कास्टिंग उत्पादन में कार्बन रेज़र का अनुप्रयोग

I. रीकार्ब्युराइज़र को कैसे वर्गीकृत करें

कार्ब्युराइज़र को उनके कच्चे माल के अनुसार मोटे तौर पर चार प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

1. कृत्रिम ग्रेफाइट

कृत्रिम ग्रेफाइट के निर्माण के लिए मुख्य कच्चा माल उच्च गुणवत्ता वाले कैलक्लाइंड पेट्रोलियम कोक का पाउडर है, जिसमें डामर को बाइंडर के रूप में जोड़ा जाता है, और थोड़ी मात्रा में अन्य सहायक सामग्री भी डाली जाती है। विभिन्न कच्चे माल को एक साथ मिलाने के बाद, उन्हें दबाया जाता है और बनाया जाता है, और फिर उन्हें ग्रेफाइटाइज़ करने के लिए 2500-3000 डिग्री सेल्सियस पर गैर-ऑक्सीकरण वाले वातावरण में इलाज किया जाता है। उच्च तापमान उपचार के बाद, राख, सल्फर और गैस की मात्रा काफी कम हो जाती है।

कृत्रिम ग्रेफाइट उत्पादों की उच्च कीमत के कारण, आमतौर पर फाउंड्री में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश कृत्रिम ग्रेफाइट रीकार्ब्युराइज़र उत्पादन लागत को कम करने के लिए ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड का निर्माण करते समय चिप्स, अपशिष्ट इलेक्ट्रोड और ग्रेफाइट ब्लॉक जैसी पुनर्नवीनीकरण सामग्री होते हैं।

लचीले लोहे को गलाते समय, कच्चे लोहे की धातुकर्म गुणवत्ता को उच्च बनाने के लिए, रीकार्बराइज़र के लिए कृत्रिम ग्रेफाइट पहली पसंद होनी चाहिए।

2. पेट्रोलियम कोक

पेट्रोलियम कोक एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला रीकार्बराइज़र है।

पेट्रोलियम कोक कच्चे तेल को परिष्कृत करके प्राप्त एक उप-उत्पाद है। सामान्य दबाव में या कच्चे तेल के कम दबाव में आसवन द्वारा प्राप्त अवशेषों और पेट्रोलियम पिचों का उपयोग पेट्रोलियम कोक के निर्माण के लिए कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है, और फिर कोकिंग के बाद हरा पेट्रोलियम कोक प्राप्त किया जा सकता है। हरित पेट्रोलियम कोक का उत्पादन उपयोग किए गए कच्चे तेल की मात्रा का लगभग 5% से भी कम है। संयुक्त राज्य अमेरिका में कच्चे पेट्रोलियम कोक का वार्षिक उत्पादन लगभग 30 मिलियन टन है। हरे पेट्रोलियम कोक में अशुद्धता की मात्रा अधिक होती है, इसलिए इसे सीधे रीकार्बराइज़र के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है, और इसे पहले कैल्सीन किया जाना चाहिए।

कच्चा पेट्रोलियम कोक स्पंज जैसा, सुई जैसा, दानेदार और तरल रूप में उपलब्ध है।

स्पंज पेट्रोलियम कोक विलंबित कोकिंग विधि द्वारा तैयार किया जाता है। इसकी उच्च सल्फर और धातु सामग्री के कारण, इसे आमतौर पर कैल्सीनेशन के दौरान ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, और इसे कैल्सीनेटेड पेट्रोलियम कोक के लिए कच्चे माल के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है। कैलक्लाइंड स्पंज कोक का उपयोग मुख्य रूप से एल्यूमीनियम उद्योग में और रीकार्बराइज़र के रूप में किया जाता है।

सुई पेट्रोलियम कोक सुगंधित हाइड्रोकार्बन की उच्च सामग्री और अशुद्धियों की कम सामग्री वाले कच्चे माल के साथ विलंबित कोकिंग विधि द्वारा तैयार किया जाता है। इस कोक में आसानी से टूटने वाली सुई जैसी संरचना होती है, जिसे कभी-कभी ग्रेफाइट कोक भी कहा जाता है, और इसका उपयोग मुख्य रूप से कैल्सीनेशन के बाद ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड बनाने के लिए किया जाता है।

दानेदार पेट्रोलियम कोक कठोर कणिकाओं के रूप में होता है और विलंबित कोकिंग विधि द्वारा सल्फर और डामर की उच्च सामग्री वाले कच्चे माल से बनाया जाता है, और मुख्य रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

द्रवीकृत पेट्रोलियम कोक द्रवीकृत बिस्तर में निरंतर कोकिंग द्वारा प्राप्त किया जाता है।

पेट्रोलियम कोक का कैल्सीनेशन सल्फर, नमी और वाष्पशील पदार्थों को हटाने के लिए होता है। 1200-1350 डिग्री सेल्सियस पर हरे पेट्रोलियम कोक का कैल्सीनेशन इसे काफी हद तक शुद्ध कार्बन बना सकता है।

कैलक्लाइंड पेट्रोलियम कोक का सबसे बड़ा उपयोगकर्ता एल्यूमीनियम उद्योग है, जिसका 70% उपयोग एनोड बनाने के लिए किया जाता है जो बॉक्साइट को कम करता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में उत्पादित कैलक्लाइंड पेट्रोलियम कोक का लगभग 6% कच्चा लोहा रीकार्बराइज़र के लिए उपयोग किया जाता है।

3. प्राकृतिक ग्रेफाइट

प्राकृतिक ग्रेफाइट को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: फ्लेक ग्रेफाइट और माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेफाइट।

माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेफाइट में राख की मात्रा अधिक होती है और आमतौर पर इसे कच्चे लोहे के लिए रीकार्बराइज़र के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है।

फ्लेक ग्रेफाइट की कई किस्में हैं: उच्च कार्बन फ्लेक ग्रेफाइट को रासायनिक तरीकों से निकालने की आवश्यकता होती है, या इसमें मौजूद ऑक्साइड को विघटित और अस्थिर करने के लिए उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। ग्रेफाइट में राख की मात्रा अधिक होती है, इसलिए यह रीकार्बराइज़र के रूप में उपयोग करने के लिए उपयुक्त नहीं है; मध्यम कार्बन ग्रेफाइट का उपयोग मुख्य रूप से रीकार्बराइज़र के रूप में किया जाता है, लेकिन इसकी मात्रा अधिक नहीं होती है।

 

4. कार्बन कोक और एन्थ्रेसाइट

इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस स्टीलमेकिंग की प्रक्रिया में, चार्ज करते समय कोक या एन्थ्रेसाइट को रीकार्बराइज़र के रूप में जोड़ा जा सकता है। इसकी उच्च राख और अस्थिर सामग्री के कारण, प्रेरण भट्ठी गलाने वाले कच्चे लोहे का उपयोग शायद ही कभी रीकार्बराइज़र के रूप में किया जाता है।

पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं में निरंतर सुधार के साथ, संसाधन खपत पर अधिक ध्यान दिया जा रहा है, और पिग आयरन और कोक की कीमतें बढ़ती जा रही हैं, जिसके परिणामस्वरूप कास्टिंग की लागत में वृद्धि हुई है। अधिक से अधिक फाउंड्री पारंपरिक कपोला पिघलने के स्थान पर विद्युत भट्टियों का उपयोग करने लगी हैं। 2011 की शुरुआत में, हमारे कारखाने की छोटी और मध्यम भागों की कार्यशाला ने पारंपरिक कपोला पिघलने की प्रक्रिया को बदलने के लिए इलेक्ट्रिक भट्टी पिघलने की प्रक्रिया को भी अपनाया। इलेक्ट्रिक भट्ठी गलाने में बड़ी मात्रा में स्क्रैप स्टील का उपयोग न केवल लागत को कम कर सकता है, बल्कि कास्टिंग के यांत्रिक गुणों में भी सुधार कर सकता है, लेकिन उपयोग किए जाने वाले रीकार्बराइज़र का प्रकार और कार्बराइजिंग प्रक्रिया एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

II.आर का उपयोग कैसे करेंecarburizप्रेरण भट्ठी गलाने में एर

1. पुनर्कार्बराइज़र के मुख्य प्रकार

कच्चा लोहा पुनर्कार्बराइज़र के रूप में कई सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, आमतौर पर कृत्रिम ग्रेफाइट, कैल्सीनयुक्त पेट्रोलियम कोक, प्राकृतिक ग्रेफाइट, कोक, एन्थ्रेसाइट और ऐसी सामग्रियों से बने मिश्रण का उपयोग किया जाता है।

(1) कृत्रिम ग्रेफाइट ऊपर उल्लिखित विभिन्न रीकार्बराइज़र में से, सबसे अच्छी गुणवत्ता कृत्रिम ग्रेफाइट है। कृत्रिम ग्रेफाइट के निर्माण के लिए मुख्य कच्चा माल उच्च गुणवत्ता वाले कैलक्लाइंड पेट्रोलियम कोक का पाउडर है, जिसमें डामर को बाइंडर के रूप में जोड़ा जाता है, और थोड़ी मात्रा में अन्य सहायक सामग्री भी डाली जाती है। विभिन्न कच्चे माल को एक साथ मिश्रित करने के बाद, उन्हें दबाया जाता है और बनाया जाता है, और फिर उन्हें ग्रेफाइटाइज़ करने के लिए 2500-3000 डिग्री सेल्सियस पर गैर-ऑक्सीकरण वातावरण में इलाज किया जाता है। उच्च तापमान उपचार के बाद, राख, सल्फर और गैस की मात्रा काफी कम हो जाती है। यदि उच्च तापमान पर या अपर्याप्त कैल्सीनेशन तापमान पर पेट्रोलियम कोक कैल्सीन नहीं किया गया है, तो रीकार्बराइज़र की गुणवत्ता गंभीर रूप से प्रभावित होगी। इसलिए, रीकार्बराइज़र की गुणवत्ता मुख्य रूप से ग्राफ़िटाइज़ेशन की डिग्री पर निर्भर करती है। एक अच्छे रीकार्बराइज़र में ग्रेफाइटिक कार्बन (द्रव्यमान अंश) 95% से 98% होता है, सल्फर सामग्री 0.02% से 0.05% होती है, और नाइट्रोजन सामग्री (100 से 200) × 10-6 होती है।

(2) पेट्रोलियम कोक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला रीकार्बराइज़र है। पेट्रोलियम कोक कच्चे तेल के शोधन से प्राप्त एक उप-उत्पाद है। कच्चे तेल के नियमित दबाव आसवन या वैक्यूम आसवन से प्राप्त अवशेषों और पेट्रोलियम पिचों का उपयोग पेट्रोलियम कोक के निर्माण के लिए कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है। कोकिंग के बाद कच्चा पेट्रोलियम कोक प्राप्त किया जा सकता है। सामग्री अधिक है और इसे सीधे रीकार्बराइज़र के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है, और इसे पहले कैलक्लाइंड किया जाना चाहिए।

 

(3) प्राकृतिक ग्रेफाइट को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: फ्लेक ग्रेफाइट और माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेफाइट। माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेफाइट में राख की मात्रा अधिक होती है और आमतौर पर इसे कच्चे लोहे के लिए रीकार्बराइज़र के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है। फ्लेक ग्रेफाइट की कई किस्में हैं: उच्च कार्बन फ्लेक ग्रेफाइट को रासायनिक तरीकों से निकालने की आवश्यकता होती है, या इसमें मौजूद ऑक्साइड को विघटित और अस्थिर करने के लिए उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। ग्रेफाइट में राख की मात्रा अधिक होती है और इसे रीकार्बराइज़र के रूप में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। मध्यम कार्बन ग्रेफाइट का उपयोग मुख्य रूप से रीकार्बराइज़र के रूप में किया जाता है, लेकिन इसकी मात्रा अधिक नहीं होती है।

(4) कार्बन कोक और एन्थ्रेसाइट इंडक्शन भट्टी गलाने की प्रक्रिया में, चार्ज करते समय कोक या एन्थ्रेसाइट को रीकार्बराइज़र के रूप में जोड़ा जा सकता है। इसकी उच्च राख और अस्थिर सामग्री के कारण, प्रेरण भट्ठी गलाने वाले कच्चे लोहे का उपयोग शायद ही कभी रीकार्बराइज़र के रूप में किया जाता है। , इस रीकार्बराइज़र की कीमत कम है, और यह निम्न-श्रेणी के रीकार्बराइज़र से संबंधित है।

 

2. पिघले हुए लोहे के कार्बराइजेशन का सिद्धांत

सिंथेटिक कच्चा लोहा गलाने की प्रक्रिया में, बड़ी मात्रा में स्क्रैप मिलाया जाता है और पिघले हुए लोहे में सी की मात्रा कम होने के कारण, कार्बन बढ़ाने के लिए कार्ब्युराइज़र का उपयोग किया जाना चाहिए। रीकार्बराइज़र में तत्व के रूप में मौजूद कार्बन का पिघलने का तापमान 3727°C होता है और इसे पिघले हुए लोहे के तापमान पर नहीं पिघलाया जा सकता है। इसलिए, रीकार्बराइज़र में कार्बन मुख्य रूप से पिघले हुए लोहे में विघटन और प्रसार के दो तरीकों से घुल जाता है। जब पिघले हुए लोहे में ग्रेफाइट रीकार्बराइजर की मात्रा 2.1% होती है, तो ग्रेफाइट को सीधे पिघले हुए लोहे में घोला जा सकता है। गैर-ग्रेफाइट कार्बोनाइजेशन की प्रत्यक्ष समाधान घटना मूल रूप से मौजूद नहीं है, लेकिन समय बीतने के साथ, कार्बन धीरे-धीरे फैलता है और पिघले हुए लोहे में घुल जाता है। इंडक्शन फर्नेस द्वारा गलाए गए कच्चे लोहे के पुनर्कार्बराइजेशन के लिए, क्रिस्टलीय ग्रेफाइट पुनर्कार्बराइजेशन की पुनर्कार्बराइजेशन दर गैर-ग्रेफाइट पुनर्कार्बराइजर्स की तुलना में काफी अधिक है।

प्रयोगों से पता चलता है कि पिघले हुए लोहे में कार्बन का विघटन ठोस कणों की सतह पर तरल सीमा परत में कार्बन द्रव्यमान स्थानांतरण द्वारा नियंत्रित होता है। कोक और कोयले के कणों से प्राप्त परिणामों की तुलना ग्रेफाइट से प्राप्त परिणामों से करने पर, यह पाया गया कि पिघले हुए लोहे में ग्रेफाइट रीकार्बराइजर्स की प्रसार और विघटन दर कोक और कोयला कणों की तुलना में काफी तेज है। आंशिक रूप से घुले हुए कोक और कोयला कण के नमूनों को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप द्वारा देखा गया, और यह पाया गया कि नमूनों की सतह पर एक पतली चिपचिपी राख की परत बन गई थी, जो पिघले हुए लोहे में उनके प्रसार और विघटन प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक था।

3. कार्बन वृद्धि के प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक

(1) रीकार्बराइज़र के कण आकार का प्रभाव रीकार्बराइज़र की अवशोषण दर रीकार्बराइज़र के विघटन और प्रसार दर और ऑक्सीकरण हानि की दर के संयुक्त प्रभाव पर निर्भर करती है। सामान्य तौर पर, रीकार्बराइज़र के कण छोटे होते हैं, विघटन की गति तेज़ होती है, और हानि की गति बड़ी होती है; कार्ब्युराइज़र कण बड़े होते हैं, विघटन की गति धीमी होती है, और हानि की गति छोटी होती है। रीकार्बराइज़र के कण आकार का चुनाव भट्ठी के व्यास और क्षमता से संबंधित है। सामान्य तौर पर, जब भट्टी का व्यास और क्षमता बड़ी होती है, तो रीकार्बराइज़र का कण आकार बड़ा होना चाहिए; इसके विपरीत, रीकार्बराइज़र का कण आकार छोटा होना चाहिए।

(2) जोड़े गए रीकार्बराइज़र की मात्रा का प्रभाव एक निश्चित तापमान और समान रासायनिक संरचना की स्थितियों के तहत, पिघले हुए लोहे में कार्बन की संतृप्त सांद्रता निश्चित होती है। संतृप्ति की एक निश्चित डिग्री के तहत, जितना अधिक पुनर्कार्बराइज़र जोड़ा जाता है, विघटन और प्रसार के लिए उतना ही अधिक समय लगता है, संबंधित नुकसान उतना ही अधिक होता है, और अवशोषण दर कम होती है।

(3) रीकार्बराइज़र की अवशोषण दर पर तापमान का प्रभाव सिद्धांत रूप में, पिघले हुए लोहे का तापमान जितना अधिक होगा, रीकार्बराइज़र के अवशोषण और विघटन के लिए उतना ही अधिक अनुकूल होगा। इसके विपरीत, रीकार्बराइज़र को घुलना मुश्किल होता है, और रीकार्बराइज़र अवशोषण दर कम हो जाती है। हालाँकि, जब पिघले हुए लोहे का तापमान बहुत अधिक होता है, हालांकि रीकार्बराइज़र के पूरी तरह से घुलने की संभावना अधिक होती है, तो कार्बन के जलने की हानि दर में वृद्धि होगी, जिससे अंततः कार्बन सामग्री में कमी आएगी और समग्र में कमी आएगी। पुनर्कार्बराइज़र की अवशोषण दर। आम तौर पर, जब पिघले हुए लोहे का तापमान 1460 और 1550 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है, तो रीकार्बराइज़र की अवशोषण दक्षता सबसे अच्छी होती है।

(4) रीकार्बराइज़र की अवशोषण दर पर पिघले हुए लोहे के सरगर्मी का प्रभाव, हिलाना कार्बन के विघटन और प्रसार के लिए फायदेमंद है, और रीकार्बराइज़र को पिघले हुए लोहे की सतह पर तैरने और जलने से बचाता है। रीकार्बराइज़र के पूरी तरह से घुलने से पहले, सरगर्मी का समय लंबा होता है और अवशोषण दर अधिक होती है। हिलाने से कार्बोनाइजेशन के धारण समय को भी कम किया जा सकता है, उत्पादन चक्र को छोटा किया जा सकता है, और पिघले हुए लोहे में मिश्रधातु तत्वों को जलने से बचाया जा सकता है। हालाँकि, यदि सरगर्मी का समय बहुत लंबा है, तो इसका न केवल भट्ठी के सेवा जीवन पर बहुत प्रभाव पड़ता है, बल्कि रीकार्बराइज़र के घुलने के बाद पिघले हुए लोहे में कार्बन की हानि भी बढ़ जाती है। इसलिए, पिघले हुए लोहे को हिलाने का उचित समय यह सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त होना चाहिए कि रीकार्बराइज़र पूरी तरह से घुल जाए।

(5) रीकार्बराइज़र की अवशोषण दर पर पिघले हुए लोहे की रासायनिक संरचना का प्रभाव जब पिघले हुए लोहे में प्रारंभिक कार्बन सामग्री अधिक होती है, एक निश्चित घुलनशीलता सीमा के तहत, रीकार्बराइज़र की अवशोषण दर धीमी होती है, अवशोषण की मात्रा छोटी होती है , और जलने से होने वाली क्षति अपेक्षाकृत बड़ी है। रीकार्बराइज़र अवशोषण दर कम है। जब पिघले हुए लोहे की प्रारंभिक कार्बन सामग्री कम होती है तो विपरीत स्थिति होती है। इसके अलावा, पिघले हुए लोहे में सिलिकॉन और सल्फर कार्बन के अवशोषण में बाधा डालते हैं और रीकार्बराइज़र की अवशोषण दर को कम करते हैं; जबकि मैंगनीज कार्बन को अवशोषित करने और रीकार्बराइज़र की अवशोषण दर में सुधार करने में मदद करता है। प्रभाव की डिग्री के संदर्भ में, सिलिकॉन सबसे बड़ा है, उसके बाद मैंगनीज है, और कार्बन और सल्फर का प्रभाव कम है। इसलिए, वास्तविक उत्पादन प्रक्रिया में, पहले मैंगनीज, फिर कार्बन और फिर सिलिकॉन मिलाया जाना चाहिए।