Nawęglacze to materiały stosowane w procesach metalurgicznych, zwłaszcza w produkcji stali i odlewaniu, w celu dodania węgla do stopionego metalu (takiego jak żelazo lub stal).
Są one wykonane głównie z substancji o wyjątkowo wysokiej zawartości węgla i wyjątkowo niskim poziomie szkodliwych zanieczyszczeń, takich jak siarka.
Główny skład surowca
Nawęglacze mają szeroką gamę surowców, ale ich rdzeń stanowi węgiel o wysokiej-czystości.
Poniżej przedstawiono niektóre popularne i różne gatunki surowców do nawęglania węgla:
Ⅰ Podstawowe i wysokiej-jakości nawęglacze węglowe
Te nawęglacze węglowe charakteryzują się doskonałą wydajnością i stanowią pierwszy wybór do odlewania i produkcji-wysokiej jakości stali.
1. Sztuczne nawęglacze z grafitowanego węgla
• Surowce: Zwykle koks naftowy lub koks pakowy.
• Proces produkcyjny: Surowce poddaje się obróbce w elektrycznym piecu grafityzacyjnym w wysokich temperaturach (zwykle powyżej 2300 stopni) w celu przekształcenia ich struktury mikrokrystalicznej w regularną strukturę kryształu grafitu.
• Charakterystyka: Wysoka zawartość węgla: Zwykle > 98,5%, a nawet może osiągnąć ponad 99,5%.
Wysoka szybkość absorpcji: Do 90% lub więcej, ze względu na lamelarną strukturę grafitu, która ułatwia rozpuszczanie i dyfuzję w stopionym żelazie.
Ekstremalnie niska zawartość siarki: S < 0,05%, nawet poniżej 0,03%, przy minimalnym wpływie na jakość roztopionego żelaza.
Niska zawartość azotu: kluczowa przy produkcji stali o niskiej-azotie.
•Zastosowania: wysokiej klasy-żeliwo sferoidalne, żeliwo szare i wytop stali specjalnej.
2. Kalcynowany koks naftowy jako środek nawęglający
•Surowiec: koks naftowy.
• Proces produkcyjny: Koks naftowy kalcynuje się w temperaturze około 1200-1350 stopni w celu usunięcia wilgoci i substancji lotnych.
• Charakterystyka: Wysoka zawartość węgla (zwykle > 98,5%), ale bez grafityzacji, jego struktura krystaliczna jest mniej regularna niż w przypadku sztucznego grafitu.
Szybkość absorpcji jest niższa niż w przypadku grafitowanych środków nawęglających, ale koszt jest również niższy.
Zawartość siarki jest zwykle nieco wyższa niż w przypadku grafitowanych środków nawęglających.
•Zastosowania: Zwykłe żeliwo i ogólne gatunki stali.
II. Ekonomiczne ładowarki węglowe
Te ładowarki węglowe są tańsze, ale mają wyższą zawartość zanieczyszczeń i są zwykle używane w zastosowaniach, w których wymagania dotyczące jakości węgla nie są wysokie.
1. Ładowarki węglowe-na bazie węgla
• Surowce: antracyt lub węgiel-wysokiej jakości.
• Proces produkcyjny: Drobno wyselekcjonowany i kalcynowany w wysokich temperaturach.
• Charakterystyka: Stosunkowo niska zawartość węgla (zwykle 90%-95%).
Wysoka zawartość zanieczyszczeń takich jak siarka, azot i popiół.
Niestabilna szybkość wchłaniania i może wprowadzać wiele zanieczyszczeń.
• Zastosowania: niektóre zwykłe odlewy, gdzie-nie jest wymagane roztopione żelazo wysokiej jakości.
2. Ładowarki z naturalnym grafitem węglowym
• Surowce: Naturalny grafit płatkowy.
• Charakterystyka: Wysoka zawartość węgla, ale szybkość wchłaniania różni się w zależności od czystości naturalnego grafitu i może zawierać inne zanieczyszczenia mineralne.
III. Inne materiały (rzadziej używane lub w określonych sytuacjach)
1. Proszek koksowy: Zwykle stosowany w wytopie w elektrycznym piecu łukowym jako część wsadu do pieca lub jako gruboziarnisty węgiel kondycjonujący na zewnątrz pieca; zawiera wiele zanieczyszczeń.
2. Węgiel drzewny: Dzięki niskiej zawartości węgla stałego i wysokiej zawartości popiołu jest już rzadko stosowany w przemyśle.
Mówiąc najprościej, nawęglacze to zasadniczo rafinacja i przetworzenie „węgla o-o wysokiej czystości”. O ich czystości i wydajności decydują użyte surowce i procesy, co ostatecznie wpływa na jakość i koszt produkcji wyrobów stalowych.
W nowoczesnej-metalurgii wysokiej jakości sztuczne grafitowane nawęglacze są najczęściej stosowanym i najskuteczniejszym typem-nawęglania.
