01. Рекарбюризаторлар қалай жіктеледі
Карбюризаторларды шикізатына қарай шамамен төрт түрге бөлуге болады.
1. Жасанды графит
Жасанды графит өндіруге арналған негізгі шикізат ұнтақталған жоғары сапалы күйдірілген мұнай коксы болып табылады, оған байланыстырғыш ретінде асфальт қосылады, ал басқа қосалқы материалдардың аз мөлшері қосылады. Әртүрлі шикізатты бір-бірімен араластырғаннан кейін оларды престеу және қалыптау, содан кейін оларды графиттеу үшін тотықтырмайтын атмосферада 2500-3000 ° C температурада өңдейді. Жоғары температурада өңдеуден кейін күл, күкірт және газ мөлшері айтарлықтай төмендейді.
Жасанды графит өнімдерінің бағасының жоғары болуына байланысты құю зауыттарында жиі қолданылатын жасанды графитті рекарбюризаторлардың көпшілігі өндіріс шығындарын азайту үшін графит электродтарын өндіру кезінде чиптер, қалдық электродтар және графит блоктары сияқты қайта өңделген материалдар болып табылады.
Соғымды балқыту кезінде шойынның металлургиялық сапасын жоғары ету үшін рекарбюризатор үшін бірінші таңдау жасанды графит болуы керек.
2. Мұнай коксы
Мұнай коксы кеңінен қолданылатын рекарбюризатор болып табылады.
Мұнай коксы – шикі мұнайды өңдеу арқылы алынатын жанама өнім. Қалыпты қысымда немесе шикі мұнайдың төмендетілген қысымында айдау арқылы алынған қалдықтар мен мұнай шайырлары мұнай коксын өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылуы мүмкін, содан кейін кокстелгеннен кейін жасыл мұнай коксын алуға болады. Жасыл мұнай коксын өндіру пайдаланылған шикі мұнай көлемінің шамамен 5%-дан азын құрайды. Америка Құрама Штаттарында шикі мұнай коксының жылдық өндірісі шамамен 30 миллион тоннаны құрайды. Жасыл мұнай коксының құрамындағы қоспалардың мөлшері жоғары, сондықтан оны қайта карбюризатор ретінде тікелей қолдануға болмайды және алдымен күйдірілген болуы керек.
Шикі мұнай коксы губка тәрізді, ине тәрізді, түйіршіктелген және сұйық күйде болады.
Губкалы мұнай коксы кешіктірілген кокстеу әдісімен дайындалады. Құрамында күкірт пен металдың жоғары болуына байланысты ол әдетте күйдіру кезінде отын ретінде пайдаланылады, сонымен қатар күйдірілген мұнай коксының шикізаты ретінде пайдаланылуы мүмкін. Кальциленген губкалы кокс негізінен алюминий өнеркәсібінде және рекарбюризатор ретінде қолданылады.
Ине мұнай коксы хош иісті көмірсутектердің көп мөлшерімен және қоспалары аз шикізатпен кешіктірілген кокстеу әдісімен дайындалады. Бұл кокс оңай сынатын ине тәрізді құрылымға ие, оны кейде графит кокс деп те атайды және негізінен күйдіруден кейін графит электродтарын жасау үшін қолданылады.
Түйіршікті мұнай коксы қатты түйіршіктер түрінде болады және құрамында күкірт пен асфальтен жоғары шикізаттан кешіктірілген кокстеу әдісімен дайындалады және негізінен отын ретінде пайдаланылады.
Сұйықталған мұнай коксы сұйық қабатта үздіксіз кокстеу арқылы алынады.
Мұнай коксын күйдіру күкіртті, ылғалды және ұшпа заттарды кетіру болып табылады. Жасыл мұнай коксын 1200-1350°C температурада күйдіру оны айтарлықтай таза көміртекті ете алады.
Кальциленген мұнай коксын ең көп пайдаланушы алюминий өнеркәсібі болып табылады, оның 70% бокситті тотықсыздандыратын анодтар жасауға пайдаланылады. Құрама Штаттарда өндірілетін күйдірілген мұнай коксының шамамен 6% шойын рекарбюризаторлары үшін пайдаланылады.
3. Табиғи графит
Табиғи графитті екі түрге бөлуге болады: үлпек графит және микрокристалды графит.
Микрокристалды графиттің күлділігі жоғары және әдетте шойын үшін рекарбюризатор ретінде пайдаланылмайды.
Қабыршақты графиттің көптеген сорттары бар: жоғары көміртекті үлпекті графитті химиялық әдістермен алу керек немесе ондағы оксидтерді ыдырату және ұшпалау үшін жоғары температураға дейін қыздыру қажет. Графиттегі күлдің мөлшері жоғары, сондықтан оны рекарбюризатор ретінде пайдалануға жарамайды; орташа көміртекті графит негізінен рекарбюризатор ретінде пайдаланылады, бірақ мөлшері көп емес.
4. Кокс және антрацит
Электр доғалы пешті болат балқыту процесінде зарядтау кезінде рекарбюризатор ретінде кокс немесе антрацит қосуға болады. Құрамында күл мен ұшпаның жоғары болуына байланысты индукциялық пеште балқытылатын шойын рекарбюризатор ретінде сирек қолданылады.
Қоршаған ортаны қорғау талаптарының ұдайы жетілдірілуімен ресурстарды тұтынуға көбірек көңіл бөлінуде, ал шойын мен кокс бағасының өсуі жалғасуда, нәтижесінде құйма құнының өсуі байқалады. Барған сайын көбірек құю зауыттары дәстүрлі күмбезді балқытуды ауыстыру үшін электр пештерін қолдана бастады. 2011 жылдың басында біздің фабриканың шағын және орта бөлшектер цехы дәстүрлі күмбезді балқыту процесін ауыстыру үшін электр пешінде балқыту процесін де қабылдады. Электр пешінде балқытуда көп мөлшерде болат сынықтарын пайдалану шығындарды азайтып қана қоймай, құймалардың механикалық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді, бірақ қолданылатын рекарбюризатордың түрі және карбюризациялау процесі шешуші рөл атқарады.
02. Индукциялық пешті балқытуда рекарбюризаторды қолдану жолы
1 Рекарбюризаторлардың негізгі түрлері
Шойын рекарбюризаторлары ретінде қолданылатын көптеген материалдар бар, әдетте жасанды графит, күйдірілген мұнай коксы, табиғи графит, кокс, антрацит және осындай материалдардан жасалған қоспалар қолданылады.
(1) Жасанды графит Жоғарыда аталған әртүрлі рекарбюризаторлардың ішінде ең жақсы сапа жасанды графит болып табылады. Жасанды графит өндіруге арналған негізгі шикізат ұнтақталған жоғары сапалы күйдірілген мұнай коксы болып табылады, оған байланыстырғыш ретінде асфальт қосылады, ал басқа қосалқы материалдардың аз мөлшері қосылады. Әртүрлі шикізатты бір-бірімен араластырғаннан кейін оларды престеу және қалыптау, содан кейін оларды графиттеу үшін тотықтырмайтын атмосферада 2500-3000 ° C температурада өңдейді. Жоғары температурада өңдеуден кейін күл, күкірт және газ мөлшері айтарлықтай төмендейді. Жоғары температурада күйдірілген мұнай коксы болмаса немесе күйдіру температурасы жеткіліксіз болса, рекарбюризатордың сапасына қатты әсер етеді. Сондықтан рекарбюризатордың сапасы негізінен графиттену дәрежесіне байланысты. Жақсы рекарбюризатор құрамында графитті көміртегі (массалық үлес) 95%-дан 98%-ға дейін, күкірт мөлшері 0,02%-дан 0,05%-ға дейін, азот мөлшері (100-ден 200-ге дейін) × 10-6.
(2) Мұнай коксы кеңінен қолданылатын рекарбюризатор болып табылады. Мұнай коксы – шикі мұнайды өңдеуден алынған жанама өнім. Мұнай коксын өндіру үшін шикізат ретінде шикі мұнайды тұрақты қысыммен айдау немесе вакуумдық айдау нәтижесінде алынған қалдықтар мен мұнай шайырларын пайдалануға болады. Кокстеуден кейін шикі мұнай коксын алуға болады. Мазмұны жоғары және оны рекарбюризатор ретінде тікелей қолдануға болмайды, алдымен күйдірілген болуы керек.
(3) Табиғи графитті екі түрге бөлуге болады: қабыршақ графит және микрокристалды графит. Микрокристалды графиттің күлділігі жоғары және әдетте шойын үшін рекарбюризатор ретінде пайдаланылмайды. Қабыршақты графиттің көптеген сорттары бар: жоғары көміртекті үлпекті графитті химиялық әдістермен алу керек немесе ондағы оксидтерді ыдырату және ұшпалау үшін жоғары температураға дейін қыздыру қажет. Графиттегі күлдің мөлшері жоғары және оны қайта карбюризатор ретінде пайдалануға болмайды. Орташа көміртекті графит негізінен рекарбюризатор ретінде пайдаланылады, бірақ мөлшері көп емес.
(4) Кокс және антрацит Индукциялық пеште балқыту процесінде зарядтау кезінде рекарбюризатор ретінде кокс немесе антрацит қосылуы мүмкін. Құрамында күл мен ұшпаның жоғары болуына байланысты индукциялық пеште балқытылатын шойын рекарбюризатор ретінде сирек қолданылады. , Бұл рекарбюризатордың бағасы төмен және ол төмен сортты рекарбюризаторға жатады.
2. Балқытылған темірді карбюризациялау принципі
Синтетикалық шойынның балқыту процесінде көп мөлшерде қосылған сынықтарға және балқытылған шойынның құрамындағы С аз болуына байланысты көміртекті көбейту үшін карбюризаторды пайдалану қажет. Рекарбюризаторда элемент түрінде болатын көміртегінің балқу температурасы 3727°С және балқытылған темірдің температурасында балқыту мүмкін емес. Сондықтан рекарбюризатордағы көміртек негізінен балқытылған темірде екі еріту және диффузия әдісімен ериді. Балқытылған темірдегі графитті рекарбюризатордың мөлшері 2,1% болғанда, графитті балқытылған темірде тікелей ерітуге болады. Графиттік емес карбонизацияның тікелей ерітінді құбылысы негізінен жоқ, бірақ уақыт өте келе көміртегі балқытылған темірде біртіндеп таралады және ериді. Индукциялық пеште балқытылған шойынның қайта көміртектіленуі үшін кристалды графитті қайта карбюризациялау жылдамдығы графитсіз рекарбюризаторларға қарағанда айтарлықтай жоғары.
Тәжірибе көрсеткендей, көміртектің балқытылған темірде еруі қатты бөлшектердің бетіндегі сұйық шекаралық қабаттағы көміртегі массасының ауысуымен бақыланады. Кокс және көмір бөлшектерімен алынған нәтижелерді графитпен алынған нәтижелермен салыстыра отырып, балқытылған темірдегі графиттік рекарбюризаторлардың диффузия және еру жылдамдығы кокс пен көмір бөлшектеріне қарағанда айтарлықтай жылдамырақ екендігі анықталды. Жартылай еріген кокс пен көмір бөлшектерінің үлгілері электронды микроскоппен бақыланды және үлгілердің бетінде жұқа жабысқақ күл қабаты түзілгені анықталды, бұл олардың балқытылған темірде диффузия және еру көрсеткіштеріне әсер ететін негізгі фактор болды.
3. Көміртегінің әсеріне әсер ететін факторлар күшейеді
(1) Рекарбюризатордың бөлшектерінің мөлшерінің әсері Рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығы рекарбюризатордың еру және диффузия жылдамдығының және тотығу жоғалу жылдамдығының бірлескен әсеріне байланысты. Жалпы, рекарбюризатордың бөлшектері аз, еру жылдамдығы жылдам, жоғалту жылдамдығы үлкен; карбюризатор бөлшектері үлкен, еру жылдамдығы баяу, жоғалту жылдамдығы аз. Рекарбюризатордың бөлшектерінің өлшемін таңдау пештің диаметрі мен сыйымдылығына байланысты. Жалпы, пештің диаметрі мен сыйымдылығы үлкен болған кезде, рекарбюризатордың бөлшектерінің мөлшері үлкен болуы керек; керісінше, рекарбюризатордың бөлшектерінің мөлшері кішірек болуы керек.
(2) Қосылған рекарбюризатор мөлшерінің әсері Белгілі бір температура және бірдей химиялық құрам жағдайында балқытылған темірдегі көміртектің қаныққан концентрациясы белгілі болады. Белгілі бір қанығу дәрежесінде рекарбюризатор неғұрлым көп қосылса, еріту мен диффузияға кететін уақыт соғұрлым ұзағырақ болса, соғұрлым сәйкес шығын соғұрлым көп болады және сіңіру жылдамдығы соғұрлым төмен болады.
(3) Температураның рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығына әсері Негізінде, балқытылған темірдің температурасы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым рекарбюризатордың сіңірілуі мен еруі үшін қолайлы болады. Керісінше, рекарбюризаторды еріту қиын, ал рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығы төмендейді. Алайда, балқытылған темірдің температурасы тым жоғары болған кезде, рекарбюризатордың толық ерігенімен, көміртектің жану шығыны жоғарылайды, бұл ақырында көміртегі мөлшерінің төмендеуіне және жалпы көміртектің төмендеуіне әкеледі. рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығы. Әдетте, балқытылған темір температурасы 1460 және 1550 °C аралығында болғанда, рекарбюризатордың сіңіру тиімділігі ең жақсы болады.
(4) Балқытылған темірді араластырудың рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығына әсері Араластыру көміртектің ерітуі мен диффузиясы үшін пайдалы және балқытылған темірдің бетінде қалқып тұрған және күйіп кетпейтін рекарбюризаторды болдырмайды. Рекарбюризатор толығымен ерігенге дейін араластыру уақыты ұзақ және сіңіру жылдамдығы жоғары. Араластыру сонымен қатар карбонизацияны ұстау уақытын қысқартуға, өндіру циклін қысқартуға және балқытылған темірдегі легірлеуші элементтердің күйіп қалуына жол бермейді. Бірақ араластыру уақыты тым ұзақ болса, ол пештің қызмет ету мерзіміне үлкен әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар рекарбюризатор ерігеннен кейін балқытылған темірдегі көміртектің жоғалуын күшейтеді. Сондықтан балқытылған темірдің тиісті араластыру уақыты рекарбюризатордың толығымен ерігенін қамтамасыз ету үшін қолайлы болуы керек.
(5) Балқытылған темірдің химиялық құрамының рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығына әсері Балқытылған темірдегі бастапқы көміртегі мөлшері жоғары болғанда, белгілі бір ерігіштік шегінде, рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығы баяу, сіңіру мөлшері аз болады. , және жану шығыны салыстырмалы түрде үлкен. Рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығы төмен. Балқыған темірдің бастапқы көміртегі мөлшері төмен болғанда керісінше болады. Сонымен қатар, балқытылған темірдегі кремний мен күкірт көміртекті сіңіруге кедергі келтіреді және рекарбюризаторлардың сіңіру жылдамдығын төмендетеді; ал марганец көміртекті сіңіруге және рекарбюризаторлардың сіңіру жылдамдығын жақсартуға көмектеседі. Әсер ету дәрежесі бойынша кремний ең үлкен, одан кейін марганец, ал көміртегі мен күкірт азырақ әсер етеді. Сондықтан нақты өндіріс процесінде алдымен марганецті, содан кейін көміртекті, содан кейін кремнийді қосу керек.
4. Әртүрлі рекарбюризаторлардың шойын қасиеттеріне әсері
(1) Сынақ шарттары Балқыту үшін максималды қуаты 3000 кВт және жиілігі 500 Гц болатын екі 5 т аралық жиілікті өзексіз индукциялық пеш пайдаланылды. Цехтың күнделікті партиялық тізбесіне сәйкес (50% қайтарылатын материал, 20% шойын, 30% сынықтар) балқытылған шойын пешін балқыту үшін сәйкесінше азотты азотты күйдірілген рекарбюризаторды және графит типті рекарбюризаторды пайдаланыңыз. технологиялық талаптар Химиялық құрамын реттегеннен кейін, сәйкесінше цилиндрдің негізгі тірек қақпағын құйыңыз.
Өндіріс процесі: Балқыту үшін беру процесінде қайта карбюризатор электр пешіне партиялармен қосылады, 0,4% бастапқы егу (кремний барий егу) және 0,1% қайталама ағынды егу (Кремний барий егу) қосылады. DISA2013 сәндеу желісін пайдаланыңыз.
(2) Механикалық қасиеттер Шойынның қасиеттеріне екі түрлі рекарбюризатордың әсерін тексеру және балқытылған темір құрамының нәтижелерге әсерін болдырмау үшін әртүрлі рекарбюризаторлармен балқытылған балқытылған темір құрамы негізінен бірдей етіп реттелді. . Нәтижелерді неғұрлым толық тексеру үшін сынақ процесінде Ø30 мм сынақ жолақтарының екі жиынтығынан басқа балқытылған шойынның екі пешіне құйылды, сондай-ақ Бринелл қаттылығын сынау үшін әр балқытылған шойынға құйылған 12 дана құймалар да таңдалды. (6 дана/қорап, екі қорапты сынау).
Құрамы бірдей дерлік болған жағдайда, графит типті рекарбюризаторды пайдалану арқылы алынған сынақ жолақтарының беріктігі күйдірілген типті рекарбюризаторды пайдалану арқылы құйылған сынақ жолақтарынан айтарлықтай жоғары және құймалардың өңдеу өнімділігі: графит түріндегі рекарбюризатор графит түріндегі рекарбюризаторды пайдалану арқылы жасалғаннан жақсырақ. Кальциленген рекарбюризаторлар өндіретін құймалар (құймалардың қаттылығы тым жоғары болған кезде, құймалардың шетінде өңдеу кезінде пышақ секіріп кету құбылысы пайда болады).
(3) Графит түріндегі рекарбюризаторды пайдаланатын үлгілердің графит пішіндері барлығы А типті графит болып табылады және графит саны үлкенірек және өлшемі кішірек.
Жоғарыда келтірілген сынақ нәтижелерінен келесі қорытындылар жасалды: жоғары сапалы графит типті рекарбюризатор құймалардың механикалық қасиеттерін жақсартуға, металлографиялық құрылымын жақсартуға ғана емес, сонымен қатар құймалардың өңдеу көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік береді.
03. Эпилог
(1) Рекарбюризатордың сіңіру жылдамдығына әсер ететін факторларға рекарбюризатордың бөлшектерінің мөлшері, қосылған рекарбюризатордың мөлшері, рекарбюризатордың температурасы, балқытылған шойынның араластыру уақыты және балқытылған темірдің химиялық құрамы жатады.
(2) Жоғары сапалы графит типті рекарбюризатор құймалардың механикалық қасиеттерін жақсартып, металлографиялық құрылымды жақсартуға ғана емес, сонымен қатар құймалардың өңдеу өнімділігін жақсартуға мүмкіндік береді. Сондықтан индукциялық пеште балқыту процесінде цилиндр блоктары мен цилиндр қақпақтары сияқты негізгі өнімдерді өндіру кезінде жоғары сапалы графит типті рекарбюризаторларды пайдалану ұсынылады.
Жіберу уақыты: 08 қараша 2022 ж