01. Kif tikklassifika r-rikarburizzaturi
Il-karburizzaturi jistgħu jinqasmu bejn wieħed u ieħor f'erba' tipi skont il-materja prima tagħhom.
1. Grafita artifiċjali
Il-materja prima ewlenija għall-manifattura tal-grafita artifiċjali hija kokk tal-pitrolju kalċinat ta' kwalità għolja fi trab, li fih jiżdied l-asfalt bħala sustanza li tgħaqqad, u jiżdied ammont żgħir ta' materjali awżiljarji oħra. Wara li d-diversi materja prima jitħalltu flimkien, jiġu ppressati u ffurmati, u mbagħad jiġu ttrattati f'atmosfera mhux ossidanti f'2500-3000 °C biex isiru grafitizzati. Wara trattament f'temperatura għolja, il-kontenut ta' rmied, kubrit u gass jitnaqqas ħafna.
Minħabba l-prezz għoli tal-prodotti tal-grafita artifiċjali, il-biċċa l-kbira tar-rikarburizzaturi tal-grafita artifiċjali li jintużaw komunement fil-funderiji huma materjali riċiklati bħal laqx, elettrodi tal-iskart u blokki tal-grafita meta jiġu manifatturati elettrodi tal-grafita biex jitnaqqsu l-ispejjeż tal-produzzjoni.
Meta tkun qed tidwib ħadid duttili, sabiex il-kwalità metallurġika tal-ħadid fondut tkun għolja, il-grafita artifiċjali għandha tkun l-ewwel għażla għar-rikarburizzatur.
2. Kokk tal-pitrolju
Il-kokk tal-pitrolju huwa rikarburizzatur użat ħafna.
Il-kokk tal-pitrolju huwa prodott sekondarju miksub mir-raffinar taż-żejt mhux raffinat. Ir-residwi u l-qatran tal-pitrolju miksuba permezz tad-distillazzjoni taħt pressjoni normali jew taħt pressjoni mnaqqsa taż-żejt mhux raffinat jistgħu jintużaw bħala materja prima għall-manifattura tal-kokk tal-pitrolju, u mbagħad il-kokk aħdar tal-pitrolju jista' jinkiseb wara l-kokkjar. Il-produzzjoni tal-kokk aħdar tal-pitrolju hija bejn wieħed u ieħor inqas minn 5% tal-ammont ta' żejt mhux raffinat użat. Il-produzzjoni annwali tal-kokk mhux raffinat tal-pitrolju fl-Istati Uniti hija ta' madwar 30 miljun tunnellata. Il-kontenut ta' impurità fil-kokk aħdar tal-pitrolju huwa għoli, għalhekk ma jistax jintuża direttament bħala rikarburizzatur, u jrid jiġi kalċinat l-ewwel.
Il-kokk tal-pitrolju mhux raffinat huwa disponibbli f'forom ta' sponża, ta' labra, granulari u fluwidi.
Il-kokk tal-pitrolju sponża huwa ppreparat bil-metodu ta' kokkjar imdewwem. Minħabba l-kontenut għoli ta' kubrit u metall tiegħu, ġeneralment jintuża bħala fjuwil waqt il-kalċinazzjoni, u jista' jintuża wkoll bħala materja prima għall-kokk tal-pitrolju kalċinat. Il-kokk tal-isponża kalċinat jintuża prinċipalment fl-industrija tal-aluminju u bħala rikarburatur.
Il-kokk tal-pitrolju bil-labar huwa ppreparat bil-metodu ta' kokkjar imdewwem b'materja prima b'kontenut għoli ta' idrokarburi aromatiċi u kontenut baxx ta' impuritajiet. Dan il-kokk għandu struttura simili għal labar li tinkiser faċilment, xi kultant imsejjaħ kokk tal-grafita, u jintuża prinċipalment biex isiru elettrodi tal-grafita wara l-kalċinazzjoni.
Il-kokk tal-pitrolju granulari huwa fil-forma ta' granuli iebsin u huwa magħmul minn materja prima b'kontenut għoli ta' kubrit u asfalten permezz tal-metodu ta' kokkjar imdewwem, u jintuża prinċipalment bħala fjuwil.
Il-kokk tal-pitrolju fluwidizzat jinkiseb permezz ta' kokkjar kontinwu f'sodda fluwidizzata.
Il-kalċinazzjoni tal-kokk tal-petroleum tintuża biex jitneħħew il-kubrit, l-umdità, u l-volatili. Il-kalċinazzjoni tal-kokk tal-petroleum aħdar f'temperatura ta' 1200-1350°C tista' tagħmlu karbonju sostanzjalment pur.
L-akbar utent tal-kokk tal-petroleum kalċinat hija l-industrija tal-aluminju, li 70% minnu jintuża biex isiru anodi li jnaqqsu l-boksajt. Madwar 6% tal-kokk tal-petroleum kalċinat prodott fl-Istati Uniti jintuża għal rikarburizzaturi tal-ħadid fondut.
3. Grafita naturali
Il-grafita naturali tista' tinqasam f'żewġ tipi: grafit tal-qxur u grafit mikrokristallin.
Il-grafita mikrokristallina għandha kontenut għoli ta' rmied u ġeneralment ma tintużax bħala rikarburizzatur għall-ħadid fondut.
Hemm ħafna varjetajiet ta' grafit tal-qxur: il-grafita tal-qxur b'livell għoli ta' karbonju teħtieġ li tiġi estratta b'metodi kimiċi, jew imsaħħna għal temperatura għolja biex tiddikomponi u tivvolatilizza l-ossidi fiha. Il-kontenut ta' rmied fil-grafita huwa għoli, għalhekk mhuwiex adattat biex jintuża bħala rikarburizzatur; il-grafita tal-karbonju medju tintuża prinċipalment bħala rikarburizzatur, iżda l-ammont mhuwiex kbir.
4. Kokk u Antraċite
Fil-proċess tal-manifattura tal-azzar f'forn bl-ark elettriku, il-kokk jew l-antraċite jistgħu jiżdiedu bħala rikarburizzatur meta jiċċarġjaw. Minħabba l-kontenut għoli ta' rmied u volatili tiegħu, il-ħadid fondut għat-tidwib f'forn ta' induzzjoni rarament jintuża bħala rikarburizzatur.
Bit-titjib kontinwu tar-rekwiżiti tal-protezzjoni ambjentali, qed tingħata aktar u aktar attenzjoni lill-konsum tar-riżorsi, u l-prezzijiet tal-ħadid mhux maħdum u l-kokk qed ikomplu jiżdiedu, u dan jirriżulta f'żieda fl-ispiża tal-ikkastjar. Aktar u aktar funderiji qed jibdew jużaw fran elettriċi biex jissostitwixxu t-tidwib tradizzjonali f'forma ta' cupola. Fil-bidu tal-2011, il-workshop tal-partijiet żgħar u medji tal-fabbrika tagħna adotta wkoll il-proċess tat-tidwib f'forn elettriku biex jissostitwixxi l-proċess tradizzjonali tat-tidwib f'forma ta' cupola. L-użu ta' ammont kbir ta' azzar skrappjat fit-tidwib f'forn elettriku mhux biss jista' jnaqqas l-ispejjeż, iżda wkoll itejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi tal-ikkastjar, iżda t-tip ta' rikarburizzatur użat u l-proċess ta' karburizzazzjoni għandhom rwol ewlieni.
02. Kif tuża r-rikarburizzatur fit-tidwib tal-forn tal-induzzjoni
1 It-tipi ewlenin ta' rikarburizzaturi
Hemm ħafna materjali użati bħala rikarburizzaturi tal-ħadid fondut, komunement użati huma grafit artifiċjali, kokk tal-pitrolju kalċinat, grafit naturali, kokk, antraċite, u taħlitiet magħmula minn materjali bħal dawn.
(1) Grafita artifiċjali Fost id-diversi rikarburizzaturi msemmija hawn fuq, l-aqwa kwalità hija l-grafita artifiċjali. Il-materja prima ewlenija għall-manifattura tal-grafita artifiċjali hija kokk tal-pitrolju kalċinat ta' kwalità għolja fi trab, li fih jiżdied l-asfalt bħala sustanza li tgħaqqad, u jiżdied ammont żgħir ta' materjali awżiljarji oħra. Wara li d-diversi materja prima jitħalltu flimkien, jiġu ppressati u ffurmati, u mbagħad jiġu ttrattati f'atmosfera mhux ossidanti f'2500-3000 °C biex isiru grafitizzati. Wara trattament f'temperatura għolja, il-kontenut ta' rmied, kubrit u gass jitnaqqas ħafna. Jekk ma jkunx hemm kokk tal-pitrolju kalċinat f'temperatura għolja jew b'temperatura ta' kalċinazzjoni insuffiċjenti, il-kwalità tar-rikarburizzatur tiġi affettwata serjament. Għalhekk, il-kwalità tar-rikarburizzatur tiddependi prinċipalment fuq il-grad ta' grafitizzazzjoni. Rikarburizzatur tajjeb fih karbonju grafitiku (frazzjoni tal-massa) B'95% sa 98%, il-kontenut ta' kubrit huwa 0.02% sa 0.05%, u l-kontenut ta' nitroġenu huwa (100 sa 200) × 10-6.
(2) Il-kokk tal-pitrolju huwa rikarburizzatur użat ħafna. Il-kokk tal-pitrolju huwa prodott sekondarju miksub mir-raffinar taż-żejt mhux raffinat. Ir-residwi u l-qatran tal-pitrolju miksuba mid-distillazzjoni regolari bil-pressjoni jew mid-distillazzjoni bil-vakwu taż-żejt mhux raffinat jistgħu jintużaw bħala materja prima għall-manifattura tal-kokk tal-pitrolju. Wara l-kokkjar, jista' jinkiseb kokk tal-pitrolju mhux raffinat. Il-kontenut huwa għoli u ma jistax jintuża direttament bħala rikarburizzatur, u jrid jiġi kalċinat l-ewwel.
(3) Il-grafita naturali tista' tinqasam f'żewġ tipi: grafit tal-qxur u grafit mikrokristallin. Il-grafita mikrokristallina għandha kontenut għoli ta' rmied u ġeneralment ma tintużax bħala rikarburizzatur għall-ħadid fondut. Hemm ħafna varjetajiet ta' grafit tal-qxur: il-grafita tal-qxur b'karbonju għoli teħtieġ li tiġi estratta b'metodi kimiċi, jew imsaħħna għal temperatura għolja biex tiddikomponi u tivvolatilizza l-ossidi fiha. Il-kontenut ta' rmied fil-grafita huwa għoli u m'għandux jintuża bħala rikarburizzatur. Il-grafita tal-karbonju medju tintuża prinċipalment bħala rikarburizzatur, iżda l-ammont mhuwiex kbir.
(4) Kokk u antraċite Fil-proċess tat-tidwib f'forn ta' induzzjoni, il-kokk jew l-antraċite jistgħu jiżdiedu bħala rikarburizzatur meta jiċċarġjaw. Minħabba l-kontenut għoli ta' rmied u volatili tiegħu, il-ħadid fondut tat-tidwib f'forn ta' induzzjoni rarament jintuża bħala rikarburizzatur. , Il-prezz ta' dan ir-rikarburizzatur huwa baxx, u jappartjeni għar-rikarburizzatur ta' grad baxx.
2. Il-prinċipju tal-karburizzazzjoni tal-ħadid imdewweb
Fil-proċess tat-tidwib tal-ħadid fondut sintetiku, minħabba l-ammont kbir ta' ruttam miżjud u l-kontenut baxx ta' C fil-ħadid imdewweb, irid jintuża karburizzatur biex jiżdied il-karbonju. Il-karbonju li jeżisti fil-forma ta' element fir-rikarburizzatur għandu temperatura ta' tidwib ta' 3727°C u ma jistax jiddewweb fit-temperatura tal-ħadid imdewweb. Għalhekk, il-karbonju fir-rikarburizzatur jinħall prinċipalment fil-ħadid imdewweb b'żewġ modi ta' dissoluzzjoni u diffużjoni. Meta l-kontenut tar-rikarburizzatur tal-grafita fil-ħadid imdewweb huwa ta' 2.1%, il-grafita tista' tinħall direttament fil-ħadid imdewweb. Il-fenomenu tas-soluzzjoni diretta tal-karbonizzazzjoni mhux tal-grafita bażikament ma jeżistix, iżda mal-mogħdija taż-żmien, il-karbonju jinfirex gradwalment u jinħall fil-ħadid imdewweb. Għar-rikarburizzazzjoni tal-ħadid fondut imdewweb permezz ta' forn ta' induzzjoni, ir-rata ta' rikarburizzazzjoni tar-rikarburizzazzjoni tal-grafita kristallina hija sinifikament ogħla minn dik tar-rikarburizzaturi mhux tal-grafita.
L-esperimenti juru li d-dissoluzzjoni tal-karbonju fil-ħadid imdewweb hija kkontrollata mit-trasferiment tal-massa tal-karbonju fis-saff tal-konfini tal-likwidu fuq il-wiċċ tal-partiċelli solidi. Meta jitqabblu r-riżultati miksuba bil-kokk u l-partiċelli tal-faħam mar-riżultati miksuba bil-grafita, instab li r-rata ta' diffużjoni u dissoluzzjoni tar-rikarburizzaturi tal-grafita fil-ħadid imdewweb hija sinifikament aktar mgħaġġla minn dik tal-partiċelli tal-kokk u l-faħam. Il-kampjuni tal-kokk u l-partiċelli tal-faħam parzjalment maħlula ġew osservati permezz ta' mikroskopju elettroniku, u nstab li ffurma saff irqiq ta' rmied li jwaħħal fuq il-wiċċ tal-kampjuni, li kien il-fattur ewlieni li affettwa l-prestazzjoni tad-diffużjoni u d-dissoluzzjoni tagħhom fil-ħadid imdewweb.
3. Fatturi li jaffettwaw l-effett taż-żieda tal-karbonju
(1) Influwenza tad-daqs tal-partiċelli tar-ricarburizer Ir-rata ta' assorbiment tar-ricarburizer tiddependi fuq l-effett ikkombinat tar-rata ta' dissoluzzjoni u diffużjoni tar-ricarburizer u r-rata ta' telf ta' ossidazzjoni. B'mod ġenerali, il-partiċelli tar-ricarburizer huma żgħar, il-veloċità tad-dissoluzzjoni hija mgħaġġla, u l-veloċità tat-telf hija kbira; il-partiċelli tal-karburizer huma kbar, il-veloċità tad-dissoluzzjoni hija bil-mod, u l-veloċità tat-telf hija żgħira. L-għażla tad-daqs tal-partiċelli tar-ricarburizer hija relatata mad-dijametru u l-kapaċità tal-forn. B'mod ġenerali, meta d-dijametru u l-kapaċità tal-forn ikunu kbar, id-daqs tal-partiċelli tar-ricarburizer għandu jkun akbar; għall-kuntrarju, id-daqs tal-partiċelli tar-ricarburizer għandu jkun iżgħar.
(2) L-influwenza tal-ammont ta' rikarburizzatur miżjud Taħt il-kundizzjonijiet ta' ċerta temperatura u l-istess kompożizzjoni kimika, il-konċentrazzjoni saturata tal-karbonju fil-ħadid imdewweb hija ċerta. Taħt ċertu grad ta' saturazzjoni, iktar ma jiżdied rikarburizzatur, iktar ikun twil il-ħin meħtieġ għad-dissoluzzjoni u d-diffużjoni, iktar ikun kbir it-telf korrispondenti, u iktar tkun baxxa r-rata ta' assorbiment.
(3) L-effett tat-temperatura fuq ir-rata ta' assorbiment tar-ricarburizer Fil-prinċipju, iktar ma tkun għolja t-temperatura tal-ħadid imdewweb, iktar ikun favorevoli l-assorbiment u x-xoljiment tar-ricarburizer. Għall-kuntrarju, ir-ricarburizer ikun diffiċli biex jinħall, u r-rata ta' assorbiment tar-ricarburizer tonqos. Madankollu, meta t-temperatura tal-ħadid imdewweb tkun għolja wisq, għalkemm ir-ricarburizer ikun aktar probabbli li jinħall kompletament, ir-rata ta' telf ta' ħruq tal-karbonju tiżdied, li eventwalment twassal għal tnaqqis fil-kontenut tal-karbonju u tnaqqis fir-rata ġenerali ta' assorbiment tar-ricarburizer. Ġeneralment, meta t-temperatura tal-ħadid imdewweb tkun bejn 1460 u 1550 °C, l-effiċjenza ta' assorbiment tar-ricarburizer hija l-aħjar.
(4) L-influwenza tat-taħwid tal-ħadid imdewweb fuq ir-rata ta' assorbiment tar-ricarburizer It-taħwid huwa ta' benefiċċju għad-dissoluzzjoni u d-diffużjoni tal-karbonju, u jevita li r-ricarburizer jgħum fuq il-wiċċ tal-ħadid imdewweb u jinħaraq. Qabel ma r-ricarburizer jinħall kompletament, il-ħin tat-taħwid ikun twil u r-rata ta' assorbiment tkun għolja. It-taħwid jista' wkoll inaqqas il-ħin taż-żamma tal-karbonizzazzjoni, iqassar iċ-ċiklu tal-produzzjoni, u jevita l-ħruq ta' elementi ta' liga fil-ħadid imdewweb. Madankollu, jekk il-ħin tat-taħwid ikun twil wisq, mhux biss ikollu influwenza kbira fuq il-ħajja tas-servizz tal-forn, iżda wkoll jaggrava t-telf tal-karbonju fil-ħadid imdewweb wara li r-ricarburizer jinħall. Għalhekk, il-ħin xieraq tat-taħwid tal-ħadid imdewweb għandu jkun adattat biex jiżgura li r-ricarburizer jinħall kompletament.
(5) Influwenza tal-kompożizzjoni kimika tal-ħadid imdewweb fuq ir-rata ta' assorbiment tar-ricarburizer Meta l-kontenut inizjali tal-karbonju fil-ħadid imdewweb ikun għoli, taħt ċertu limitu ta' solubbiltà, ir-rata ta' assorbiment tar-ricarburizer tkun bil-mod, l-ammont ta' assorbiment ikun żgħir, u t-telf mill-ħruq ikun relattivament kbir. Ir-rata ta' assorbiment tar-ricarburizer tkun baxxa. L-oppost huwa minnu meta l-kontenut inizjali tal-karbonju tal-ħadid imdewweb ikun baxx. Barra minn hekk, is-silikon u l-kubrit fil-ħadid imdewweb ifixklu l-assorbiment tal-karbonju u jnaqqsu r-rata ta' assorbiment tar-ricarburizers; filwaqt li l-manganiż jgħin biex jassorbi l-karbonju u jtejjeb ir-rata ta' assorbiment tar-ricarburizers. F'termini tal-grad ta' influwenza, is-silikon huwa l-akbar, segwit mill-manganiż, u l-karbonju u l-kubrit għandhom inqas influwenza. Għalhekk, fil-proċess ta' produzzjoni attwali, il-manganiż għandu jiżdied l-ewwel, imbagħad il-karbonju, u mbagħad is-silikon.
4. L-effett ta' rikarburizzaturi differenti fuq il-proprjetajiet tal-ħadid fondut
(1) Kundizzjonijiet tat-test Żewġ fran ta' induzzjoni mingħajr qalba ta' frekwenza intermedja ta' 5t intużaw għat-tidwib, b'qawwa massima ta' 3000kW u frekwenza ta' 500Hz. Skont il-lista ta' batching ta' kuljum tal-workshop (50% materjal ta' ritorn, 20% ħadid mhux maħdum, 30% ruttam), uża rikarburizzatur kalċinat b'nitroġenu baxx u rikarburizzatur tat-tip grafita biex tidwib forn ta' ħadid imdewweb rispettivament, skont ir-rekwiżiti tal-proċess Wara li taġġusta l-kompożizzjoni kimika, ikkastja għatu tal-berings prinċipali taċ-ċilindru rispettivament.
Proċess ta' produzzjoni: Ir-rikarburizzatur jiżdied mal-forn elettriku f'lottijiet matul il-proċess ta' tmigħ għat-tidwib, 0.4% inokulant primarju (inokulant tas-silikon u l-barju) jiżdied fil-proċess tat-tapping, u 0.1% inokulant tal-fluss sekondarju (inokulant tas-silikon u l-barju). Uża l-linja tal-grafika DISA2013.
(2) Proprjetajiet mekkaniċi Sabiex jiġi vverifikat l-effett ta' żewġ rikarburizzaturi differenti fuq il-proprjetajiet tal-ħadid fondut, u biex tiġi evitata l-influwenza tal-kompożizzjoni tal-ħadid imdewweb fuq ir-riżultati, il-kompożizzjoni tal-ħadid imdewweb imdewweb minn rikarburizzaturi differenti ġiet aġġustata biex tkun bażikament l-istess. Sabiex ir-riżultati jiġu vverifikati b'mod aktar sħiħ, fil-proċess tat-test, minbarra li żewġ settijiet ta' vireg tat-test ta' Ø30mm tferrgħu fiż-żewġ fran tal-ħadid imdewweb, 12-il biċċa ta' kkastjar mitfugħa f'kull ħadid imdewweb intgħażlu wkoll b'mod każwali għall-ittestjar tal-ebusija Brinell (6 biċċiet/kaxxa, żewġ kaxxi ttestjati).
Fil-każ ta' kważi l-istess kompożizzjoni, is-saħħa tal-vireg tat-test prodotti bl-użu tar-ricarburizer tat-tip tal-grafita hija sinifikament ogħla minn dik tal-vireg tat-test ikkastjati bl-użu tar-ricarburizer tat-tip kalċinat, u l-prestazzjoni tal-ipproċessar tal-ikkastjar prodott mir-ricarburizer tat-tip tal-grafita hija ovvjament aħjar minn dik prodotta bl-użu tar-ricarburizer tat-tip tal-grafita. Ikkastjar prodott minn ricarburizzaturi kalċinati (meta l-ebusija tal-ikkastjar tkun għolja wisq, it-tarf tal-ikkastjar jidher fenomenu ta' sikkina li taqbeż waqt l-ipproċessar).
(3) Il-forom tal-grafita tal-kampjuni li jużaw ir-rikarburizzatur tat-tip tal-grafita huma kollha grafita tat-tip A, u n-numru ta' grafita huwa akbar u d-daqs huwa iżgħar.
Il-konklużjonijiet li ġejjin huma meħuda mir-riżultati tat-test ta' hawn fuq: ir-ricarburatur tat-tip grafita ta' kwalità għolja mhux biss jista' jtejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi tal-ikkastjar, itejjeb l-istruttura metallografika, iżda wkoll itejjeb il-prestazzjoni tal-ipproċessar tal-ikkastjar.
03. Epilogu
(1) Il-fatturi li jaffettwaw ir-rata ta' assorbiment tar-ricarburizer huma d-daqs tal-partiċelli tar-ricarburizer, l-ammont ta' ricarburizer miżjud, it-temperatura tar-ricarburizzazzjoni, il-ħin tat-taħwid tal-ħadid imdewweb u l-kompożizzjoni kimika tal-ħadid imdewweb.
(2) Rikarburizzatur tat-tip grafita ta' kwalità għolja mhux biss jista' jtejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi tal-ikkastjar, itejjeb l-istruttura metallografika, iżda wkoll itejjeb il-prestazzjoni tal-ipproċessar tal-ikkastjar. Għalhekk, meta jiġu prodotti prodotti ewlenin bħal blokki taċ-ċilindri u rjus taċ-ċilindri fil-proċess tat-tidwib tal-forn tal-induzzjoni, huwa rakkomandat li jintużaw rikarburizzaturi tat-tip grafita ta' kwalità għolja.
Ħin tal-posta: 08 ta' Novembru 2022