मेटालर्जिकल और फाउंड्री उद्योगों में, स्टील की कार्बन सामग्री को अनुकूलित करने और सामग्री के प्रदर्शन में सुधार के लिए Recarburizers कोर एडिटिव्स हैं। हालांकि, recarburizers की अवशोषण दक्षता उनकी आंतरिक संरचना से निकटता से संबंधित है, और ग्राफिटाइजेशन प्रक्रियाओं, विशेष रूप से उच्च तापमान उपचार (2800 डिग्री से ऊपर), अवशोषण दर की अड़चन के माध्यम से तोड़ने के लिए प्रमुख तकनीक माना जाता है। इस लेख से पता चलेगा कि कैसे उच्च तापमान उपचार recarburizers के भौतिक और रासायनिक गुणों को फिर से तैयार करता है और परमाणु संरचना, थर्मोडायनामिक प्रतिक्रिया और औद्योगिक अनुप्रयोग के दृष्टिकोण से उनके प्रदर्शन की छलांग को बढ़ावा देता है।
I. ग्राफिटाइजेशन प्रक्रिया का सार: डिसऑर्डर से ऑर्डर तक कार्बन परमाणुओं का पुनर्निर्माण
ग्राफिटाइजेशन प्रक्रिया का मुख्य लक्ष्य अनाकार या माइक्रोक्रिस्टलाइन कार्बन सामग्री को अत्यधिक क्रमबद्ध ग्रेफाइट संरचनाओं में बदलना है। इस प्रक्रिया के लिए कार्बन परमाणुओं की ऊर्जा अवरोध के माध्यम से टूटने की आवश्यकता होती है, और अल्ट्राहिघ तापमान वातावरण (2800 डिग्री +) आवश्यक ऊर्जा की स्थिति प्रदान करता है:
1। कार्बन परमाणु पुनर्व्यवस्था और स्तरित संरचना गठन
उच्च तापमान पर, कार्बन परमाणु गतिज ऊर्जा प्राप्त करते हैं, मूल अव्यवस्थित रासायनिक बॉन्ड को तोड़ते हैं, और धीरे -धीरे एक हेक्सागोनल जाली संरचना (एबीएबी स्टैकिंग मोड) बनाते हैं। यह स्तरित व्यवस्था ग्रेफाइट की चालकता और रासायनिक स्थिरता में काफी सुधार करती है, जो कार्बोइज़र और पिघले हुए धातु के कुशल संयोजन के लिए नींव रखती है।
2। दोष मरम्मत और अनाज की वृद्धि
कम तापमान वाले कार्बन सामग्री में अक्सर सूक्ष्म दोष जैसे छिद्र और अव्यवस्था होते हैं। उच्च तापमान उपचार की मरम्मत परमाणु प्रसार तंत्र के माध्यम से दोषपूर्ण है, जबकि बड़े आकार के ग्रेफाइट अनाज (कई माइक्रोन तक) में माइक्रोक्रिस्टल के विलय को बढ़ावा देते हैं, जिससे कार्बन प्रसार के लिए अनाज की सीमाओं के अवरोध को कम करता है।
Ii। उच्च तापमान उपचार द्वारा recarbuberizer के अवशोषण दर में सुधार के लिए तीन प्रमुख तंत्र
1। ताकना संरचना का अनुकूलन: "बंद" से "खुला" तक
Volatile impurities (such as tar and sulfide) in the raw materials evaporate violently above 2800℃, forming a through pore network. Experiments show that the specific surface area of the material can be increased by 20%~40% after graphitization, providing more channels for molten metal penetration. Under a high-temperature environment, small pores merge into large pores (>1μm), सतह के तनाव के कारण छिद्रों के बाहर पिघले हुए धातु को अवरुद्ध होने से रोकना, यह wettability और सोखना दक्षता में सुधार करता है।
2। रासायनिक जड़ता में वृद्धि: पक्ष प्रतिक्रियाओं से हस्तक्षेप को कम करना
उच्च तापमान गैस के रूप में बचने के लिए ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन जैसे प्रकाश तत्वों का कारण बनता है, और अवशिष्ट राख सामग्री 0 से कम हो जाती है। 1%। यह सीओ या नाइट्राइड बनाने के लिए पिघले हुए धातु के साथ प्रतिक्रिया करने वाले पुनर्विचार की संभावना को कम करता है, पिघले हुए स्टील में कार्बन परमाणुओं के दिशात्मक प्रसार को सुनिश्चित करता है। ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूह (जैसे कार्बोक्सिल और हाइड्रॉक्सिल) उच्च तापमान पर विघटित होते हैं, और ग्रेफाइट की सतह धातुओं में सक्रिय तत्वों (जैसे अल और एसआई) के साथ प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाओं से बचती है, निष्क्रिय हो जाती है।
3। ग्रेफाइट शीट की निर्देशित व्यवस्था: कार्बन प्रसार गतिशीलता को तेज करना
अत्यधिक ग्राफिटाइज्ड संरचनाओं में, परतें केवल वैन डेर वाल्स बलों द्वारा जुड़ी होती हैं। पिघले हुए धातु में, परतों को आसानी से ग्रेफाइट शीट की एक परत बनाने के लिए छील दिया जाता है, जिससे कार्बन परमाणुओं और धातु के बीच संपर्क क्षेत्र बहुत बढ़ जाता है। ग्राफिटाइज्ड सामग्री की चालकता 10/एस/एम से अधिक तक पहुंच सकती है, धातु तरल और पुनरावर्ती के बीच विद्युत रासायनिक युग्मन प्रभाव को बढ़ावा दे सकती है, और कार्बन परमाणुओं के पृथक्करण और प्रवास को तेज कर सकती है।
Iii। औद्योगिक अभ्यास: उच्च तापमान ग्राफिटाइजेशन प्रक्रिया की चुनौतियां और सफलता
हालांकि उच्च तापमान उपचार के महत्वपूर्ण लाभ हैं, इसके औद्योगिक अनुप्रयोग को निम्नलिखित कठिनाइयों को दूर करने की आवश्यकता है:
1। ऊर्जा की खपत और उपकरण लागत
एक Acheson भट्ठी या अल्ट्राहिघ तापमान ग्राफिटाइजेशन भट्ठी की ऊर्जा खपत 3000 ~ 5000 kWh/टन तक पहुंच सकती है, और माइक्रोवेव-असिस्टेड हीटिंग या उच्च तापमान वाले अपशिष्ट गर्मी वसूली प्रौद्योगिकी ऊर्जा की खपत को 20%~ 30%तक कम कर सकती है।
2। तापमान एकरूपता नियंत्रण
एक मल्टीमपेरेचर ज़ोन ग्रेडिएंट डिज़ाइन और अक्रिय गैस संरक्षण (जैसे आर्गन) का उपयोग स्थानीय ओवरहीटिंग के कारण होने वाले सामग्री ऑक्सीकरण या संरचनात्मक पतन से बच सकता है।
3। कच्चे माल अनुकूलन क्षमता अनुकूलन
पेट्रोलियम कोक और डामर कोक जैसे विभिन्न कच्चे माल को अनुकूलित हीटिंग कर्व्स की आवश्यकता होती है: उदाहरण के लिए, सुई कोक को रेशेदार संरचना को बनाए रखने के लिए 2500 डिग्री से ऊपर गर्म करने की आवश्यकता होती है, जबकि साधारण कोक को दरार से बचने के लिए धीरे -धीरे गर्म करने की आवश्यकता होती है।
उच्च तापमान ग्राफिटाइजेशन उपचार पुनरावर्तक की अवशोषण दर में सुधार करने के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है। उच्च तापमान उपचार के माध्यम से, recarbuberizer की ग्रेफाइट संरचना अधिक स्थिर होती है, अशुद्धता सामग्री काफी कम हो जाती है, प्रतिक्रिया गतिविधि को बढ़ाया जाता है, और माइक्रोस्ट्रक्चर अनुकूलित होता है। ये कारक ग्राफिटाइज्ड रेकार्बाइज़र बनाने के लिए एक साथ काम करते हैं जो औद्योगिक उत्पादन में एक उच्च अवशोषण दर और बेहतर प्रदर्शन दिखाते हैं। ग्राफिटाइजेशन तकनीक के निरंतर विकास के साथ, स्टील स्मेल्टिंग और कास्टिंग के क्षेत्र में इसके आवेदन की संभावनाएं व्यापक होंगी।
