01. Nola sailkatu birkarburatzaileak
Karburatzaileak gutxi gorabehera lau motatan bana daitezke lehengaien arabera.
1. Grafito artifiziala
Grafito artifiziala fabrikatzeko lehengai nagusia kalitate handiko petrolio koke kaltzinatua da, zeinetan asfaltoa aglutinatzaile gisa gehitzen da eta beste material osagarri batzuk gehitzen zaizkio. Hainbat lehengai nahastu ondoren, prentsatu eta eratu eta gero atmosfera ez-oxidatzailean tratatzen dira 2500-3000 º C-tan grafitizatu daitezen. Tenperatura altuko tratamenduaren ondoren, errauts, sufre eta gas edukia asko murrizten da.
Grafito artifizialaren produktuen prezio altua dela eta, burdinoletan erabili ohi diren grafito artifizialaren birkarburatzaile gehienak material birziklatuak dira, hala nola txipak, hondakin-elektrodoak eta grafito-blokeak grafito-elektrodoak fabrikatzean, ekoizpen-kostuak murrizteko.
Burdin harikorra urtzean, burdinurtuaren kalitate metalurgikoa altua izan dadin, grafito artifiziala izan behar da birkarburatzailearen lehen aukera.
2. Petrolio-kokea
Petrolio-kokea oso erabilia den birkarburatzailea da.
Petrolio-kokea petrolio gordina fintzean lortzen den azpiproduktu bat da. Presio arruntean edo presio murriztuan petrolio gordinaren presio murriztuan destilazio bidez lortutako hondakinak eta petrolio-polloak petrolio-kokea fabrikatzeko lehengai gisa erabil daitezke, eta gero kokearen ondoren petrolio-koke berdea lor daiteke. Petrolio-koke berdearen ekoizpena erabiltzen den petrolio gordinaren % 5 baino gutxiago da gutxi gorabehera. Estatu Batuetan petrolio-koke gordinaren urteko ekoizpena 30 milioi tona ingurukoa da. Petrolio-koke berdearen ezpurutasun-edukia handia da, beraz, ezin da zuzenean birkarburatzaile gisa erabili eta lehenik kaltzinatu egin behar da.
Petrolio-koke gordinak belaki-itxurako, orratz-itxurako, pikordun eta fluido moduan eskuragarri dago.
Petrolio-koke belakia koke atzeratuaren metodoaren bidez prestatzen da. Sufre- eta metal-eduki handia dela eta, normalean erregai gisa erabili ohi da kaltzinazioan, eta petrolio-koke kaltzinatuaren lehengai gisa ere erabil daiteke. Koke belaki kaltzinatua aluminioaren industrian eta birkarburatzaile gisa erabiltzen da batez ere.
Orratz petrolio-kokea atzeratutako koke metodoaren bidez prestatzen da hidrokarburo aromatikoen eduki handia eta ezpurutasun gutxiko lehengaiekin. Koke honek erraz hausten duen orratz-itxurako egitura du, batzuetan grafito-kokea deritzona, eta batez ere grafito-elektrodoak egiteko erabiltzen da kaltzinatu ondoren.
Petrolio-koke granularra pikor gogorren formakoa da eta sufre eta asfalteno eduki handia duten lehengaiez egina dago, koke-metodo atzeratuaren bidez, eta erregai gisa erabiltzen da batez ere.
Petrolio-koke fluidizatua etengabeko kokearen bidez lortzen da ohantze fluidizatu batean.
Petrolio-kokearen kaltzinazioa sufrea, hezetasuna eta lurrunkorrak kentzea da. Petrolio-koke berdea 1200-1350 °C-tan kaltzitzeak karbono hutsa izan dezake.
Petrolio-koke kaltzinatuaren erabiltzaile handiena aluminioaren industria da, eta horren %70 bauxita murrizten duten anodoak egiteko erabiltzen da. Estatu Batuetan ekoizten den petrolio-koke kaltzinatuaren %6 inguru burdinurtuzko birkarburatzaileetarako erabiltzen da.
3. Grafito naturala
Grafito naturala bi motatan bana daiteke: grafito ezkata eta grafito mikrokristalinoa.
Grafito mikrokristalinoak errauts eduki handia du eta, oro har, ez da burdinurturako birkarburatzaile gisa erabiltzen.
Ezkata-grafito-barietate asko daude: karbono handiko grafitoa metodo kimikoen bidez atera behar da, edo tenperatura altura berotu, bertan dauden oxidoak deskonposatzeko eta lurruntzeko. Grafitoaren errauts-edukia handia da, beraz, ez da egokia birkarburatzaile gisa erabiltzeko; Karbono ertaineko grafitoa birkarburatzaile gisa erabiltzen da batez ere, baina zenbatekoa ez da asko.
4. Kokea eta Antrazita
Arku elektrikoko labeen altzairugintzaren prozesuan, kokea edo antrazita gehi daiteke kargatzean birkarburatzaile gisa. Errauts eta lurrunkorren eduki handia dela eta, burdinurtua urtzeko indukzio-labea oso gutxitan erabiltzen da birkarburatzaile gisa.
Ingurumena babesteko eskakizunen etengabeko hobekuntzarekin, gero eta arreta handiagoa ematen zaio baliabideen kontsumoari, eta burdina eta kokearen prezioak gora egiten jarraitzen du, galdaketaren kostua handitzen delarik. Gero eta burdinola gehiago hasi dira labe elektrikoak erabiltzen kupula urtze tradizionala ordezkatzeko. 2011. urtearen hasieran, gure fabrikako pieza txiki eta ertainen tailerrak labe elektrikoaren urtze-prozesua ere onartu zuen kupula-urtze-prozesu tradizionala ordezkatzeko. Labe elektrikoen galdaketan txatarraren altzairu kopuru handi bat erabiltzeak kostuak murrizteaz gain, galdaketaren propietate mekanikoak hobetu ditzake, baina erabiltzen den birkarburatzaile motak eta karburizazio prozesuak funtsezko zeregina dute.
02. Nola erabili birkarburizatzailea indukzio-labeen galdaketan
1 Birkarburatzaile mota nagusiak
Burdinurtuzko birkarburatzaile gisa erabiltzen diren material asko daude, normalean grafito artifiziala, petrolio koke kaltzinatua, grafito naturala, kokea, antrazita eta horrelako materialez egindako nahasketak dira.
(1) Grafito artifiziala Goian aipatutako birkarburatzaileen artean, kalitate onena grafito artifiziala da. Grafito artifiziala fabrikatzeko lehengai nagusia kalitate handiko petrolio koke kaltzinatua da, zeinetan asfaltoa aglutinatzaile gisa gehitzen da eta beste material osagarri batzuk gehitzen zaizkio. Hainbat lehengai nahastu ondoren, prentsatu eta eratu eta gero atmosfera ez-oxidatzailean tratatzen dira 2500-3000 °C-tan grafitizatu daitezen. Tenperatura altuko tratamenduaren ondoren, errauts, sufre eta gas edukia asko murrizten da. Tenperatura altuan edo kaltzio tenperatura nahikorik ez duen petrolio-kokerik ez badago, birkarburatzailearen kalitatea larriki kaltetuta egongo da. Beraz, birkarburatzailearen kalitatea grafitizazio-mailaren araberakoa da batez ere. Birkarburatzaile on batek karbono grafitoa dauka (masa-frakzioa) %95etik %98ra, sufre-edukia %0,02-%0,05 bitartekoa da, eta nitrogeno-edukia (100-200) × 10-6 da.
(2) Petrolio-kokea oso erabilia den birkarburatzailea da. Petrolio-kokea petrolio gordina fintzetik lortzen den azpiproduktu bat da. Petrolio-kokea fabrikatzeko lehengai gisa erabil daitezke presio arrunteko destilaziotik edo petrolio gordinaren hutsean destilatzetik lortutako hondarrak eta petrolio-lurriak. Kokearen ondoren, petrolio-koke gordina lor daiteke. Edukia handia da eta ezin da zuzenean birkarburatzaile gisa erabili, eta lehenik kaltzinatu egin behar da.
(3) Grafito naturala bi motatan bana daiteke: maluta grafitoa eta grafito mikrokristalinoa. Grafito mikrokristalinoak errauts eduki handia du eta, oro har, ez da burdinurturako birkarburatzaile gisa erabiltzen. Ezkata-grafito-barietate asko daude: karbono handiko grafitoa metodo kimikoen bidez atera behar da, edo tenperatura altura berotu, bertan dauden oxidoak deskonposatzeko eta lurruntzeko. Grafitoaren errauts-edukia handia da eta ez da birkarburatzaile gisa erabili behar. Karbono ertaineko grafitoa birkarburatzaile gisa erabiltzen da batez ere, baina zenbatekoa ez da asko.
(4) Kokea eta antrazita Indukzio-labearen urtze-prozesuan, kokea edo antrazita gehi daiteke birkarburatzaile gisa kargatzerakoan. Errauts eta lurrunkorren eduki handia dela eta, burdinurtua urtzeko indukzio-labea oso gutxitan erabiltzen da birkarburatzaile gisa. , Recarburizer honen prezioa baxua da, eta maila baxuko bircarburizer da.
2. Burdina urtuaren karburazioaren printzipioa
Burdinurtu sintetikoaren urtze-prozesuan, gehitutako txatar-kopuru handia eta urtutako burdinaren C-eduki txikia dela eta, karbonoa handitzeko karburizatzaile bat erabili behar da. Birkarburizatzailean elementu moduan dagoen karbonoak 3727 °C-ko urtze-tenperatura du eta ezin da urtutako burdinaren tenperaturan urtu. Hori dela eta, birkarburatzailearen karbonoa, batez ere, urtutako burdina disolbatzen da disoluzio eta difusio bi moduren bidez. Burdina urtutako grafito birkarburatzailearen edukia % 2,1ekoa denean, grafitoa burdin urtuan zuzenean disolbatu daiteke. Grafitorik gabeko karbonizazioaren soluzio zuzeneko fenomenoa funtsean ez da existitzen, baina denboraren poderioz karbonoa pixkanaka hedatu eta disolbatzen da burdina urtuan. Indukzio-labearen bidez urtutako burdinurtuaren birkarburizaziorako, grafito kristalinoaren birkarburizazio-tasa nabarmen handiagoa da grafitoa ez diren birkarburizatzaileena baino.
Esperimentuek erakusten dute burdin urtuaren karbonoaren disoluzioa partikula solidoen gainazaleko muga-geruza likidoaren karbono-masaren transferentziaren bidez kontrolatzen dela. Koke eta ikatz partikulekin lortutako emaitzak grafitoarekin lortutako emaitzekin alderatuz gero, ikusten da burdina urtutako grafito birkarburizatzaileen difusio- eta disoluzio-abiadura koke eta ikatz partikulenena baino nabarmen azkarragoa dela. Partzialki disolbatutako koke eta ikatz partikulen laginak mikroskopio elektronikoaren bidez ikusi ziren, eta laginen gainazalean errauts geruza mehe itsaskor bat eratu zela ikusi zen, burdin urtuaren hedapen eta disoluzio errendimenduan eragiten zuen faktore nagusia.
3. Karbonoaren gehikuntzaren eragina eragiten duten faktoreak
(1) Birkarburatzailearen partikulen tamainaren eragina Birkarburatzailearen xurgapen-tasa birkarburizatzailearen disoluzio- eta difusio-tasa eta oxidazio-galera-tasaren efektu konbinatuaren araberakoa da. Oro har, birkarburatzailearen partikulak txikiak dira, disoluzio-abiadura azkarra eta galera-abiadura handia da; karburatzaile-partikulak handiak dira, disoluzio-abiadura motela eta galera-abiadura txikia. Birkarburatzailearen partikulen tamaina aukeratzea labearen diametroarekin eta ahalmenarekin lotuta dago. Oro har, labearen diametroa eta edukiera handiak direnean, birkarburatzailearen partikulen tamaina handiagoa izan behar da; aitzitik, birkarburatzailearen partikulen tamaina txikiagoa izan behar da.
(2) Gehitutako birkarburatzaile kopuruaren eragina Tenperatura jakin baten eta konposizio kimiko beraren baldintzetan, urtutako burdinaren karbono-kontzentrazio asea ziurra da. Saturazio-maila jakin baten azpian, zenbat eta birkarburatzaile gehiago gehitu, orduan eta denbora luzeagoa izango da disoluziorako eta difusiorako, orduan eta galera handiagoa izango da eta xurgapen-tasa txikiagoa izango da.
(3) Tenperaturaren eragina birkarburizatzailearen xurgapen-tarian Printzipioz, urtutako burdinaren tenperatura zenbat eta handiagoa izan, orduan eta hobeagoa da birkarburizatzailea xurgatzeko eta disolbatzeko. Aitzitik, birkarburatzailea zaila da disolbatzen, eta birkarburatzailearen xurgapen-tasa gutxitzen da. Hala ere, urtutako burdinaren tenperatura altuegia denean, birkarburizatzailea guztiz disolbatuta egotea litekeena bada ere, karbono-galera erretzearen tasa handitu egingo da, eta horrek azkenean karbono-edukia gutxitzea ekarriko du eta oro har. birkarburatzailearen xurgapen-tasa. Orokorrean, urtutako burdinaren tenperatura 1460 eta 1550 °C artean dagoenean, birkarburatzailearen xurgapen-eraginkortasuna da onena.
(4) Burdina urtuaren nahastearen eragina birkarburatzailearen xurgapen-tasan Nahastea onuragarria da karbonoaren disoluzio eta hedapenerako, eta birkarburizatzailea burdina urtuaren gainazalean flotatzea eta erretzea saihesten du. Birkarburizatzailea guztiz disolbatu aurretik, irabiatzeko denbora luzea da eta xurgapen-tasa handia da. Irabiatzeak karbonizazioaren euste-denbora murriztu dezake, ekoizpen-zikloa laburtu eta aleazio-elementuak erretzea saihestu dezake burdina urtuan. Hala ere, nahaste-denbora luzeegia bada, labearen zerbitzu-bizitzan eragin handia izateaz gain, burdina urtutako karbono-galera areagotzen du birkarburatzailea disolbatu ondoren. Hori dela eta, burdina urtuaren nahaste-denbora egokia izan behar da birkarburatzailea guztiz disolbatuta dagoela ziurtatzeko.
(5) Burdina urtuaren konposizio kimikoaren eragina birkarburatzailearen xurgapen-tasan Burdin urtuaren hasierako karbono-edukia handia denean, disolbagarritasun-muga jakin baten azpian, birkarburatzailearen xurgapen-tasa motela da, xurgapen-kopurua txikia da. , eta erretzearen galera nahiko handia da. Birkarburatzaileen xurgapen-tasa baxua da. Alderantziz gertatzen da burdina urtuaren hasierako karbono-edukia txikia denean. Horrez gain, burdina urtutako silizioak eta sufreak karbonoaren xurgapena oztopatzen dute eta birkarburatzaileen xurgapen-tasa murrizten dute; manganesoak karbonoa xurgatzen eta birkarburatzaileen xurgapen-tasa hobetzen laguntzen du. Eragin-mailari dagokionez, silizioa da handiena, ondoren manganesoa, eta karbonoak eta sufreak eragin txikiagoa dute. Hori dela eta, benetako ekoizpen-prozesuan, manganesoa gehitu behar da lehenik, gero karbonoa eta gero silizioa.
4. Birkarburatzaile ezberdinek burdinurtuaren propietateetan duten eragina
(1) Proba-baldintzak 5t-ko tarteko maiztasuneko nukleorik gabeko indukzio-labe erabili ziren urtzeko, 3000kW-ko gehienezko potentziarekin eta 500Hz-ko maiztasunarekin. Tailerreko eguneroko loteen zerrendaren arabera (% 50 itzultzeko materiala, % 20 burdina, % 30 txatarra), erabili nitrogeno gutxiko kaltzinatutako birkarburatzaile bat eta grafito motako birkarburatzaile bat urtutako burdinazko labe bat urtzeko hurrenez hurren, hurrenez hurren. prozesuaren eskakizunak Konposizio kimikoa egokitu ondoren, bota zilindroko errodamendu nagusiaren kapa hurrenez hurren.
Ekoizpen-prozesua: birkarburizatzailea labe elektrikora loteka gehitzen da urtzeko elikadura-prozesuan, % 0,4 inokulatzaile primarioa (silizio bario inokulatzailea) gehitzen da tapping-prozesuan eta % 0,1 bigarren mailako fluxu inokulatzailea ( silizio bario inokulatzailea). Erabili DISA2013 estilo-lerroa.
(2) Propietate mekanikoak Bi birkarburatzaile ezberdinek burdinurtuaren propietateetan duten eragina egiaztatzeko eta urtutako burdinaren konposizioaren emaitzetan eragina saihesteko, birkarburatzaile ezberdinek urtutako burdinaren konposizioa funtsean berdina izateko egokitu zen. . Emaitzak guztiz egiaztatzeko, proba-prozesuan, Ø30 mm-ko saiakuntza-barrako bi multzo isuri ziren burdina urtuaren bi labeetan, burdin urtu bakoitzean botatako 12 galdaketa-pieza ere ausaz hautatu ziren Brinell-en gogortasun-probak egiteko. (6 pieza/kaxa, bi kaxa probatzen).
Ia konposizio berdinaren kasuan, grafito motako birkarburatzailea erabiliz sortutako saiakuntza-barren indarra nabarmen handiagoa da kaltzio-motako birkarburatzailea erabiliz egindako saiakuntza-barrena baino, eta ekoiztutako galdaketa-errendimendua. grafito motako birkarburatzailea, jakina, grafito motako birkarburatzailea erabiliz sortutakoa baino hobea da. Rekarburizatzaile kaltzinatuek sortutako galdaketak (galdaketaren gogortasuna handiegia denean, galdaketaren ertza labana saltoka fenomenoa agertuko da prozesatzeko garaian).
(3) Grafito motako birkarburatzailea erabiltzen duten laginen grafito-formak A motako grafito guztiak dira, eta grafito kopurua handiagoa da eta tamaina txikiagoa da.
Goiko proben emaitzetatik honako ondorio hauek ateratzen dira: kalitate handiko grafito motako birkarburatzaileak galdaketaren propietate mekanikoak hobetzeaz gain, egitura metalografikoa hobetzeaz gain, galdaketaren prozesatzeko errendimendua ere hobetu dezake.
03. Epilogoa
(1) Birkarburatzailearen xurgapen-tasa eragiten duten faktoreak birkarburatzailearen partikula-tamaina, gehitutako birkarburatzailearen zenbatekoa, birkarburizazio-tenperatura, urtutako burdinaren nahaste-denbora eta urtutako burdinaren konposizio kimikoa dira.
(2) Kalitate handiko grafito motako birkarburatzaileak galdaketaren propietate mekanikoak hobetzeaz gain, egitura metalografikoa hobetzeaz gain, galdaketaren prozesatzeko errendimendua ere hobetu dezake. Hori dela eta, indukzio-labearen urtze-prozesuan zilindro-blokeak eta zilindro-buruak bezalako produktu nagusiak ekoizten direnean, kalitate handiko grafito motako birkarburatzaileak erabiltzea gomendatzen da.
Argitalpenaren ordua: 2022-12-08