Примене графитизованог нафтног кокса: од ЕАФ челика до кочионих плочица и материјала за батерије

Шта заправо значи "рецарбуризинг" у пећи

A рецарбуризерилиподизач угљеникараствара се у растопљено гвожђе или челик и подиже садржај угљеника до циљног састава. Оно што разликује добар од лошег није насловни број угљеника -, већ колико тог угљеника заиста улази у метал и колико брзо.

ГПЦ побеђује по обе тачке због своје структуре. Сирови нафтни кокс је аморфни угљеник; када се одржава у2.500–3.000 степени у пећи за графитизацију, атоми угљеника се преуређују у уређену кристалну решетку графита. Та трансформација чини три ствари које топљење примећује:

• 🧲 Брзина растварања- графитна решетка се раствара у растопљено гвожђе много брже од аморфног угљеника. Опоравак угљеника изнад 90–95% се рутински постиже добро-графитизованим материјалом, у поређењу са приметно нижим и мање предвидљивим искориштавањем неграфитизованог или полу{5}}графитизованог кокса.
• 🧪 Чистоћа- третман у пећи избацује испарљиве материје и разлаже многа једињења нечистоћа. Премиум ГПЦ носификсни угљеник од 98,5–99,5%, сумпор само 0,03%, пепео испод 0,5% и азот испод 300 ппм.
• ⚡ Цондуцтивити- права густина од најмање ~2,18 г/цм³ и електрична отпорност од отприлике 500 µΩ·м или мање су отисци прстију потпуне графитизације. Материјал који пропушта те бројке није у потпуности конвертован и понаша се као у пећи.

Породица примене #1: ЕАФ производња челика

Уелектролучна пећ, угљеник ради хемију као и металургију. ГПЦ се пуни корпом за отпад или се убризгава током топљења: подиже угљеник за купање ка циљу, снабдева угљеник који сагорева у реакцијама шљака-метал и помаже да се пени шљака која штити ватросталне зидове од лука. Величине гранула -1–5 ммје радни коњ - даје најбољи компромис-између брзине растварања и губитка храњења. Економија је неумољива: сваких 0,1% фиксног угљеника испод спецификације значи више килограма по тони челика да би се постигао исти циљ, тако да јефтин материјал ниског{4}}квалитета обично кошта више по тони челика, а не мање.

Породица примене #2: Индукциона пећ за топљење и сиво гвожђе

Индукционе пећи наплаћују значајне количине отпада и поврата, иподизач угљеникаје оно што ребалансира наплату. Пошто су индукционе топлине тише од купатила у лучној пећи, губитак прашине је прави трошак: грубљи нодуларни резови (5–20 мм) се често преферирају овде за сечење прашине, напуњени рано у низу тако да се материјал раствара у пету уместо да седи на врху. Време апсорпције је такође важно - додавање ГПЦ-а са пуњењем, а не на плитким топљењем, даје време растварања од којег зависи висок опоравак.

Фамилија апликација #3: Дуктилно (сфероидни графит) гвожђе - специфично-критично тржиште

Овде ГПЦ зарађује своје врхунске оцене. Код нодуларног гвожђа, сумпор је двоструко непријатељ: директно разграђује гвожђе итроши агенс за нодулизацију магнезијумапре него што магнезијум може да обликује графитне сфере. Радно правило међу озбиљним ливницама јесумпор испод 0,02%у рекарбуризатору за ову примену, са ниским нивоом азота, као и - вишак азота се касније појављује као порозност и рупе у одливцима. ГПЦ високе{2}}чистоће (99%+ фиксни угљеник, 0,03–0,05% сумпора,<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.

Породица апликација #4: рекарбуризација ливачке и прецизне хемије

Челичане и ливнице које производе високо{0}}квалитетан или чист челик обављају завршну обраду угљеника у ливади, где је време растварања кратко, а предвидљивост је све. Фини резови (0,2–1 мм) се брзо растварају за ове касне додатке. Иста логика се примењује у производњи легура, где ГПЦ-ов ниски пепео одржава хемију шљаке чистом.

Породица апликација #5: Не-употребе у металуршкој употреби

• 🛞 Кочиони фрикциони материјали- фино-месх ГПЦ (око 60–80 месх и финије) је стандардни састојак у формулацијама кочионих плочица, који доприноси термалној стабилности и контролисаном понашању трења.
• 🔋 Батерија и специјална угљенична сировина- графитизовани кокс се налази у истој породици материјала за производњу анода; исте пећи служе оба света.
• 🧱 Производи од угљеника- електроде, ватростални угљенични блокови и угљеничне пасте користе графитизовани кокс као улаз где су проводљивост и чистоћа важни.
• 🧪 Пластика и гума- ГПЦ прах делује као проводљиво и ојачавајуће пунило у полимерним једињењима.

Подударање величине честица са апликацијом

Радни пример: карбонски сакупљач у пуњењу од сивог гвожђа

Бројеви чине ово конкретним. Узмите у обзир индукционо пуњење од 1-тоне за сиво гвожђе које има за циљ 3,2% угљеника, где мешавина отпада/поврата доноси 2,7% угљеника. Топљење је кратко око 0,5 процентних поена угљеника - 5 кг угљеника по тони. Претпоставимо да је добро графитизован98,5% фиксног угљеника ГПЦпри 90% практичног искоришћења: топиоцу је потребно око 5 ÷ (0,985 × 0,90) ≈ 5,6 кг ГПЦ по тони. Сада поновите аритметику са полу-графитизованим материјалом са 80% искоришћења: отприлике 6,3 кг по тони - 12% више материјала, плус шире распршивање угљеника које оператер пећи мора да јури. (Овај пример је илустративан; свака радња се калибрише према сопственом наплату и пракси, али облик аритметике је разлог зашто се ливнице стално враћају на потпуно графитизован материјал.)

Често постављана питања

1. За шта се користи графитизовани нафтни кокс?

Његова примарна употреба је као аподизач угљеника / рецарбуризеру производњи челика у електролучним пећима, индукционом топљењу и ливницама сивог и нодуларног гвожђа. Секундарне употребе укључују додавање угљеника у металургији лонца, фрикциони материјал укочионе плочице, проводљиво пунило у пластици и гуми и сировина за производе од угљеника и анодне материјале за батерије.

2. Зашто је ГПЦ пожељнији у односу на обични калцинисани петролеј кокс као рекарбуризатор?

Јер графитизација на 2.500–3.000 степени претвара аморфни угљеник у кристални графит, који се брже и потпуније раствара у растопљеном металу. Практична рекуперација угљеника са добро-графитизованим ГПЦ-ом обично иде 90–95%+, а високо-третман на високим температурама такође уклања испарљиве материје и нечистоће - дајући мање сумпора, ниже азота и мање пепела од калцинисаног кокса.

3. Који ниво сумпора треба да има ГПЦ за дуктилно гвожђе?

За сфероидно графитно (дуктилно) гвожђе, радно правило јесумпор испод 0,02%у рекарбуризатору, јер сумпор троши агенс за формирање чворова магнезијума и деградира формирање нодула. Врхунски ГПЦ разреди са 0,03–0,05% сумпора се обично користе у сивом гвожђу и челику; Ливнице нодуларног гвожђа обично одређују најчистији расположиви материјал.

4. Коју величину честица ГПЦ треба да користим?

За ЕАФ пуњење угљеника и опште ливничке радове, гранулисано1–5 ммје стандард, који балансира брзину растварања и опоравак. За индукционе пећи, грубљи нодуларни резови (5–20 мм) смањују прашину. За касно додавање у кутлачу и не-употребе, фини резови од 0,2–1 мм или прах се најбрже растварају. Спецификације треба да одреди ваша пракса за пећи, а не погодност добављача.

5. Да ли ГПЦ утиче на квалитет ливења изван садржаја угљеника?

Да. Вишаказоту карбуризатору је класичан узрок порозности и рупа у гвожђем одливцима -, стога<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. Да ли се ГПЦ може користити у индукционим пећима, или само у лучним пећима?

И једно и друго. У ЕАФс служи као угљеник пуњења и пенилац шљаке; у индукционим пећима то је стандардни начин за ребаланс угљеника у отпаду-тешких пуњења. Разлика је у пракси, а не у прикладности: индукционе продавнице обично наплаћују ГПЦ раније са отпадом и често преферирају грубље сечење да би ограничиле прашину, док пракса ЕАФ фаворизује стандардно гранулирано сечење од 1–5 мм.