Analiza intrinzičnih faktora koji utječu na brzinu rastvaranja rekarburizatora

Ključni faktori koji utiču na brzinu rastvaranja rekarburizatora mogu se sistematski podeliti u dve kategorije: svojstva rekarburizatora (unutarnji faktori) i uslovi procesa topljenja (spoljni faktori). Danas ćemo analizirati unutrašnje faktore:
Ključni koncept
Otapanje rekarburizatora u rastopljenom željezu je u suštini proces prijenosa mase koji uključuje vlaženje, međufazne reakcije, difuziju i konvekciju. Svaki faktor koji utiče na ove procese u konačnici će utjecati na brzinu rastvaranja.
Svojstva recarburizatora (unutarnji faktori)
Ovo je osnovni faktor koji određuje brzinu rastvaranja.
1. Stepen grafitizacije (najkritičniji faktor)
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 stepeni).
Utjecaj:
Visoko grafitizirani rekarburizatori: atomi ugljika su međusobno povezani slabim van der Waalsovim silama, omogućavajući rastopljenom željezu da lako prodre u međuslojeve i atomima ugljika da se "odlijepe" i otapaju. To rezultira izuzetno brzom brzinom rastvaranja i visokom stopom apsorpcije.
Ne-rekarburizatori (kao što je obični kalcinirani petrolej koks): struktura ugljika je neuređena i gusta, što zahtijeva da atomi ugljika razbiju jače hemijske veze prije nego uđu u rastopljeno željezo. Posljedično, brzina rastvaranja je spora i hlapljivija materija sagorijeva.
Zaključak: Umjetni grafitizirani rekarburizatori imaju jasnu prednost u brzini rastvaranja.
2. Veličina čestica i struktura pora
Veličina čestica: Postoji optimalan raspon.
Previše fino: Uprkos velikoj površini, ima tendenciju da lebdi na površini rastopljenog gvožđa, gde se oksidira i sagoreva (manifestuje se kao plamen i dimljenje), ne uspevajući da efikasno potone u rastopljeno gvožđe i učestvuje u rastvaranju, smanjujući efektivnu brzinu rastvaranja.
Pregrubo: Ukupna površina kontakta je mala, što zahtijeva sporo otapanje spolja prema unutra nakon potonuća na dno. Ovo rezultira dugim vremenom rastvaranja i možda se neće potpuno otopiti prije izlaska iz peći.
Princip: Veličina čestica treba da osigura da recarburizer može brzo prodrijeti u sloj šljake i potonuti u rastopljeno željezo, istovremeno pružajući dovoljno reakcionog područja. Veličina čestica se obično bira na osnovu kapaciteta peći. Poroznost: Porozna struktura obezbeđuje kanale za prodiranje rastopljenog gvožđa, uveliko povećavajući površinu reaktivnog interfejsa i apsorbujući rastopljeno gvožđe poput sunđera, značajno ubrzavajući brzinu rastvaranja.
3. Čistoća (sumpor, pepeo i isparljivi sadržaj)
Sadržaj sumpora: sumpor je površinski{0}}aktivni element koji se adsorbira na površini rekarburizatora, smanjujući njegovu sposobnost vlaženja rastopljenim željezom i djelujući kao barijera za rastvaranje atoma ugljika. Što je veći sadržaj sumpora, sporija je brzina rastvaranja.
Isparljive tvari: Visok sadržaj hlapljivih tvari ukazuje na visok sadržaj "sirovog" rekarburizatora i nepotpunu karbonizaciju. Na visokim temperaturama, ovo brzo oslobađa plinove, uzrokujući prevrtanje i plutanje rekarburizatora u rastopljenom željezu, sprječavajući stabilno otapanje i produžavajući vrijeme topljenja.
Pepeo: Pepeo (prvenstveno SiO₂, Al₂O₃, itd.) se ne otapa i formira zaštitni film na površini rekarburizatora, ometajući kontakt između rastopljenog gvožđa i ugljenika.