Stålproduksjon krever ikke "alltid" karbonhevere, men i de fleste tilfeller er bruk av dem den mest økonomiske, nøyaktige og effektive måten å oppnå målkravene for karboninnhold for stålkvaliteten.
1. Essensen av stålproduksjon: en avkarboniseringsprosess. Hovedråstoffet for stålproduksjon er smeltet jern (fra masovnen), som har et svært høyt karboninnhold, typisk mellom 3,5 % og 4,5 %.
Den inneholder også urenheter som fosfor, svovel, silisium og mangan. Dette høy-karbonsmeltede jernet er veldig sprøtt og hardt, nesten uten seighet, noe som gjør det uegnet for smiing, valsing eller annen plastbehandling, og begrenser dermed bruksområdet.
Kjerneoppgaven til stålproduksjon er å oksidere og fjerne disse overflødige elementene, spesielt karbon, fra det smeltede jernet ved å blåse inn oksygen.
Til syvende og sist kontrollerer vi karboninnholdet til under 2,0 %, og for de fleste stål er karboninnholdet til og med mellom 0,03 % og 1,0 %.
Derfor, fra et makroskopisk perspektiv, er stålfremstilling en "avkarboniseringsprosess".
2. Hvis avkarbonisering er nødvendig, hvorfor tilsette karbon samtidig?
Dette høres selvmotsigende ut, men det er nettopp kjernen i problemet.
Hovedårsakene er som følger:
Årsak 1: Behovet for overdreven avkarbonisering og presis kontroll
I oksygenblåst-stålproduksjon er oksidasjonsreaksjonen av karbon ekstremt kraftig og rask.
Å redusere karbon fra 4 % til 0,1 % er enkelt, men nettopp å stoppe ved 0,1 % er veldig vanskelig.
Den "ustoppelige" effekten: I praksis, for å sikre tilstrekkelig fjerning av skadelige elementer som fosfor og svovel, fortsetter oksygenblåseprosessen ofte til karboninnholdet er lavere enn målverdien.
Dette fører til overdreven avkarbonisering.
Endepunktkontroll: Når karbonet i det smeltede stålet allerede er svært lavt, kan bestemmelse av det endelige karboninnholdet gjennom prosesser som testing og temperaturmåling resultere i et resultat som allerede er lavere enn målverdien.
Derfor er den vanlige strategien i moderne stålproduksjon: "Avkarbonisere litt mer først, så legg det til igjen."
Det vil si, først avkarbonisere karbonet til et nivå som er litt lavere enn målverdien (dette sikrer at andre urenheter også fjernes tilstrekkelig), og deretter, under tappe- eller raffineringsprosessen, juster karboninnholdet nøyaktig til målområdet ved å legge til en karbonhever.
Årsak to: Bruk av skrapstål som råmateriale
Moderne stålproduksjon i elektrisk lysbueovn bruker først og fremst skrapstål som råmateriale.
Under smelteprosessen absorberer skrapstål oksygen fra luften, noe som fører til at karbonet i det smeltede stålet oksideres og går tapt. Samtidig kan skrapstålet i seg selv ha utilstrekkelig karboninnhold. Derfor, etter smelting av skrapstålet, må en karbonhever legges til for å supplere og justere karboninnholdet.
Årsak tre: Behovet for høy-karbonstålproduksjon
For noen høye-karbonstålkvaliteter, som fjærstål (karboninnhold ca. 0,6 %-0,75 %), verktøystål og lagerstål (karboninnhold ca. 1,0 %), kan det hende at det påkrevde karboninnholdet ikke oppfylles, selv om alt karbonet i det smeltede jernet beholdes.
I dette tilfellet må en stor mengde karbonhever tilsettes.
3. Hva er en Carbon Raiser?
Hvorfor det?
Carbon raisers are not ordinary coal or coke, but rather specially treated carbonaceous materials with extremely high carbon content (usually >95%) og ekstremt lave nivåer av urenheter som svovel, fosfor og nitrogen.
Vanlige typer inkluderer: Calcined Petroleum Coke Carbon Raiser: Den mest brukte typen, med god ytelse og en moderat pris.
Grafitisert rekarboniseringsmiddel: Høyeste absorpsjonshastighet, færrest urenheter, men også den dyreste.
Brukes vanligvis i spesialstål av høy kvalitet.-
Kull-basert forkullingsmiddel: Lav pris, men høyere urenheter. Vanligvis brukt til støpejernsdeler med mindre strenge krav; sjelden brukt i stålproduksjon.
Fordeler med å bruke rekarboniseringsmidler:
* Nøyaktig og kontrollerbar: Kan legges til i beregnede vekter, som å tilsette salt, for å finjustere-den endelige sammensetningen av smeltet stål.
* Høy renhet: Høykvalitets-rekarboniseringsmidler introduserer ikke nye skadelige urenheter, og unngår «forurensning» av det smeltede stålet.
* Høy absorpsjonshastighet: Under egnede prosessforhold (som bruk av slagrøring i smeltet stål under tapping), kan karbonabsorpsjonshastigheten nå 85% -95%.
* Kostnads-effektivt: Sammenlignet med å "beholde" karbon ved å kontrollere oksygenblåsing, er det enklere, mer pålitelig og har lavere totalkostnad å bruke rekarboniseringsmidler for å "justere" karboninnholdet.
Sammendrag
Oppsummert: Stålproduksjon er en relativt omfattende prosess primært fokusert på avkarbonisering, mens moderne industri krever ekstremt presise krav til stålsammensetning.
Karbonforgassere, som en "fin-innstillingsmetode, løser perfekt motsetningen mellom "omfattende avkarbonisering" og "nøyaktig kontroll." De muliggjør stor-skala, effektiv og lav-produksjon av stål med presis sammensetning og stabil ytelse.
Det kan sies at uten karbon-recarburizers, et så enkelt og effektivt materiale, ville effektiviteten og produktkvaliteten til den moderne stålindustrien bli betydelig kompromittert.
