نقاط المعالجة الرئيسية لاستخدام عوامل كربنة فحم الكوك البترولي الجرافيت في أنواع الأفران المختلفة

تعد عوامل كربنة فحم الكوك البترولي من الجرافيت-مضافات كربونية عالية النقاء محضرة من فحم الكوك البترولي من خلال المعالجة بالجرافيت بدرجة حرارة عالية-(أعلى من 2800 درجة ). يتم استخدامها على نطاق واسع في صناعات صهر وصب الفولاذ. بالمقارنة مع عوامل الكربنة العادية، تتمتع عوامل كربنة فحم الكوك البترولي الجرافيت بمزايا كبيرة مثل محتوى الكربون الثابت العالي (98٪ -99.5٪)، ومحتوى الكبريت المنخفض للغاية (<0.05%), low nitrogen content, low ash content, and high absorption rate, making them a key auxiliary material for the production of high-end steel products and castings.

في التطبيقات العملية، أنواع الأفران المختلفة لها متطلبات عملية مختلفة لاستخدام عوامل كربنة فحم الكوك البترولي الجرافيت بسبب الاختلافات في مبادئ الصهر، وبيئات الصهر، ومسارات العملية. يعد إتقان نقاط المعالجة الرئيسية لأنواع الأفران المختلفة بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية لضمان تأثيرات الكربنة، وتقليل تكاليف الإنتاج، وتحسين جودة المنتج.

تعد صناعة الفولاذ بفرن القوس الكهربائي حاليًا أحد سيناريوهات التطبيق المهمة لعوامل كربنة فحم الكوك البترولي الجرافيت، وهي مناسبة بشكل أساسي لإنتاج الفولاذ الخاص، وسبائك الفولاذ، والأجزاء الفولاذية المصبوبة عالية الجودة.

1. توقيت وتسلسل الإضافة

عادةً ما يتم استخدام الكربنة في فرن القوس الكهربائي في-كربنة الحمل أثناء عملية النقر. قبل النقر، يتم تحضير عامل الكربنة الموزون وفقًا لمتطلبات بطاقة العملية. أثناء التنقيب، بعد تدفق ما يقرب من 20 طنًا من الفولاذ المنصهر، تبدأ عملية صناعة سبائك الحمل والخبث في-. تتم إضافة مزيل الأكسدة، وعامل الكربنة، ومواد السبائك، ومواد تشكيل الخبث- بالتتابع، لاستكمال جميع الإضافات قبل أن يصل حجم التنصت إلى 80 طنًا. يتم حساب إنتاجية عامل الكربنة بنسبة 100%، ويتم تعديل الكمية المضافة وفقًا لمتطلبات محتوى الكربون في المغرفة لدرجات الفولاذ المختلفة.

2. متطلبات التحكم في درجة الحرارة

درجة حرارة التنصت لفرن القوس الكهربائي عادة ما تكون بين 1610 درجة و 1700 درجة. بالنسبة لدرجات الفولاذ التي تحتوي على كمية كبيرة من السبائك المضافة، يمكن زيادة درجة حرارة التنصت بشكل مناسب بحوالي 20 درجة. قبل إضافة الكربون، من المهم إزالة أي خبث عائم من الفرن تمامًا لمنعه من التأثير على ذوبان الكربون وامتصاصه.

3. نوع الفرن ومطابقة العملية

يجب أن تختار أفران القوس الكهربائي بمرونة نوع رافع الكربون بناءً على متطلبات صناعة الفولاذ: خلال مراحل الشحن والصهر، يمكن استخدام فحم الكوك المكلس لتقليل تكاليف المواد الخام؛ ومع ذلك، عند الدخول في مرحلة التكرير أو عند الحاجة إلى جودة أعلى من الفولاذ، يجب استخدام فحم الكوك البترولي الجرافيتي لتلبية متطلبات انخفاض الكبريت، وانخفاض النيتروجين، ومعدلات الامتصاص العالية.

تُستخدم أفران الحث ذات التردد المتوسط ​​بشكل رئيسي في إنتاج المسبوكات وهي المعدات الرئيسية لإنتاج الحديد الزهر، وحديد الدكتايل، وأجزاء الفولاذ المصبوب. يتم استخدام معززات كربون فحم الكوك البترولي من الجرافيت على نطاق واسع في الأفران ذات التردد المتوسط-.

1. طريقة الإضافة

أثناء الصهر في فرن الحث-المتوسط، يجب إضافة رافع الكربون إلى الجزء الأوسط السفلي من الفرن مع شحن الفرن وفقًا للنسبة المحددة أو متطلبات مكافئ الكربون، لتحقيق معدل استرداد يزيد عن 95%. 1. **نسبة عالية-عملية كربنة خردة الفولاذ:** إذا تم استخدام عملية كربنة خردة الفولاذ بنسبة عالية-، فمن المستحسن إضافة عامل الكربنة إلى الفرن دفعات، ووضعها بين طبقات الفولاذ الخردة لتحسين تجانس الامتصاص.

2. اختيار حجم الجسيمات:

كلما كان قطر الفرن وقدرته أكبر، يجب أن يكون حجم جسيمات عامل الكربنة أكبر؛ على العكس من ذلك، كلما كان القطر والسعة أصغر، كلما كان حجم الجسيمات أصغر. على وجه التحديد: حجم الجسيمات 0.5-2.5 مم مناسب للأفران الكهربائية التي يقل وزنها عن 1 طن؛ حجم الجسيمات 2.5-5 مم مناسب للأفران الكهربائية بوزن 1-3 طن؛ وحجم الجسيمات 5.0-20 مم مناسب للأفران الكهربائية من 3 إلى 10 أطنان. علاوة على ذلك، من بين نفس النوع من عوامل الكربنة، تؤدي أحجام الجسيمات الدقيقة إلى امتصاص أسرع وتأثيرات امتصاص أفضل.

3. التحكم في درجة الحرارة والتحريك:

نافذة الذوبان والامتصاص المثالية للكربنة هي 1450-1500 درجة. يعد تحريك الحديد المنصهر مفيدًا في إذابة الكربون وانتشاره. يُنصح بالتأكد من الذوبان الكامل لعامل الكربنة. ومع ذلك، فإن وقت التحريك المفرط سيؤدي إلى تفاقم فقدان الكربون ويؤثر على عمر بطانة الفرن.

4. تأثير التركيب الكيميائي

يعيق السيليكون والكبريت الموجود في الحديد المنصهر امتصاص الكربون، مما يقلل من معدل امتصاص مادة الكربون المضافة؛ بينما يساعد المنغنيز على امتصاص الكربون. في الإنتاج الفعلي، عادةً ما يكون تسلسل الشحن هو "إضافة المنغنيز أولاً، ثم الكربون، وأخيراً السيليكون".

1. تطبيق حقن الفرن العالي

يمكن استخدام فحم الكوك البترولي كوقود للحقن في الأفران العالية، ليحل محل بعض الفحم المسحوق. يؤدي ذلك إلى تحسين النفاذية والكفاءة الحرارية للفرن العالي ويعزز تفاعل الاختزال لخام الحديد. تتأثر قدرة الفرن العالي على تحمل درجات الحرارة العالية بشكل كبير بجودة المواد الخام والوقود. يمكن أن يؤدي الجمع بين حقن فحم الكوك البترولي وتقنيات مثل التخصيب العالي للأكسجين إلى زيادة تأثير توفير الطاقة- الناتج عن استبدال فحم الكوك بالفحم عند درجات حرارة الانفجار العالية.

2. إضافة الكربون في مرحلة صناعة الحديد

يمكن أن تؤدي إضافة فحم الكوك البترولي الجرافيت أثناء عملية صناعة الحديد إلى زيادة محتوى الكربون في الحديد المنصهر بشكل فعال، مما يوفر أساسًا تركيبيًا لصناعة الصلب المحولات اللاحقة. المتطلبات الأساسية لعوامل إعادة الكربنة المستخدمة في الأفران العالية هي محتوى الكربون الثابت العالي، ومحتوى الشوائب المنخفض، وحجم الجسيمات المعتدل لضمان كفاءة التفاعل الجيدة واستقرار الفرن.

تنتج صناعة الصلب المحول بشكل رئيسي فولاذًا متوسطًا وعالي الكربون، وعادةً ما تتم عملية إعادة الكربنة أثناء عملية التنصت.

1. المتطلبات الفنية

عند صهر الفولاذ متوسط ​​وعالي الكربون في المحولات، يتم استخدام فحم الكوك البترولي الجرافيت ذو المحتوى المنخفض من الشوائب كعامل إعادة كربنة. المتطلبات المحددة لعوامل إعادة الكربنة المستخدمة في صناعة الفولاذ بالمحولات العلوية- هي: الكربون الثابت أكبر من أو يساوي 96%، المادة المتطايرة أقل من أو يساوي 1.0%، الكبريت أقل من أو يساوي 0.5%، الرطوبة أقل من أو يساوي 0.5%، وحجم الجسيمات بين 1 و5 مم. يتم حرق الجزيئات الدقيقة جدًا بسهولة، بينما تطفو الجزيئات الخشنة جدًا على سطح الفولاذ المنصهر ولا يتم امتصاصها بسهولة.

2. طريقة الإضافة والتوقيت

تتم إعادة الكربنة للمحول بشكل أساسي أثناء عملية التنصت. يُفضل-فحم الكوك البترولي المكلس منخفض الكبريت أو فحم الكوك البترولي الجرافيتي، الذي يتطلب ذوبانًا سريعًا، وغير-عائمًا، وبدون دخان. إن إضافة عامل كربنة أثناء عملية نقر شبه الفولاذ-لا يوفر عملية كربنة ممتازة فحسب، بل ليس له أي تأثير تقريبًا على إيقاع إنتاج صناعة الصلب بشكل عام.

3. إدارة محتوى الأكسجين

أثناء عملية استخلاص الفاناديوم في المحول، يتم نفخ كمية كبيرة من الأكسجين في الحديد المصهور، مما يؤدي إلى ارتفاع محتوى الأكسجين في شبه الفولاذ-، مما يجعل الفولاذ المصهور عرضة للاضطراب بعد النقر. لذلك، يجب مراقبة حالة إزالة الأكسدة للفولاذ المنصهر قبل الكربنة في المحول، ويجب استخدام مزيل الأكسدة إذا لزم الأمر لضمان معدل امتصاص عامل الكربنة.

1. درجة الفولاذ تحدد درجة الكربنة

بالنسبة للفولاذ الكربوني الشائع، وحديد التسليح، ودرجات الفولاذ التقليدية الأخرى، يمكن استخدام مكربنة فحم الكوك المكلس (96%-98.5% كربون ثابت، 0.3%-0.7% كبريت)؛ بالنسبة للفولاذ الكربوني عالي الجودة-، والفولاذ-السبائكي المنخفض، والفولاذ عالي القوة-، يوصى بفحم الكوك المكلس منخفض الكبريت (98%–99% من الكربون الثابت، أقل من أو يساوي 0.3% كبريت)؛ بالنسبة للصلب عالي الكربون-، والفولاذ المحمل، والفولاذ الزنبركي، وسبائك الفولاذ الهيكلي، وغيرها من درجات الفولاذ عالية الجودة، يجب استخدام كربنة فحم الكوك البترولي الجرافيتي (98.5%-99.5% كربون ثابت، أقل من أو يساوي 0.05% كبريت).

2. حجم الجسيمات يطابق سعة الفرن

يعد قطر الفرن وقدرته من المعايير الأساسية لاختيار حجم جسيمات الكربنة. تستخدم الأفران الكهربائية ذات السعة- الصغيرة الجسيمات الدقيقة لتسريع الذوبان والامتصاص، بينما تستخدم الأفران الكهربائية ذات السعة الكبيرة- الجسيمات الخشنة لتقليل فقد الأكسدة.

3. القدرة على التكيف مع العملية

تسمح صناعة الفولاذ بفرن القوس الكهربائي بالتبديل المرن لأنواع إعادة الكربنة في مراحل مختلفة؛ يتطلب صب الفرن ذو التردد المتوسط ​​اختيار الدرجة المناسبة من الجرافيت على أساس درجة مادة الصب؛ تؤكد إعادة الكربنة في المحول على معدل الذوبان وحجم الجسيمات المناسب؛ يركز حقن الفرن العالي على تأثير استبدال الوقود واستقرار الفرن.

مع تحرك صناعة الصلب نحو التطوير الأخضر والعالي الجودة-، يستمر الطلب على أجهزة إعادة الكربنة عالية الجودة من الجرافيت لفحم الكوك النفطي-في النمو. تختلف أنواع الأفران المختلفة في التركيز على متطلبات عملية إعادة الكربنة. في التطبيقات العملية، يجب على شركات الإنتاج أن تختار بشكل علمي نوع جهاز إعادة الكربنة ومعلمات العملية بناءً على خصائص الفرن ومتطلبات درجة الفولاذ وميزانية التكلفة، وتحسين تسلسل الشحن والتحكم في درجة الحرارة لتحقيق خفض التكلفة وتحسين الكفاءة مع ضمان جودة المنتج. في المستقبل، ستصبح منتجات إعادة الكربنة المتخصصة ذات النقاء العالي والشوائب الأقل والملاءمة الأفضل للصهر الذكي هي الاتجاه السائد في الصناعة.