کاربردهای کک نفتی گرافیتیزه شده: از فولاد EAF تا لنت ترمز و مواد باتری

"Recarburizing" در واقع به معنای در کوره است

A کاربورایزریاافزایش دهنده کربندر آهن یا فولاد مذاب حل می شود و محتوای کربن آن را به ترکیب هدف افزایش می دهد. چیزی که یک خوب را از یک بد جدا می کند، شماره کربن سرفصل نیست - بلکه این است که واقعاً چه مقدار از کربن وارد فلز می شود و با چه سرعتی.

GPC به دلیل ساختارش در هر دو جنبه برنده است. کک نفت خام کربن آمورف است. زمانی که در آن برگزار می شود2500-3000 درجه در یک کوره گرافیتی، اتم های کربن به شبکه کریستالی منظم گرافیت بازآرایی می شوند. این تبدیل سه چیز را انجام می دهد که مذاب متوجه می شود:

• 🧲 سرعت انحلال- شبکه گرافیت به مراتب سریعتر از کربن آمورف در آهن مذاب حل می شود. بازیابی کربن بالاتر از 90 تا 95 درصد معمولاً با مواد گرافیتی شده خوب انجام می‌شود، در مقایسه با بازیابی قابل‌توجه کمتر و قابل پیش‌بینی کمتر با کک غیرگرافیتی یا نیمه{5}}گرافیتی‌شده.
• 🧪 خلوص- تصفیه کوره مواد فرار را خارج می‌کند و بسیاری از ترکیبات ناخالص را تجزیه می‌کند. Premium GPC حمل می کندکربن ثابت 98.5-99.5٪گوگرد کمتر از 0.03٪، خاکستر زیر 0.5٪ و نیتروژن زیر 300 ppm.
• ⚡ رسانایی- چگالی واقعی حداقل ~2.18 g/cm³ و مقاومت الکتریکی تقریباً 500 µΩ·m یا کمتر، اثر انگشت یک گرافیتی‌سازی کامل است. ماده ای که آن اعداد را از دست می دهد، به طور کامل تبدیل نشده است، و مانند آن در کوره رفتار می کند.

خانواده کاربرد شماره 1: فولادسازی EAF

درکوره قوس الکتریکی، کربن علاوه بر متالورژی، شیمی را نیز انجام می دهد. GPC با سبد قراضه شارژ می شود یا در حین ذوب تزریق می شود: کربن حمام را به سمت هدف بالا می برد، کربنی را که در واکنش های سرباره-فلز می سوزد، تامین می کند و به کف کردن سرباره کمک می کند که از دیواره های نسوز در برابر قوس محافظت می کند. اندازه های دانه ای -1-5 میلی متربرش اسب کاری است - بهترین مبادله- بین سرعت انحلال و از دست دادن تغذیه است. اقتصاد نابخشودنی است: هر 0.1٪ کربن ثابت کمتر از مشخصات به معنای کیلوگرم بیشتر در هر تن فولاد برای رسیدن به همان هدف است، بنابراین مواد ارزان{4} درجه پایین معمولاً هزینه بیشتری برای هر تن فولاد دارند، نه کمتر.

خانواده کاربرد شماره 2: ذوب کوره القایی و آهن خاکستری

کوره های القایی حجم قابل توجهی از ضایعات و بازده را شارژ می کنندافزایش دهنده کربنچیزی است که شارژ را مجدداً متعادل می کند. از آنجایی که مذاب های القایی ساکت تر از حمام کوره قوس هستند، از دست دادن گرد و غبار هزینه واقعی دارد: برش های گره ای درشت تر (5 تا 20 میلی متر) اغلب در اینجا برای بریدن گرد و غبار ترجیح داده می شوند، در اوایل توالی شارژ می شوند تا مواد به جای نشستن در قسمت بالا، در پاشنه حل شوند. زمان جذب نیز اهمیت دارد - افزودن GPC با شارژ به جای ذوب سطحی، زمان انحلال را می دهد که بازیابی بالا به آن بستگی دارد.

خانواده برنامه شماره 3: آهن شکل پذیر (گرافیت کروی) - مشخصات-بازار بحرانی

اینجا جایی است که GPC نمرات برتر خود را کسب می کند. در آهن داکتیل، گوگرد دو برابر دشمن است: مستقیماً آهن را تجزیه می کند و آن راعامل گره ساز منیزیم را مصرف می کندقبل از اینکه منیزیم بتواند کره های گرافیتی را شکل دهد. قانون کار در میان ریخته گری های جدی این استگوگرد زیر 0.02 درصددر کاربورایزر برای این کاربرد، با پایین نگه داشتن نیتروژن و همچنین - نیتروژن اضافی بعداً به صورت تخلخل و سوراخ‌های دمنده در قطعات ریخته‌گری ظاهر می‌شود. GPC با خلوص بالا (99%+ کربن ثابت، 0.03-0.05% گوگرد،<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.

خانواده کاربرد شماره 4: کربن مجدد ملاقه و مواد شیمیایی دقیق

کارخانه‌های فولاد و ریخته‌گری‌هایی که فولاد درجه{{0} یا تمیز می‌سازند، آخرین تریم کربن را در ملاقه انجام می‌دهند، جایی که زمان انحلال کوتاه است و قابل پیش‌بینی همه چیز است. برش های ریز (0.2-1 میلی متر) برای این افزودنی های دیررس به سرعت حل می شوند. همین منطق در تولید آلیاژ نیز صدق می کند، جایی که خاکستر کم GPC شیمی سرباره را تمیز نگه می دارد.

خانواده برنامه شماره 5: مصارف غیر متالورژیکی-

• 🛞 مواد اصطکاک ترمز- ریز-مش GPC (حدود 60 تا 80 مش و ظریفتر) یک ماده استاندارد در فرمولاسیون لنت ترمز است که به پایداری حرارتی و رفتار اصطکاک کنترل شده کمک می کند.
• 🔋 باتری و مواد اولیه کربن تخصصی- کک گرافیتی شده در همان خانواده موادی قرار دارد که تولید آند را تغذیه می کنند. کوره های یکسان در خدمت هر دو جهان هستند.
• 🧱 محصولات کربنی- الکترودها، بلوک‌های کربن نسوز و خمیرهای کربنی از کک گرافیتی‌شده به‌عنوان ورودی استفاده می‌کنند که در آن رسانایی و خلوص اهمیت دارد.
• 🧪 پلاستیک و لاستیک- پودر GPC به عنوان یک پرکننده رسانا و تقویت کننده در ترکیبات پلیمری عمل می کند.

مطابقت اندازه ذرات با برنامه

نمونه کار شده: پیکاپ کربن در شارژ آهن خاکستری

اعداد این را ملموس می کنند. یک -تن شارژ القایی برای آهن خاکستری با هدف کربن 3.2 درصد در نظر بگیرید، که در آن مخلوط ضایعات/بازگرداندن 2.7 درصد کربن وارد می‌کند. مذاب تقریباً 0.5 درصد کربن - 5 کیلوگرم کربن در هر تن است. یک گرافیت خوب را فرض کنید98.5٪ کربن ثابت GPCدر بازیابی عملی 90٪: ذوب به حدود 5 ÷ (0.985 × 0.90) ≈ 5.6 کیلوگرم GPC در هر تن نیاز دارد. اکنون این محاسبات را با یک ماده نیمه-گرافیتی شده در بازیابی 80% تکرار کنید: تقریباً 6.3 کیلوگرم در تن - 12% مواد بیشتر، به اضافه یک پراکندگی کربن گسترده تر که اپراتور کوره باید آن را تعقیب کند. (این مثال گویا است؛ هر مغازه به میزان شارژ و تمرین خودش کالیبره می‌کند، اما شکل حسابی دلیل بازگشت کارخانه‌های ریخته‌گری به مواد کاملاً گرافیتی‌شده است.)

سوالات متداول

1. کک نفتی گرافیتی شده برای چه استفاده می شود؟

استفاده اولیه آن به عنوان یکافزایش دهنده کربن / کربن مجدددر فولادسازی کوره قوس الکتریکی، ذوب القایی، و ریخته گری آهن خاکستری و شکل پذیر. کاربردهای ثانویه شامل افزودن کربن در متالورژی ملاقه، مواد اصطکاکی درلنت ترمزپرکننده رسانا در پلاستیک و لاستیک و مواد اولیه محصولات کربنی و مواد آند باتری.

2. چرا GPC بر کک نفتی کلسینه شده معمولی به عنوان کربوریزر ترجیح داده می شود؟

زیرا گرافیت شدن در 2500-3000 درجه، کربن آمورف را به گرافیت کریستالی تبدیل می کند که سریعتر و کاملتر در فلز مذاب حل می شود. بازیابی کربن عملی با-GPC خوب گرافیت شده معمولاً 90 تا 95%+ اجرا می‌شود، و تیمار با دمای بالا همچنین مواد فرار و ناخالصی‌ها را از بین می‌برد - و گوگرد کمتر، نیتروژن کمتر و خاکستر کمتری نسبت به کک کلسینه‌شده دارد.

3. GPC باید چه میزان گوگرد برای آهن داکتیل داشته باشد؟

برای آهن گرافیت کروی (نشکن)، قانون کار استگوگرد زیر 0.02 درصددر کربورایزر، زیرا گوگرد عامل گره‌ساز منیزیم را مصرف می‌کند و تشکیل ندول را تخریب می‌کند. نمرات GPC درجه یک با گوگرد 0.03-0.05% معمولاً در آهن و فولاد خاکستری استفاده می شود. ریخته گری های چدن داکتیل معمولا تمیزترین مواد موجود را مشخص می کنند.

4. از کدام اندازه ذرات GPC استفاده کنم؟

برای EAF شارژ کربن و کار ریخته گری عمومی، دانه ای1-5 میلی متراستاندارد، متعادل کننده سرعت انحلال و بازیابی است. برای کوره های القایی، برش های گره ای درشت تر (5 تا 20 میلی متر) گرد و غبار را کاهش می دهند. برای افزودن ملاقه دیرهنگام و استفاده های غیر متالورژیکی، برش های ظریف 0.2 تا 1 میلی متری یا پودر سریعتر حل می شوند. عمل کوره شما، نه راحتی تامین کننده، باید مشخصات را تعیین کند.

5. آیا GPC بر کیفیت ریخته گری فراتر از محتوای کربن تأثیر می گذارد؟

بله. مازادنیتروژندر کربوریزر یک علت کلاسیک تخلخل و سوراخ در ریخته گری آهن است - از این رو<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. آیا می توان از GPC در کوره های القایی استفاده کرد یا فقط در کوره های قوس الکتریکی؟

هر دو در EAF ها به عنوان کف ساز کربن باردار و سرباره عمل می کند. در کوره های القایی این روش استاندارد برای متعادل کردن مجدد کربن در ضایعات{1}}بارهای سنگین است. تفاوت در عمل است، نه مناسب بودن: مغازه‌های القایی معمولاً GPC را زودتر با ضایعات شارژ می‌کنند و اغلب برش‌های درشت‌تر را برای محدود کردن گرد و غبار ترجیح می‌دهند، در حالی که تمرین EAF برش دانه‌ای استاندارد 1 تا 5 میلی‌متر را ترجیح می‌دهد.