang proseso ng carburizing ay gumaganap ng isang mahalagang papel.
02. Paano gamitin ang recarburizer sa induction furnace smelting
1 Ang mga pangunahing uri ng recarburizer
Mayroong maraming mga materyales na ginagamit bilang cast iron recarburizer, karaniwang ginagamit ay artipisyal na grapayt, calcined petroleum coke, natural graphite, coke, anthracite, at mga pinaghalong gawa sa naturang mga materyales.
(1) Artipisyal na grapayt Kabilang sa iba't ibang recarburizer na binanggit sa itaas, ang pinakamahusay na kalidad ay artipisyal na grapayt. Ang pangunahing hilaw na materyal para sa paggawa ng artipisyal na grapayt ay may pulbos na mataas na kalidad na calcined petroleum coke, kung saan ang aspalto ay idinagdag bilang isang panali, at isang maliit na halaga ng iba pang mga pantulong na materyales ay idinagdag. Matapos ang iba't ibang mga hilaw na materyales ay pinagsama-sama, sila ay pinindot at nabuo, at pagkatapos ay ginagamot sa isang non-oxidizing na kapaligiran sa 2500-3000 °C upang gawin itong graphitized. Pagkatapos ng paggamot sa mataas na temperatura, ang nilalaman ng abo, asupre at gas ay lubhang nabawasan. Kung walang petroleum coke na na-calcine sa mataas na temperatura o may hindi sapat na temperatura ng calcination, ang kalidad ng recarburizer ay seryosong maaapektuhan. Samakatuwid, ang kalidad ng recarburizer ay higit sa lahat ay nakasalalay sa antas ng graphitization. Ang isang mahusay na recarburizer ay naglalaman ng graphitic carbon (mass fraction) Sa 95% hanggang 98%, ang sulfur content ay 0.02% hanggang 0.05%, at ang nitrogen content ay (100 hanggang 200) × 10-6.
(2) Ang Petroleum coke ay isang malawakang ginagamit na recarburizer. Ang petrolyo coke ay isang by-product na nakuha mula sa pagpino ng krudo. Ang mga residue at petroleum pitches na nakuha mula sa regular na pressure distillation o vacuum distillation ng krudo ay maaaring gamitin bilang hilaw na materyales para sa paggawa ng petrolyo coke. Pagkatapos ng coking, maaaring makuha ang hilaw na petrolyo coke. Ang nilalaman ay mataas at hindi maaaring gamitin nang direkta bilang isang recarburizer, at dapat munang i-calcine.
(3) Ang natural na graphite ay maaaring nahahati sa dalawang uri: flake graphite at microcrystalline graphite. Ang microcrystalline graphite ay may mataas na nilalaman ng abo at karaniwang hindi ginagamit bilang recarburizer para sa cast iron. Mayroong maraming mga uri ng flake graphite: ang high carbon flake graphite ay kailangang makuha sa pamamagitan ng mga kemikal na pamamaraan, o pinainit sa mataas na temperatura upang mabulok at ma-volatilize ang mga oxide sa loob nito. Ang nilalaman ng abo sa grapayt ay mataas at hindi dapat gamitin bilang recarburizer. Ang katamtamang carbon graphite ay pangunahing ginagamit bilang isang recarburizer, ngunit ang halaga ay hindi gaanong.
(4) Coke at anthracite Sa proseso ng induction furnace smelting, maaaring idagdag ang coke o anthracite bilang recarburizer kapag nagcha-charge. Dahil sa mataas na abo at pabagu-bago ng nilalaman nito, ang induction furnace smelting cast iron ay bihirang ginagamit bilang recarburizer. , Ang presyo ng recarburizer na ito ay mababa, at ito ay kabilang sa mababang uri ng recarburizer.
2. Ang prinsipyo ng carburization ng tinunaw na bakal
Sa proseso ng smelting ng synthetic cast iron, dahil sa malaking halaga ng scrap na idinagdag at ang mababang nilalaman ng C sa molten iron, dapat gumamit ng carburizer upang madagdagan ang carbon. Ang carbon na umiiral sa anyo ng elemento sa recarburizer ay may temperaturang natutunaw na 3727°C at hindi maaaring matunaw sa temperatura ng tinunaw na bakal. Samakatuwid, ang carbon sa recarburizer ay pangunahing natutunaw sa tinunaw na bakal sa pamamagitan ng dalawang paraan ng paglusaw at pagsasabog. Kapag ang nilalaman ng graphite recarburizer sa molten iron ay 2.1%, ang grapayt ay maaaring direktang matunaw sa tinunaw na bakal. Ang direktang solusyon na kababalaghan ng non-graphite carbonization ay karaniwang hindi umiiral, ngunit sa paglipas ng panahon, ang carbon ay unti-unting nagkakalat at natutunaw sa tinunaw na bakal. Para sa recarburization ng cast iron smelted sa pamamagitan ng induction furnace, ang recarburization rate ng crystalline graphite recarburization ay makabuluhang mas mataas kaysa sa non-graphite recarburizers.
Ipinakikita ng mga eksperimento na ang paglusaw ng carbon sa molten iron ay kinokontrol ng carbon mass transfer sa liquid boundary layer sa ibabaw ng solid particle. Ang paghahambing ng mga resulta na nakuha sa coke at coal particle sa mga resulta na nakuha sa graphite, ito ay natagpuan na ang diffusion at dissolution rate ng graphite recarburizers sa molten iron ay makabuluhang mas mabilis kaysa sa coke at coal particle. Ang bahagyang natunaw na mga sample ng coke at coal particle ay sinusunod ng electron microscope, at natagpuan na ang isang manipis na malagkit na layer ng abo ay nabuo sa ibabaw ng mga sample, na siyang pangunahing kadahilanan na nakakaapekto sa kanilang pagsasabog at pagganap ng pagkalusaw sa tinunaw na bakal.
3. Mga salik na nakakaapekto sa epekto ng pagtaas ng carbon
(1) Impluwensiya ng laki ng butil ng recarburizer Ang rate ng pagsipsip ng recarburizer ay nakasalalay sa pinagsamang epekto ng dissolution at diffusion rate ng recarburizer at ang rate ng pagkawala ng oksihenasyon. Sa pangkalahatan, ang mga particle ng recarburizer ay maliit, ang bilis ng paglusaw ay mabilis, at ang bilis ng pagkawala ay malaki; ang mga particle ng carburizer ay malaki, ang bilis ng paglusaw ay mabagal, at ang bilis ng pagkawala ay maliit. Ang pagpili ng laki ng butil ng recarburizer ay nauugnay sa diameter at kapasidad ng pugon. Sa pangkalahatan, kapag ang diameter at kapasidad ng pugon ay malaki, ang laki ng butil ng recarburizer ay dapat na mas malaki; sa kabaligtaran, ang laki ng butil ng recarburizer ay dapat na mas maliit.
(2) Impluwensya ng dami ng idinagdag na recarburizer Sa ilalim ng mga kondisyon ng isang tiyak na temperatura at parehong komposisyon ng kemikal, ang puspos na konsentrasyon ng carbon sa tinunaw na bakal ay tiyak. Sa ilalim ng isang tiyak na antas ng saturation, mas maraming recarburizer ang idinagdag, mas mahaba ang oras na kinakailangan para sa dissolution at diffusion, mas malaki ang katumbas na pagkawala, at mas mababa ang rate ng pagsipsip.
(3) Ang epekto ng temperatura sa rate ng pagsipsip ng recarburizer Sa prinsipyo, mas mataas ang temperatura ng tunaw na bakal, mas nakakatulong sa pagsipsip at paglusaw ng recarburizer. Sa kabaligtaran, mahirap matunaw ang recarburizer, at bumababa ang rate ng pagsipsip ng recarburizer. Gayunpaman, kapag ang temperatura ng tinunaw na bakal ay masyadong mataas, kahit na ang recarburizer ay mas malamang na ganap na matunaw, ang pagkasunog ng pagkawala ng carbon ay tataas, na sa kalaunan ay hahantong sa pagbaba sa nilalaman ng carbon at pagbaba sa kabuuang rate ng pagsipsip ng recarburizer. Sa pangkalahatan, kapag ang temperatura ng tunaw na bakal ay nasa pagitan ng 1460 at 1550 °C, ang kahusayan sa pagsipsip ng recarburizer ay ang pinakamahusay.
(4) Impluwensiya ng molten iron stirring sa absorption rate ng recarburizer Ang paghalo ay kapaki-pakinabang sa paglusaw at pagsasabog ng carbon, at iniiwasan ang recarburizer na lumulutang sa ibabaw ng tinunaw na bakal at masunog. Bago ang recarburizer ay ganap na natunaw, ang oras ng pagpapakilos ay mahaba at ang rate ng pagsipsip ay mataas. Ang paghalo ay maaari ring bawasan ang carbonization holding time, paikliin ang production cycle, at maiwasan ang pagsunog ng mga alloying elements sa molten iron. Gayunpaman, kung ang oras ng pagpapakilos ay masyadong mahaba, hindi lamang ito ay may malaking impluwensya sa buhay ng serbisyo ng pugon, ngunit pinalala rin ang pagkawala ng carbon sa tinunaw na bakal pagkatapos na matunaw ang recarburizer. Samakatuwid, ang naaangkop na oras ng pagpapakilos ng tinunaw na bakal ay dapat na angkop upang matiyak na ang recarburizer ay ganap na natunaw.
(5) Impluwensya ng kemikal na komposisyon ng tinunaw na bakal sa rate ng pagsipsip ng recarburizer Kapag mataas ang paunang nilalaman ng carbon sa tinunaw na bakal, sa ilalim ng isang tiyak na limitasyon sa solubility, ang rate ng pagsipsip ng recarburizer ay mabagal, ang halaga ng pagsipsip ay maliit. , at ang pagkasunog ng pagkawala ay medyo malaki. Ang rate ng pagsipsip ng recarburizer ay mababa. Ang kabaligtaran ay totoo kapag ang paunang nilalaman ng carbon ng tinunaw na bakal ay mababa. Bilang karagdagan, ang silikon at asupre sa tinunaw na bakal ay humahadlang sa pagsipsip ng carbon at binabawasan ang rate ng pagsipsip ng mga recarburizer; habang ang manganese ay nakakatulong upang sumipsip ng carbon at mapabuti ang rate ng pagsipsip ng mga recarburizer. Sa mga tuntunin ng antas ng impluwensya, ang silikon ang pinakamalaki, na sinusundan ng mangganeso, at ang carbon at sulfur ay may mas kaunting impluwensya. Samakatuwid, sa aktwal na proseso ng produksyon, ang mangganeso ay dapat idagdag muna, pagkatapos ay carbon, at pagkatapos ay silikon.
4. Ang epekto ng iba't ibang recarburizer sa mga katangian ng cast iron
(1) Mga kondisyon ng pagsubok Dalawang 5t intermediate frequency coreless induction furnace ang ginamit para sa pagtunaw, na may pinakamataas na kapangyarihan na 3000kW at isang frequency na 500Hz. Ayon sa pang-araw-araw na listahan ng batching ng workshop (50% return material, 20% pig iron, 30% scrap), gumamit ng low-nitrogen calcined recarburizer at isang graphite-type recarburizer para matunaw ang isang furnace ng molten iron ayon sa pagkakabanggit, ayon sa mga kinakailangan sa proseso Pagkatapos ayusin ang komposisyon ng kemikal, maglagay ng takip ng pangunahing bearing ng silindro ayon sa pagkakabanggit.
Proseso ng produksyon: Ang recarburizer ay idinaragdag sa electric furnace sa mga batch sa panahon ng proseso ng pagpapakain para sa smelting, 0.4% pangunahing inoculant (silicon barium inoculant) ay idinagdag sa proseso ng pag-tap, at 0.1% pangalawang flow inoculant ( Silicon barium inoculant). Gamitin ang DISA2013 styling line.
(2) Mga katangiang mekanikal Upang ma-verify ang epekto ng dalawang magkaibang recarburizer sa mga katangian ng cast iron, at upang maiwasan ang impluwensya ng komposisyon ng tinunaw na bakal sa mga resulta, ang komposisyon ng tunaw na bakal na natunaw ng iba't ibang recarburizer ay inayos upang maging pareho. . Upang mas ganap na ma-verify ang mga resulta, sa proseso ng pagsubok, bilang karagdagan sa dalawang set ng Ø30mm test bars ay ibinuhos sa dalawang furnaces ng tinunaw na bakal, 12 piraso ng castings na inihagis sa bawat tinunaw na bakal ay random ding pinili para sa Brinell hardness testing. (6 piraso/kahon, pagsubok ng dalawang kahon).
Sa kaso ng halos parehong komposisyon, ang lakas ng mga test bar na ginawa sa pamamagitan ng paggamit ng graphite-type na recarburizer ay makabuluhang mas mataas kaysa sa mga test bar na inihagis sa pamamagitan ng paggamit ng calcined-type na recarburizer, at ang pagganap ng pagproseso ng mga castings na ginawa ng ang graphite-type recarburizer ay malinaw na mas mahusay kaysa sa ginawa sa pamamagitan ng paggamit ng graphite-type recarburizer. Castings na ginawa ng calcined recarburizers (kapag ang tigas ng castings ay masyadong mataas, ang gilid ng castings ay lilitaw jumping knife phenomenon sa panahon ng pagproseso).
(3) Ang mga graphite form ng mga sample na gumagamit ng graphite-type recarburizer ay lahat ng A-type na graphite, at ang bilang ng graphite ay mas malaki at ang laki ay mas maliit.
Ang mga sumusunod na konklusyon ay iginuhit mula sa mga resulta ng pagsubok sa itaas: ang mataas na kalidad na graphite-type na recarburizer ay hindi lamang maaaring mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng castings, mapabuti ang metallographic na istraktura, ngunit din mapabuti ang pagganap ng pagproseso ng castings.
03. Epilogue
(1) Ang mga salik na nakakaapekto sa bilis ng pagsipsip ng recarburizer ay ang laki ng butil ng recarburizer, ang dami ng idinagdag na recarburizer, ang temperatura ng recarburization, ang oras ng pagpapakilos ng tinunaw na bakal at ang kemikal na komposisyon ng tinunaw na bakal.
(2) Ang de-kalidad na graphite-type na recarburizer ay hindi lamang maaaring mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng castings, mapabuti ang metallographic na istraktura, ngunit mapabuti din ang pagganap ng pagproseso ng castings. Samakatuwid, kapag gumagawa ng mga pangunahing produkto tulad ng mga bloke ng silindro at mga ulo ng silindro sa proseso ng pagtunaw ng induction furnace, inirerekomendang gumamit ng mga de-kalidad na recarburizer na uri ng grapayt.
Oras ng post: Nob-08-2022