كم عدد أنواع عوامل الكربنة المستخدمة في الصب؟

طريقة إدخال الفرن

يُعد عامل الكربنة مناسبًا للصهر في فرن الحث، ولكن الاستخدام المحدد ليس هو نفسه وفقًا لمتطلبات العملية.

(1) في عملية الصهر في فرن التردد المتوسط ​​باستخدام عامل الكربنة، وفقًا لنسبة أو متطلبات مكافئ الكربون مع المادة المضافة إلى الجزء السفلي من الفرن، يمكن أن يصل معدل الاسترداد إلى أكثر من 95٪؛

(2) في عملية صهر الحديد السائل، إذا كانت كمية الكربون غير كافية لضبط وقت الكربنة، يُضاف أولًا خبث الفرن، ثم يُضاف عامل الكربنة. يُسخّن الحديد السائل، ويُحرّك بالتحريك الكهرومغناطيسي أو التحريك اليدوي لإذابة الكربون وامتصاصه، ويمكن أن تصل نسبة الاسترداد إلى حوالي 90%. أما في عملية الكربنة عند درجة حرارة منخفضة، أي عندما لا يذوب جزء من الحديد المنصهر، تُضاف جميع عوامل الكربنة إلى الحديد السائل دفعة واحدة، ويُضغط عليها في الوقت نفسه مع شحنة صلبة لمنعها من الوصول إلى سطح الحديد السائل. هذه الطريقة تزيد من كربنة الحديد السائل بأكثر من 1.0%.

الاستخدام الصحيح لعامل الكربنة في فرن الحث

1- عند استخدام فرن كهربائي بسعة 5 أطنان أو أكثر، وكانت المادة الخام واحدة ومستقرة، نوصي بطريقة الإضافة التشتتية. وفقًا لمتطلبات محتوى الكربون، ونسبة المكونات، يتم إضافة عامل الكربنة والشحنة المعدنية مع كل دفعة من المواد إلى الجزء السفلي من الفرن، طبقة من الشحنة المعدنية وطبقة من عامل الكربنة، ويمكن أن تصل نسبة امتصاص الكربون إلى 90-95%. يجب ألا يتشكل الخبث على عامل الكربنة أثناء الانصهار، وإلا فإنه سيتشابك بسهولة مع الخبث الناتج، مما يؤثر على امتصاص الكربون.

٢. يُستخدم فرن حث متوسط ​​التردد بقدرة 3 أطنان تقريبًا، وتكون المادة الخام أحادية ومستقرة. نوصي بطريقة الإضافة المركزية. عند ذوبان كمية صغيرة من الحديد المنصهر أو تركها في الفرن، يُضاف عامل الكربنة إلى سطح الحديد المنصهر دفعة واحدة، ثم تُضاف شحنة المعدن على الفور. يُضغط عامل الكربنة داخل الحديد المنصهر، بحيث يكون على اتصال كامل به، وتتجاوز نسبة امتصاصه 90%.

٣- عند استخدام فرن كهربائي صغير متوسط ​​التردد، ومواد خام تحتوي على حديد الزهر ومواد أخرى غنية بالكربون، نوصي بضبط عامل الكربنة بدقة. بعد صهر الفولاذ/الحديد، يتم ضبط محتوى الكربون، ويمكن إضافته إلى سطح الفولاذ/الحديد المنصهر، من خلال التحريك الدوامي للفولاذ (الحديد) في الماء أو التحريك اليدوي لإذابة المنتج وامتصاصه، حيث تبلغ نسبة امتصاص الكربون حوالي ٩٣٪.

طريقة الكربنة خارج الفرن

1. رش مسحوق الجرافيت داخل الكيس

باستخدام مسحوق الجرافيت كعامل كربنة، وبكمية 40 كجم/طن، يُتوقع أن ترتفع نسبة الكربون في الحديد السائل من 2% إلى 3%. ومع ازدياد نسبة الكربون في الحديد السائل تدريجيًا، انخفضت نسبة استغلال الكربون. كانت درجة حرارة الحديد السائل قبل الكربنة 1600 درجة مئوية، بينما بلغ متوسط ​​درجة حرارته بعد الكربنة 1299 درجة مئوية. في عملية كربنة مسحوق الجرافيت، يُستخدم النيتروجين عادةً كناقل، ولكن في ظروف الإنتاج الصناعي، يُعد الهواء المضغوط أكثر ملاءمة، حيث يُنتج احتراق الأكسجين في الهواء المضغوط أول أكسيد الكربون، وتُعوض حرارة التفاعل الكيميائي جزءًا من انخفاض درجة الحرارة، كما أن جو اختزال أول أكسيد الكربون يُسهم في تحسين فعالية الكربنة.

2- استخدام عامل كربنة الحديد

يمكن وضع 100-300 من مسحوق الجرافيت كعامل كربنة في العبوة، أو من حوض مخرج الحديد مع التدفق إلى الداخل، وبعد خروج الحديد من السائل يتم تحريكه بالكامل، قدر الإمكان لإذابة امتصاص الكربون، ويبلغ معدل استعادة الكربون حوالي 50٪.

عند استخدام عامل الكربنة، ينبغي الانتباه إلى المشكلة.

إذا أُضيف عامل الكربنة مبكرًا جدًا، فمن السهل أن يلتصق بقاع الفرن، مما يُصعّب اندماجه مع الحديد السائل. على النقيض، إذا أُضيف متأخرًا جدًا، فسيفقد الحديد فرصة إضافة الكربون، مما يؤدي إلى بطء عملية الصهر والتسخين. هذا لا يؤخر فقط وقت تحليل التركيب الكيميائي وتعديله، بل يُعرّض الحديد أيضًا لخطر التلف الناتج عن التسخين المفرط. لذلك، يُنصح بإضافة عامل الكربنة تدريجيًا أثناء عملية إضافة المعدن.

كما هو الحال عند إضافة كمية كبيرة، يمكن دمج هذه الطريقة مع فرن الحث عند تسخين الحديد السائل، مع مراعاة وقت امتصاص الحديد السائل في المكربن ​​لمدة 10 دقائق. من جهة، يتم امتصاص الحديد السائل بالكامل من خلال تأثير التحريك الكهرومغناطيسي للمكربن، مما يضمن فعالية الامتصاص. ومن جهة أخرى، يمكن تقليل كمية النيتروجين المُدخلة إلى المكربن.

لا تضيف دفعة واحدة، أضف على دفعات، وفي النهاية قم بإذابة جزء، وضع جزءًا من الحديد الساخن (حوالي عبوة) في الكيس، ثم أعده إلى فرن الكربنة مرة أو مرتين، ثم أضف الخبث والسبائك.

هناك عدة جوانب يجب الانتباه إليها:

1. يصعب امتصاص عامل الكربنة (بدون تكليس)؛

2- توزيع جزيئات رماد عامل الكربنة غير منتظم؛

3. الانضمام متأخراً جداً؛

4. طريقة الربط غير صحيحة، وتم اعتماد الربط الطبقي. تجنب استخدام مرآة الحديد السائل وإضافة الكثير من الخبث؛

5. حاول ألا تستخدم الكثير من المواد الصدئة.

خصائص عامل الكربنة عالي الجودة

1- حجم الجسيمات متوسط، والمسامية كبيرة، وسرعة الامتصاص سريعة.

2. تركيبة كيميائية نقية، نسبة عالية من الكربون، نسبة منخفضة من الكبريت، مكونات ضارة ضئيلة للغاية، معدل امتصاص عالٍ.

3- يتميز المنتج ببنية بلورية جيدة للجرافيت، مما يحسن قدرة الحديد السائل الأصلي على التبلور. ويزيد من عدد عقيدات الحديد العقدية في عملية التلقيح، ويزيد من نوى الجرافيت في الحديد السائل في الفرن الكهربائي. كما يُحسّن من دقة توزيع الحبر الأحفوري في المسبوكات ويجعله أكثر تجانسًا.

4. أداء واستقرار ممتازين.

يساعد اختيار عامل الكربنة المناسب على تقليل تكاليف إنتاج الصهر، وتحسين جودة المعدن المصهور والمسبوكات، مما يؤدي إلى تحسين أداء مصنع الصهر والمسبوكات.