Analyse av iboende faktorer som påvirker oppløsningshastigheten til forkullere

Nøkkelfaktorene som påvirker oppløsningshastigheten til forgassere kan systematisk deles inn i to kategorier: forgasserens egenskaper (intrinsiske faktorer) og smelteprosessforholdene (ekstrinsiske faktorer). I dag skal vi analysere de iboende faktorene:
Nøkkelkonsept
Oppløsningen av recarburizers i smeltet jern er i hovedsak en masseoverføringsprosess som involverer fukting, grensesnittreaksjoner, diffusjon og konveksjon. Enhver faktor som påvirker disse prosessene vil til slutt påvirke oppløsningshastigheten.
Egenskaper for forgasser (egenskapelige faktorer)
Dette er den grunnleggende faktoren som bestemmer oppløsningshastigheten.
1. Grad av grafitisering (den mest kritiske faktoren)
Mechanism: Graphitization refers to the transformation of carbon atoms from a disordered arrangement to an ordered layered crystal structure (similar to natural graphite) at high temperatures (>2500 grader).
Innflytelse:
Sterkt grafitiserte forkullingsmidler: Karbonatomene er bundet til hverandre av svake van der Waals-krefter, noe som gjør at smeltet jern lett kan trenge inn i mellomlagene og karbonatomene kan "skelles av" og løses opp. Dette resulterer i en ekstremt rask oppløsningshastighet og en høy absorpsjonshastighet.
Ikke-grafitiserende forkullingsmidler (som vanlig kalsinert petroleumskoks): Karbonstrukturen er uordnet og tett, og krever at karbonatomer bryter sterkere kjemiske bindinger før de kommer inn i det smeltede jernet. Følgelig er oppløsningshastigheten langsom og mer flyktig materiale brennes.
Konklusjon: Kunstig grafitiserte forgassere har en klar fordel i oppløsningshastighet.
2. Partikkelstørrelse og porestruktur
Partikkelstørrelse: Det er en optimal rekkevidde.
For fint: Til tross for et stort overflateareal, har det en tendens til å flyte på overflaten av det smeltede jernet, hvor det oksideres og brennes (manifesteres som flammende og røyking), og unnlater å effektivt synke ned i det smeltede jernet og delta i oppløsningen, noe som reduserer den effektive oppløsningshastigheten.
For grov: Den totale kontaktflaten er liten, og krever sakte oppløsning fra utsiden og inn etter at den har sunket til bunnen. Dette resulterer i lang oppløsningstid og er kanskje ikke helt oppløst før det går ut av ovnen.
Prinsipp: Partikkelstørrelsen skal sikre at forkullingsapparatet raskt kan trenge inn i slagglaget og synke ned i det smeltede jernet, samtidig som det gir tilstrekkelig reaksjonsareal. Partikkelstørrelsen velges typisk basert på ovnens kapasitet. Porøsitet: Den porøse strukturen gir kanaler for smeltet jern å penetrere, og øker det reaktive grensesnittområdet betydelig og absorberer det smeltede jernet som en svamp, noe som øker oppløsningshastigheten betydelig.
3. Renhet (svovel, aske og flyktig innhold)
Svovelinnhold: Svovel er et-overflateaktivt element som adsorberer på forkulleroverflaten, reduserer fuktbarheten av det smeltede jernet og fungerer som en barriere for oppløsning av karbonatomer. Jo høyere svovelinnhold, desto langsommere oppløsningshastighet.
Flyktige stoffer: Et høyt innhold av flyktige stoffer indikerer et høyt "rå" forkullingsinnhold og ufullstendig karbonisering. Ved høye temperaturer frigjør dette gasser raskt, noe som får forgasseren til å falle og flyte i det smeltede jernet, noe som forhindrer stabil oppløsning og forlenger smeltetiden.
Aske: Aske (først og fremst SiO2, Al2O3, etc.) løses ikke opp og danner en barrierefilm på forkulleroverflaten, og hindrer kontakt mellom smeltet jern og karbon.