01. Hur man klassificerar förgasare
Förgasare kan grovt delas in i fyra typer efter deras råmaterial.
1. Konstgjord grafit
Huvudråvaran för tillverkning av konstgjord grafit är pulveriserad högkvalitativ bränd petroleumkoks, i vilken asfalt tillsätts som bindemedel och en liten mängd andra hjälpmaterial tillsätts. Efter att de olika råvarorna har blandats samman pressas de och formas och behandlas sedan i en icke-oxiderande atmosfär vid 2500-3000 ° C för att göra dem grafitiserade. Efter högtemperaturbehandling minskar innehållet av aska, svavel och gas kraftigt.
På grund av det höga priset på konstgjorda grafitprodukter är de flesta av de konstgjorda grafitåterförberedare som vanligtvis används i gjuterier återvunna material som chips, avfallselektroder och grafitblock vid tillverkning av grafitelektroder för att minska produktionskostnaderna.
Vid smältning av segjärn, för att göra den metallurgiska kvaliteten på gjutjärnet hög, bör konstgjord grafit vara förstahandsvalet för förgasaren.
2. Petroleumkoks
Petroleumkoks är en mycket använd förgasare.
Petroleumkoks är en biprodukt som erhålls genom raffinering av råolja. Rester och petroleumbeck erhållna genom destillation under normalt tryck eller under reducerat tryck av råolja kan användas som råmaterial för tillverkning av petroleumkoks, och sedan kan grön petroleumkoks erhållas efter koksning. Produktionen av grön petroleumkoks är ungefär mindre än 5 % av den använda mängden råolja. Den årliga produktionen av rå petroleumkoks i USA är cirka 30 miljoner ton. Föroreningshalten i grön petroleumkoks är hög, så den kan inte användas direkt som en omförgasare och måste brännas först.
Rå petroleumkoks finns i svampliknande, nålliknande, granulära och flytande former.
Sponge petroleum coke framställs genom fördröjd koksmetod. På grund av sitt höga svavel- och metallinnehåll används det vanligtvis som bränsle vid förbränning, och kan även användas som råvara för brännad petroleumkoks. Den brända svampkoksen används huvudsakligen inom aluminiumindustrin och som återförgasare.
Nål petroleumkoks framställs med fördröjd koksmetod med råvaror med hög halt av aromatiska kolväten och låg halt av föroreningar. Denna koks har en lätt sprucken nålliknande struktur, ibland kallad grafitkoks, och används främst för att tillverka grafitelektroder efter kalcinering.
Granulär petroleumkoks är i form av hårda granulat och tillverkas av råvaror med hög halt av svavel och asfalten genom fördröjd koksmetod och används främst som bränsle.
Fluidiserad petroleumkoks erhålls genom kontinuerlig koksning i en fluidiserad bädd.
Kalcineringen av petroleumkoks är att avlägsna svavel, fukt och flyktiga ämnen. Kalcinering av grön petroleumkoks vid 1200-1350°C kan göra det till väsentligen rent kol.
Den största användaren av bränd petroleumkoks är aluminiumindustrin, varav 70 % används för att tillverka anoder som reducerar bauxit. Ungefär 6 % av den brända petroleumkoksen som produceras i USA används för förgasare av gjutjärn.
3. Naturlig grafit
Naturlig grafit kan delas in i två typer: flinggrafit och mikrokristallin grafit.
Mikrokristallin grafit har ett högt askinnehåll och används i allmänhet inte som omförgasare för gjutjärn.
Det finns många varianter av flinggrafit: flinggrafit med hög kolhalt måste extraheras med kemiska metoder eller värmas upp till hög temperatur för att sönderdela och förånga oxiderna i den. Askinnehållet i grafit är högt, så det är inte lämpligt att användas som omförgasare; medium kol grafit används huvudsakligen som en omförgasare, men mängden är inte mycket.
4. Koks och antracit
I processen för ståltillverkning av ljusbågsugnar kan koks eller antracit tillsättas som en förgasare vid laddning. På grund av dess höga aska och flyktiga innehåll, används induktionsugnssmältning gjutjärn sällan som en efterförgasare.
Med den kontinuerliga förbättringen av miljöskyddskraven ägnas mer och mer uppmärksamhet åt resursförbrukning, och priserna på tackjärn och koks fortsätter att stiga, vilket resulterar i en ökning av kostnaden för gjutgods. Fler och fler gjuterier börjar använda elektriska ugnar för att ersätta traditionell kupolsmältning. I början av 2011 antog vår fabriks verkstad för små och medelstora delar också smältprocessen för elektrisk ugn för att ersätta den traditionella kupolsmältningsprocessen. Användningen av en stor mängd stålskrot vid smältning av elektrisk ugn kan inte bara sänka kostnaderna, utan också förbättra de mekaniska egenskaperna hos gjutgods, men typen av förkolningsapparat som används och uppkolningsprocessen spelar en nyckelroll.
02. Hur man använder förgasare vid induktionsugnssmältning
1 Huvudtyperna av förgasare
Det finns många material som används som gjutjärnsåterförare, vanligen använda är konstgjord grafit, bränd petroleumkoks, naturlig grafit, koks, antracit och blandningar gjorda av sådana material.
(1) Konstgjord grafit Bland de olika omförgasare som nämns ovan är konstgjord grafit den bästa kvaliteten. Huvudråvaran för tillverkning av konstgjord grafit är pulveriserad högkvalitativ bränd petroleumkoks, i vilken asfalt tillsätts som bindemedel och en liten mängd andra hjälpmaterial tillsätts. Efter att de olika råvarorna har blandats samman pressas de och formas och behandlas sedan i en icke-oxiderande atmosfär vid 2500-3000 °C för att göra dem grafitiserade. Efter högtemperaturbehandling minskar innehållet av aska, svavel och gas kraftigt. Om det inte finns någon petroleumkoks som bränns vid hög temperatur eller med otillräcklig kalcineringstemperatur, kommer kvaliteten på förgasaren att påverkas allvarligt. Därför beror kvaliteten på förgasaren främst på graden av grafitisering. En bra omförgasare innehåller grafitiskt kol (massfraktion) Vid 95 % till 98 % är svavelhalten 0,02 % till 0,05 %, och kvävehalten är (100 till 200) × 10-6.
(2) Petroleumkoks är en allmänt använd förgasare. Petroleumkoks är en biprodukt som erhålls från raffinering av råolja. Rester och petroleumbeck erhållna från vanlig tryckdestillation eller vakuumdestillation av råolja kan användas som råmaterial för tillverkning av petroleumkoks. Efter koksning kan rå petroleumkoks erhållas. Innehållet är högt och kan inte användas direkt som omförgasare, och måste brännas först.
(3) Naturlig grafit kan delas in i två typer: flinggrafit och mikrokristallin grafit. Mikrokristallin grafit har ett högt askinnehåll och används i allmänhet inte som omförgasare för gjutjärn. Det finns många varianter av flinggrafit: flinggrafit med hög kolhalt måste extraheras med kemiska metoder eller värmas upp till hög temperatur för att sönderdela och förånga oxiderna i den. Askhalten i grafit är hög och bör inte användas som omförgasare. Medelstort kolgrafit används främst som omförgasare, men mängden är inte mycket.
(4) Koks och antracit I processen med induktionsugnssmältning kan koks eller antracit tillsättas som en förgasare vid laddning. På grund av dess höga aska och flyktiga innehåll, används induktionsugnssmältning gjutjärn sällan som en efterförgasare. , Priset på denna förgasare är lågt, och den tillhör den lågvärdiga förgasaren.
2. Principen för uppkolning av smält järn
I smältningsprocessen av syntetiskt gjutjärn, på grund av den stora mängden skrot som tillsätts och det låga C-innehållet i det smälta järnet, måste en förgasare användas för att öka kolet. Kolet som finns i form av grundämne i förgasaren har en smälttemperatur på 3727°C och kan inte smältas vid det smälta järnets temperatur. Därför löses kolet i omförgasaren huvudsakligen i det smälta järnet på två sätt för upplösning och diffusion. När innehållet av grafitförgasare i smält järn är 2,1 % kan grafit lösas direkt i smält järn. Det direkta lösningsfenomenet med icke-grafitförkolning existerar i princip inte, men med tiden diffunderar kolet gradvis och löser sig i det smälta järnet. För återuppkolning av gjutjärn som smälts med induktionsugn är omförkolningshastigheten för återförkolning av kristallin grafit betydligt högre än för omförkolningsapparater utan grafit.
Experiment visar att upplösningen av kol i smält järn styrs av kolmassöverföringen i vätskegränsskiktet på ytan av de fasta partiklarna. Genom att jämföra resultaten erhållna med koks- och kolpartiklar med resultaten erhållna med grafit, har det visat sig att diffusions- och upplösningshastigheten för grafitåterförgasare i smält järn är betydligt snabbare än för koks- och kolpartiklar. De delvis upplösta koks- och kolpartikelproverna observerades med elektronmikroskop, och det visade sig att ett tunt klibbigt askskikt bildades på provernas yta, vilket var huvudfaktorn som påverkade deras diffusions- och upplösningsförmåga i smält järn.
3. Faktorer som påverkar effekten av kolökning
(1) Inverkan av partikelstorleken hos förgasaren. Absorptionshastigheten för förgasaren beror på den kombinerade effekten av upplösnings- och diffusionshastigheten för förgasaren och graden av oxidationsförlust. I allmänhet är partiklarna i omförgasaren små, upplösningshastigheten är snabb och förlusthastigheten är stor; förgasarpartiklarna är stora, upplösningshastigheten är långsam och förlusthastigheten är liten. Valet av partikelstorlek för förgasaren är relaterat till ugnens diameter och kapacitet. I allmänhet, när ugnens diameter och kapacitet är stor, bör partikelstorleken hos förgasaren vara större; tvärtom bör partikelstorleken på förgasaren vara mindre.
(2) Påverkan av mängden tillsatt förkolningsämne Under förhållanden med en viss temperatur och samma kemiska sammansättning är den mättade koncentrationen av kol i det smälta järnet säker. Under en viss mättnadsgrad gäller att ju mer omförgasare som tillsätts, desto längre tid som krävs för upplösning och diffusion, desto större blir motsvarande förlust och desto lägre blir absorptionshastigheten.
(3) Temperaturens inverkan på förgasarens absorptionshastighet I princip gäller att ju högre temperatur det smälta järnet är, desto mer gynnsamt för omförgasarens absorption och upplösning. Tvärtom är förgasaren svår att lösa upp och förgasarens absorptionshastighet minskar. Men när temperaturen på det smälta järnet är för hög, även om förgasaren är mer sannolikt att vara helt upplöst, kommer förbränningsförlusthastigheten för kol att öka, vilket så småningom kommer att leda till en minskning av kolhalten och en minskning av den totala absorptionshastighet för förgasaren. Generellt, när den smälta järntemperaturen är mellan 1460 och 1550 °C, är absorptionseffektiviteten för förgasaren bäst.
(4) Inverkan av omrörning av smält järn på absorptionshastigheten för förgasare Omrörning är fördelaktigt för upplösningen och diffusionen av kol och undviker att förgasaren flyter på ytan av smält järn och bränns. Innan förgasaren är helt upplöst är omrörningstiden lång och absorptionshastigheten hög. Omrörning kan också minska hålltiden för karboniseringen, förkorta produktionscykeln och undvika förbränning av legeringselement i det smälta järnet. Men om omrörningstiden är för lång har den inte bara stor inverkan på ugnens livslängd, utan förvärrar också förlusten av kol i det smälta järnet efter att förkolningsanordningen har lösts upp. Därför bör lämplig omrörningstid för smält järn vara lämplig för att säkerställa att förgasaren är helt upplöst.
(5) Inverkan av den kemiska sammansättningen av smält järn på absorptionshastigheten för förgasaren När den initiala kolhalten i det smälta järnet är hög, under en viss löslighetsgräns, är absorptionshastigheten för förgasaren långsam, absorptionsmängden är liten , och förbränningsförlusten är relativt stor. Förgasarens absorptionshastighet är låg. Det motsatta är sant när den initiala kolhalten i det smälta järnet är låg. Dessutom hindrar kisel och svavel i smält järn absorptionen av kol och minskar absorptionshastigheten för omförgasare; medan mangan hjälper till att absorbera kol och förbättrar absorptionshastigheten för omförgasare. Sett till graden av påverkan är kisel störst, följt av mangan, och kol och svavel har mindre inflytande. Därför bör mangan först tillsättas i själva produktionsprocessen, sedan kol och sedan kisel.
4. Effekten av olika omförgasare på egenskaperna hos gjutjärn
(1) Testförhållanden Två 5t mellanfrekvens kärnlösa induktionsugnar användes för smältning, med en maximal effekt på 3000 kW och en frekvens på 500 Hz. Enligt verkstadens dagliga doseringslista (50 % returmaterial, 20 % tackjärn, 30 % skrot), använd en kalcinerad förgasare med låg kvävehalt och en förgasare av grafittyp för att smälta en ugn av smält järn respektive, enligt processkrav Efter justering av den kemiska sammansättningen, gjuta respektive cylinderhuvudlagerlock.
Produktionsprocess: Omförgasaren tillsätts till den elektriska ugnen i omgångar under matningsprocessen för smältning, 0,4 % primärt ympmedel (kiselbariumympmedel) tillsätts i tappningsprocessen och 0,1 % sekundärflödesymmpmedel (kiselbariumympmedel). Använd stylinglinjen DISA2013.
(2) Mekaniska egenskaper För att verifiera effekten av två olika omförgasare på egenskaperna hos gjutjärn och för att undvika påverkan av sammansättningen av smält järn på resultaten, justerades den smälta järnsammansättningen som smälts av olika omförgasare till att vara i princip densamma . För att mer fullständigt verifiera resultaten, i testprocessen, utöver två uppsättningar Ø30 mm teststänger hälldes i de två ugnarna av smält järn, valdes även 12 stycken gjutgods gjutna i varje smält järn slumpmässigt ut för Brinell-hårdhetstestning (6 stycken/låda, testar två lådor).
I fallet med nästan samma sammansättning är hållfastheten hos de teststänger som framställs med hjälp av förkolningsanordningen av grafittyp betydligt högre än den hos de teststänger som gjuts med hjälp av den kalcinerade förgasaren, och bearbetningsprestandan för de gjutgods som produceras av den grafit-typ förgasaren är uppenbarligen bättre än den som produceras med hjälp av grafit-typ efterförgasaren. Gjutgods producerade av kalcinerade omförgasare (när hårdheten hos gjutgodset är för hög, kommer kanten på gjutgodset att uppträda som ett hoppknivfenomen under bearbetning).
(3) Grafitformerna för proverna som använder efterförgasaren av grafittyp är alla grafit av A-typ, och antalet grafit är större och storleken är mindre.
Följande slutsatser dras från ovanstående testresultat: en högkvalitativ förgasare av grafittyp kan inte bara förbättra de mekaniska egenskaperna hos gjutgods, förbättra den metallografiska strukturen, utan också förbättra bearbetningsprestandan hos gjutgods.
03. Epilog
(1) Faktorerna som påverkar absorptionshastigheten för förkolningsanordningen är partikelstorleken hos förgasaren, mängden tillsatt förkolnad, omförkolningstemperaturen, omrörningstiden för det smälta järnet och den kemiska sammansättningen av det smälta järnet.
(2) Högkvalitativ grafittyp återförgasare kan inte bara förbättra de mekaniska egenskaperna hos gjutgods, förbättra den metallografiska strukturen, utan också förbättra bearbetningsprestandan hos gjutgods. Därför, när man tillverkar nyckelprodukter som cylinderblock och cylinderhuvuden i induktionsugnssmältningsprocessen, rekommenderas det att använda högkvalitativa förkolare av grafittyp.
Posttid: 2022-nov-08