01. Paano uriin ang mga recarburizer
Ang mga carburizer ay maaaring hatiin sa apat na uri ayon sa kanilang mga hilaw na materyales.
1. Artipisyal na grapayt
Ang pangunahing hilaw na materyales para sa paggawa ng artipisyal na grapayt ay pulbos na de-kalidad na calcined petroleum coke, kung saan ang aspalto ay idinaragdag bilang pandikit, at kaunting iba pang pantulong na materyales ang idinaragdag. Matapos paghaluin ang iba't ibang hilaw na materyales, ang mga ito ay pinipiga at hinuhubog, at pagkatapos ay ginagamot sa isang non-oxidizing na kapaligiran sa 2500-3000 °C upang maging grapayt ang mga ito. Pagkatapos ng mataas na temperaturang paggamot, ang nilalaman ng abo, asupre, at gas ay lubhang nababawasan.
Dahil sa mataas na presyo ng mga produktong artipisyal na grapayt, karamihan sa mga artipisyal na recarburizer ng grapayt na karaniwang ginagamit sa mga pandayan ay mga recycled na materyales tulad ng mga chips, mga basurang electrode, at mga bloke ng grapayt kapag gumagawa ng mga electrode ng grapayt upang mabawasan ang mga gastos sa produksyon.
Kapag nagtutunaw ng ductile iron, upang mapataas ang kalidad ng metalurhiko ng cast iron, ang artipisyal na grapayt ang dapat na unang piliin para sa recarburizer.
2. Petrolyo na coke
Ang petroleum coke ay isang malawakang ginagamit na recarburizer.
Ang petroleum coke ay isang by-product na nakukuha sa pamamagitan ng pagpino ng krudo. Ang mga residue at petroleum pitch na nakuha sa pamamagitan ng distilasyon sa ilalim ng normal na presyon o sa ilalim ng pinababang presyon ng krudo ay maaaring gamitin bilang hilaw na materyales para sa paggawa ng petroleum coke, at pagkatapos ay maaaring makuha ang green petroleum coke pagkatapos ng coking. Ang produksyon ng green petroleum coke ay humigit-kumulang mas mababa sa 5% ng dami ng krudo na ginagamit. Ang taunang produksyon ng raw petroleum coke sa Estados Unidos ay humigit-kumulang 30 milyong tonelada. Mataas ang nilalaman ng impurity sa green petroleum coke, kaya hindi ito maaaring direktang gamitin bilang recarburizer, at dapat munang i-calcine.
Ang hilaw na petroleum coke ay makukuha sa mga anyong parang espongha, parang karayom, butil-butil, at likido.
Ang sponge petroleum coke ay inihahanda sa pamamagitan ng delayed coking method. Dahil sa mataas na nilalaman nitong sulfur at metal, karaniwan itong ginagamit bilang panggatong sa panahon ng calcination, at maaari ring gamitin bilang hilaw na materyal para sa calcined petroleum coke. Ang calcined sponge coke ay pangunahing ginagamit sa industriya ng aluminum at bilang recarburizer.
Ang needle petroleum coke ay inihahanda sa pamamagitan ng delayed coking method gamit ang 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 mabasag na istraktura na parang karayom, minsan ay tinatawag na graphite coke, at pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga graphite electrode pagkatapos ng calcination.
Ang granular petroleum coke ay nasa anyo ng matitigas na granules at gawa sa mga hilaw na materyales na may mataas na nilalaman ng sulfur at asphaltene sa pamamagitan ng delayed coking method, at pangunahing ginagamit bilang panggatong.
Ang fluidized petroleum coke ay nakukuha sa pamamagitan ng patuloy na pag-coke sa isang fluidized bed.
Ang kalsinasyon ng petroleum coke ay upang alisin ang sulfur, kahalumigmigan, at mga pabagu-bagong sangkap. Ang kalsinasyon ng green petroleum coke sa 1200-1350°C ay maaaring gawin itong halos purong carbon.
Ang industriya ng aluminyo ang pinakamalaking gumagamit ng calcined petroleum coke, 70% nito ay ginagamit sa paggawa ng mga anode na nagbabawas ng bauxite. Humigit-kumulang 6% ng calcined petroleum coke na ginawa sa Estados Unidos ay ginagamit para sa mga cast iron recarburizer.
3. Likas na grapayt
Ang natural na grapayt ay maaaring hatiin sa dalawang uri: flake graphite at microcrystalline graphite.
Ang microcrystalline graphite ay may mataas na nilalaman ng abo at sa pangkalahatan ay hindi ginagamit bilang recarburizer para sa cast iron.
Maraming uri ng flake graphite: ang high carbon flake graphite ay kailangang kunin sa pamamagitan ng mga kemikal na pamamaraan, o painitin sa mataas na temperatura upang mabulok at mapasigla ang mga oksido dito. Mataas ang nilalaman ng abo sa graphite, kaya hindi ito angkop gamitin bilang recarburizer; ang medium carbon graphite ay pangunahing ginagamit bilang recarburizer, ngunit hindi gaanong karami ang dami nito.
4. Coke at Anthracite
Sa proseso ng paggawa ng bakal sa electric arc furnace, maaaring idagdag ang coke o anthracite bilang recarburizer kapag nagcha-charge. Dahil sa mataas na abo at pabagu-bagong nilalaman nito, ang induction furnace smelting cast iron ay bihirang gamitin bilang recarburizer.
Dahil sa patuloy na pagpapabuti ng mga kinakailangan sa pangangalaga sa kapaligiran, parami nang parami ang atensyon na ibinibigay sa pagkonsumo ng mga mapagkukunan, at ang mga presyo ng pig iron at coke ay patuloy na tumataas, na nagreresulta sa pagtaas ng gastos sa mga castings. Parami nang parami ang mga foundry na nagsisimulang gumamit ng mga electric furnace upang palitan ang tradisyonal na cupola melting. Sa simula ng 2011, ang maliliit at katamtamang laki ng mga piyesa ng aming pabrika ay nag-ampon din ng proseso ng electric furnace melting upang palitan ang tradisyonal na proseso ng cupola melting. Ang paggamit ng malaking halaga ng scrap steel sa electric furnace smelting ay hindi lamang makakabawas sa mga gastos, kundi mapapabuti rin ang mga mekanikal na katangian ng mga castings, ngunit ang uri ng recarburizer na ginagamit at ang proseso ng carburizing ay gumaganap ng isang mahalagang papel.
02. Paano gamitin ang recarburizer sa pagtunaw ng induction furnace
1 Ang mga pangunahing uri ng mga recarburizer
Maraming materyales na ginagamit bilang mga cast iron recarburizer, ang karaniwang ginagamit ay ang artipisyal na grapayt, calcined petroleum coke, natural na grapayt, coke, anthracite, at mga halo na gawa sa mga naturang materyales.
(1) Artipisyal na grapayt Sa iba't ibang recarburizer na nabanggit sa itaas, ang pinakamahusay na kalidad ay artipisyal na grapayt. Ang pangunahing hilaw na materyales para sa paggawa ng artipisyal na grapayt ay pulbos na de-kalidad na calcined petroleum coke, kung saan ang aspalto ay idinaragdag bilang binder, at kaunting iba pang pantulong na materyales ang idinaragdag. Matapos paghaluin ang iba't ibang hilaw na materyales, ang mga ito ay pinipiga at hinuhubog, at pagkatapos ay ginagamot sa isang non-oxidizing na kapaligiran sa 2500-3000 °C upang maging grapayt ang mga ito. Pagkatapos ng paggamot sa mataas na temperatura, ang nilalaman ng abo, sulfur, at gas ay lubos na nababawasan. Kung walang petroleum coke na kinakalcine sa mataas na temperatura o may hindi sapat na temperatura ng calcination, ang kalidad ng recarburizer ay malubhang maaapektuhan. Samakatuwid, ang kalidad ng recarburizer ay pangunahing nakasalalay sa antas ng grapaytization. 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 petroleum coke ay isang by-product na nakukuha mula sa pagpino ng krudo. Ang mga residue at petroleum pitch na nakuha mula sa regular na pressure distillation o vacuum distillation ng krudo ay maaaring gamitin bilang hilaw na materyales para sa paggawa ng petroleum coke. Pagkatapos ng coking, maaaring makuha ang hilaw na petroleum coke. Mataas ang nilalaman nito at hindi maaaring direktang gamitin bilang recarburizer, at dapat munang i-calcine.
(3) Ang natural na grapayt ay maaaring hatiin sa dalawang uri: flake graphite at microcrystalline graphite. Ang microcrystalline graphite ay may mataas na nilalaman ng abo at sa pangkalahatan ay hindi ginagamit bilang recarburizer para sa cast iron. Maraming uri ng flake graphite: ang high carbon flake graphite ay kailangang kunin sa pamamagitan ng mga kemikal na pamamaraan, o painitin sa mataas na temperatura upang mabulok at mapasigla ang mga oxide dito. Mataas ang nilalaman ng abo sa grapayt at hindi dapat gamitin bilang recarburizer. Ang medium carbon graphite ay pangunahing ginagamit bilang recarburizer, ngunit ang dami nito ay hindi gaanong marami.
(4) Coke at anthracite Sa proseso ng pagtunaw ng induction furnace, maaaring idagdag ang coke o anthracite bilang recarburizer kapag nagcha-charge. Dahil sa mataas na abo at pabagu-bagong nilalaman nito, ang cast iron sa induction furnace smelting ay bihirang gamitin bilang recarburizer. Mababa ang presyo ng recarburizer na ito, at kabilang ito sa low-grade recarburizer.
2. Ang prinsipyo ng carburization ng tinunaw na bakal
Sa proseso ng pagtunaw ng sintetikong cast iron, dahil sa malaking dami ng idinagdag na scrap at mababang nilalaman ng C sa tinunaw na bakal, kailangang gumamit ng carburizer upang mapataas ang carbon. Ang carbon na umiiral sa anyo ng elemento sa recarburizer ay may temperatura ng pagkatunaw 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 dissolution at diffusion. Kapag ang nilalaman ng graphite recarburizer sa tinunaw na bakal ay 2.1%, ang graphite ay maaaring direktang matunaw sa tinunaw na bakal. Ang direct solution phenomenon ng non-graphite carbonization ay halos wala, ngunit sa paglipas ng panahon, ang carbon ay unti-unting kumakalat at natutunaw sa tinunaw na bakal. Para sa recarburization ng cast iron na tinunaw sa pamamagitan ng induction furnace, ang recarburization rate ng crystalline graphite recarburization ay mas mataas nang malaki kaysa sa mga non-graphite recarburizer.
Ipinapakita ng mga eksperimento na ang pagkatunaw ng carbon sa tinunaw na bakal ay kinokontrol ng paglipat ng masa ng carbon sa hangganan ng likidong layer sa ibabaw ng mga solidong particle. Sa paghahambing ng mga resultang nakuha gamit ang mga particle ng coke at karbon sa mga resultang nakuha gamit ang graphite, natuklasan na ang diffusion at dissolution rate ng mga graphite recarburizer sa tinunaw na bakal ay mas mabilis nang malaki kaysa sa mga particle ng coke at karbon. Ang mga particle ng coke at karbon na bahagyang natunaw ay inobserbahan gamit ang electron microscope, at natuklasan na isang manipis at malagkit na abo ang nabuo sa ibabaw ng mga sample, na siyang pangunahing salik na nakakaapekto sa kanilang diffusion at dissolution performance sa tinunaw na bakal.
3. Mga salik na nakakaapekto sa epekto ng pagtaas ng carbon
(1) Impluwensya ng laki ng particle ng recarburizer Ang absorption rate ng recarburizer ay nakadepende sa pinagsamang epekto ng dissolution at diffusion rate ng recarburizer at ng rate ng oxidation loss. Sa pangkalahatan, ang mga particle ng recarburizer ay maliit, mabilis ang dissolution speed, at malaki ang loss speed; ang mga particle ng carburizer ay malaki, mabagal ang dissolution speed, at maliit ang loss speed. Ang pagpili ng laki ng particle ng recarburizer ay may kaugnayan sa diameter at kapasidad ng furnace. Sa pangkalahatan, kapag malaki ang diameter at kapasidad ng furnace, dapat mas malaki ang laki ng particle ng recarburizer; sa kabaligtaran, dapat mas maliit ang laki ng particle ng recarburizer.
(2) Impluwensya ng dami ng idinagdag na recarburizer Sa ilalim ng mga kondisyon ng isang tiyak na temperatura at parehong kemikal na komposisyon, tiyak ang saturated concentration ng carbon sa tinunaw na bakal. Sa ilalim ng isang tiyak na antas ng saturation, mas maraming recarburizer ang idinagdag, mas matagal ang oras na kinakailangan para sa dissolving at diffusion, mas malaki ang katumbas na loss, at mas mababa ang absorption rate.
(3) Ang epekto ng temperatura sa bilis ng pagsipsip ng recarburizer Sa prinsipyo, mas mataas ang temperatura ng tinunaw na bakal, mas nakakatulong ito sa pagsipsip at pagkatunaw ng recarburizer. Sa kabaligtaran, mahirap matunaw ang recarburizer, at bumababa ang bilis ng pagsipsip ng recarburizer. Gayunpaman, kapag masyadong mataas ang temperatura ng tinunaw na bakal, bagama't mas malamang na tuluyang matunaw ang recarburizer, tataas ang bilis ng pagkasunog ng carbon, na kalaunan ay hahantong sa pagbaba ng nilalaman ng carbon at pagbaba sa pangkalahatang bilis ng pagsipsip ng recarburizer. Sa pangkalahatan, kapag ang temperatura ng tinunaw na bakal ay nasa pagitan ng 1460 at 1550 °C, ang kahusayan sa pagsipsip ng recarburizer ang pinakamahusay.
(4) Impluwensya ng paghahalo ng tinunaw na bakal sa bilis ng pagsipsip ng recarburizer. Ang paghahalo ay kapaki-pakinabang sa pagkatunaw at pagkalat ng carbon, at iniiwasan ang recarburizer na lumulutang sa ibabaw ng tinunaw na bakal at masunog. Bago tuluyang matunaw ang recarburizer, mahaba ang oras ng paghahalo at mataas ang bilis ng pagsipsip. Maaari ring bawasan ng paghahalo ang oras ng paghawak ng carbonization, paikliin ang siklo ng produksyon, at maiwasan ang pagkasunog ng mga elemento ng haluang metal sa tinunaw na bakal. Gayunpaman, kung masyadong mahaba ang oras ng paghahalo, hindi lamang ito may malaking impluwensya sa buhay ng serbisyo ng pugon, kundi pinapalala rin nito ang pagkawala ng carbon sa tinunaw na bakal pagkatapos matunaw ang recarburizer. Samakatuwid, ang naaangkop na oras ng paghahalo ng tinunaw na bakal ay dapat na angkop upang matiyak na ganap na natunaw ang recarburizer.
(5) Impluwensya ng kemikal na komposisyon ng tinunaw na bakal sa antas ng pagsipsip ng recarburizer Kapag mataas ang panimulang nilalaman ng carbon sa tinunaw na bakal, sa ilalim ng isang tiyak na limitasyon ng solubility, mabagal ang antas ng pagsipsip ng recarburizer, maliit ang dami ng pagsipsip, at medyo malaki ang pagkasunog. Mababa ang antas ng pagsipsip ng recarburizer. Totoo ang kabaligtaran kapag mababa ang panimulang nilalaman ng carbon ng tinunaw na bakal. Bukod pa rito, ang silicon at sulfur sa tinunaw na bakal ay humahadlang sa pagsipsip ng carbon at binabawasan ang antas ng pagsipsip ng mga recarburizer; habang ang manganese ay nakakatulong sa pagsipsip ng carbon at pagpapabuti ng antas ng pagsipsip ng mga recarburizer. Sa antas ng impluwensya, ang silicon ang pinakamalaki, kasunod ang manganese, at ang carbon at sulfur ay may mas kaunting impluwensya. Samakatuwid, sa aktwal na proseso ng produksyon, dapat munang idagdag ang manganese, pagkatapos ay ang carbon, at pagkatapos ay ang silicon.
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 lakas na 3000kW at 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 graphite-type recarburizer upang tunawin ang isang furnace ng tinunaw na bakal ayon sa pagkakabanggit, ayon sa mga kinakailangan sa proseso. Pagkatapos ayusin ang kemikal na komposisyon, ihulma ang isang cylinder main bearing cap ayon sa pagkakabanggit.
Proseso ng Produksyon: Ang recarburizer ay idinaragdag sa electric furnace nang paunti-unti habang isinasagawa ang proseso ng pagpapakain para sa smelting, 0.4% primary inoculant (silicon barium inoculant) ang idinaragdag sa proseso ng pag-tap, at 0.1% secondary flow inoculant (Silicon barium inoculant). Gamitin ang linya ng estilo ng DISA2013.
(2) Mga Katangiang Mekanikal Upang mapatunayan 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 tinunaw na bakal na tinunaw ng iba't ibang recarburizer ay inayos upang maging halos pareho. Upang mas lubos na mapatunayan ang mga resulta, sa proseso ng pagsubok, bilang karagdagan sa dalawang set ng Ø30mm test bars na ibinuhos sa dalawang pugon ng tinunaw na bakal, 12 piraso ng castings na hinulma sa bawat tinunaw na bakal ay sapalarang pinili rin para sa pagsubok ng katigasan ng Brinell (6 na piraso/kahon, pagsubok sa dalawang kahon).
Sa kaso ng halos parehong komposisyon, ang lakas ng mga test bar na ginawa gamit ang graphite-type recarburizer ay mas mataas nang malaki kaysa sa mga test bar na hinulma gamit ang calcined-type recarburizer, at ang performance sa pagproseso ng mga castings na ginawa ng graphite-type recarburizer ay malinaw na mas mahusay kaysa sa ginawa gamit ang graphite-type recarburizer. Ang mga castings na ginawa ng calcined recarburizer (kapag masyadong mataas ang katigasan ng mga castings, ang gilid ng mga castings ay lilitaw na parang tumatalon na kutsilyo habang pinoproseso).
(3) Ang mga anyong grapayt ng mga sample na gumagamit ng graphite-type recarburizer ay pawang A-type graphite, at mas malaki ang bilang ng grapayt at mas maliit ang sukat.
Ang mga sumusunod na konklusyon ay hinango mula sa mga resulta ng pagsubok sa itaas: ang mataas na kalidad na graphite-type recarburizer ay hindi lamang maaaring mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga castings, mapabuti ang metallographic na istraktura, ngunit mapabuti rin ang pagganap sa pagproseso ng mga castings.
03. Epilogo
(1) Ang mga salik na nakakaapekto sa bilis ng pagsipsip ng recarburizer ay ang laki ng particle ng recarburizer, ang dami ng idinagdag na recarburizer, ang temperatura ng recarburization, ang oras ng paghahalo ng tinunaw na bakal at ang kemikal na komposisyon ng tinunaw na bakal.
(2) Ang de-kalidad na graphite-type recarburizer ay hindi lamang maaaring mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga castings, mapabuti ang metallographic na istraktura, ngunit mapabuti rin ang pagganap ng pagproseso ng mga 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, inirerekomenda na gumamit ng mga de-kalidad na graphite-type recarburizer.
Oras ng pag-post: Nob-08-2022