Γιατί η οπτάνθρακα ελέγχει την ποιότητα του Ferrosilicon 70 Smelting
Το σιδηροπυρίτιο 70 είναι ένα-πλούσιο σε πυρίτιο σιδηροκράμα που περιέχει περίπου 70-75% Si, που παράγεται σε κλίβανο βυθισμένου τόξου με ανθρακοθερμική αναγωγή του πυριτίου. Σε αυτή τη διαδικασία ο οπτάνθρακας δεν είναι απλώς καύσιμο: είναι ο αναγωγικός παράγοντας που αφαιρεί το οξυγόνο από το SiO2, το στοιχείο αντίστασης που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα μέσα στο φορτίο και τον διαπερατό σκελετό που αφήνει το μονοξείδιο του άνθρακα να διαφύγει προς τα πάνω ενώ το φορτίο κατεβαίνει. Επειδή ένα υλικό εκτελεί και τα τρία καθήκοντα ταυτόχρονα, η ποιότητά του καθορίζει ταυτόχρονα την ανάκτηση πυριτίου, την ειδική κατανάλωση ενέργειας και τη σταθερότητα του κλιβάνου.
Τα φυτά που αντικαθιστούν ένα φθηνότερο,-πλούσιο σε τέφρα οπτάνθρακα συνήθως παρακολουθούν τη φαινομενική εξοικονόμηση να εξαφανίζεται εντός ημερών. Η κατανάλωση ρεύματος ανεβαίνει, ο όγκος της σκωρίας αυξάνεται, η διείσδυση ηλεκτροδίων γίνεται ακανόνιστη και η περιεκτικότητα σε πυρίτιο του κρυμμένου μετάλλου απομακρύνεται από τις προδιαγραφές. Το παράθυρο που περιγράφεται παρακάτω αντικατοπτρίζει την πρακτική πιστοποίησης που εφαρμόζουν οι περισσότεροι παραγωγοί σιδηροπυριτίου πριν αποδεχτούν μια παρτίδα οπτάνθρακα για θερμότητες FeSi 70.
Σταθερός άνθρακας, τέφρα και πτητική ύλη
Ο σταθερός άνθρακας είναι το κλάσμα που στην πραγματικότητα μειώνει το πυρίτιο. Υψηλότερος σταθερός άνθρακας σημαίνει λιγότερο οπτάνθρακα που φορτίζεται ανά τόνο κράματος και αναλογικά λιγότερη τέφρα και ακαθαρσίες που εισέρχονται στον κλίβανο. Η τέφρα είναι αδρανές υλικό: πρέπει να λιώσει και στη συνέχεια να αφαιρεθεί ως σκωρία, καταναλώνοντας ενέργεια και αραιώνοντας το κράμα. Η πτητική ύλη πρέπει να παραμένει χαμηλή, επειδή η απελευθέρωσή της κοντά στο άκρο του ηλεκτροδίου διαταράσσει το φορτίο και σπαταλά τη θερμότητα.
| Παράμετρος | Τυπικό παράθυρο πιστοποίησης | Λόγος |
|---|---|---|
| Σταθερός άνθρακας (ξηρή βάση) | όχι κάτω από 84% | Μείωση δυναμικότητας ανά τόνο οπτάνθρακα |
| Φλαμουριά | 12-14% μέγιστο | Περιορίζει τον όγκο της σκωρίας και την απώλεια θερμότητας |
| Πτητική ύλη | 1,5-1,8% μέγιστο | Σταθερότητα φόρτισης στο ηλεκτρόδιο |
| Υγρασία όπως λαμβάνεται | 5-6% μέγιστο | Αποτρέπει την απώλεια θερμότητας κατά την εξάτμιση |
| Θείο | 0,6% μέγιστο | Προστατεύει την ποιότητα κράματος και το σύστημα αερίου εκτός- |
| Μέγεθος σβώλου | 5-25 χλστ | Διαπερατότητα φορτίου και ροή αερίου |
| Αντοχή Micum M40 / M10 | όχι κάτω από 78% / όχι πάνω από 8% | Αντέχει στην υποβάθμιση υπό φορτίο |
Η χημεία της τέφρας έχει σημασία όσο και η ποσότητα της τέφρας. Η πλούσια τέφρα αλουμίνας-αυξάνει το ιξώδες της σκωρίας και κάνει το χτύπημα πιο σκληρό, έτσι πολλά χυτήρια καλύπτουν τη συνεισφορά αλουμίνας της τέφρας οπτάνθρακα εκτός από την κάλυψη της συνολικής τέφρας και ελέγχουν το θείο και τον φώσφορο ταυτόχρονα.
Ηλεκτρική αντίσταση και υψηλή-συμπεριφορά θερμοκρασίας
Η ειδική αντίσταση οπτάνθρακα, ειδικά η ειδική αντίσταση στην περιοχή 1200-1600 C, καθορίζει την αντίσταση λειτουργίας ολόκληρης της φόρτισης. Ένας οπτάνθρακας υψηλής αντίστασης-επιτρέπει στον κλίβανο να παρέχει την ίδια ισχύ σε χαμηλότερο ρεύμα, το οποίο βαθαίνει τη διείσδυση του ηλεκτροδίου στο φορτίο, συντομεύει τη ζώνη υψηλής θερμοκρασίας και διευρύνει την περιοχή αντίδρασης. Οι πρακτικές συνέπειες είναι λιγότερη εξάτμιση μειωμένου πυριτίου, καλύτερη χρήση της θερμότητας και χαμηλότερη ειδική κατανάλωση ενέργειας.
Η ειδική αντίσταση δεν είναι μόνιμη ιδιότητα μιας πηγής οπτάνθρακα. Πέφτει καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία ενανθράκωσης και καθώς η δομή του άνθρακα γραφιτοποιείται, και αλλάζει με την κατανομή μεγέθους και τη συσκευασία. Επομένως, ένας οπτάνθρακας που αποδίδει καλά σε μια εγκατάσταση μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά σε έναν άλλο κλίβανο με διαφορετική γεωμετρία ηλεκτροδίων και ισχύ εισόδου, επομένως η πιστοποίηση θα πρέπει πάντα να επιβεβαιώνεται στον πραγματικό κλίβανο και όχι μόνο σε ένα φύλλο δεδομένων.
Υγρασία, μέγεθος σβώλου και συνοχή αντοχής
Το νερό είναι η φθηνότερη πρόσμειξη στο κοκ και ένα από τα πιο ακριβά στην πράξη. Κάθε τοις εκατό της υγρασίας πρέπει να εξατμιστεί και να υπερθερμανθεί, και η θερμότητα προέρχεται απευθείας από τον κλίβανο. Το πιο σημαντικό είναι ότι η διακύμανση της υγρασίας αλλάζει τον άνθρακα που πραγματικά φορτίζεται σε κάθε παρτίδα, επομένως ο χειριστής δεν μπορεί να κρατήσει σταθερή την αναλογία άνθρακα{- προς το πυρίτιο. Το αποτέλεσμα είναι ένας κλίβανος που ταλαντεύεται μεταξύ υπέρ-μείωσης και κάτω-μείωσης, με αντίστοιχες ταλαντώσεις στη θερμοκρασία κρούσης και στην ποιότητα του κράματος.
Η κατανομή μεγέθους έχει παρόμοια επίδραση στη σταθερότητα. Οι υπερμεγέθεις σβώλοι δημιουργούν κενά που διοχετεύουν το αέριο και υπερθερμαίνουν τις τοπικές περιοχές, ενώ τα λεπτά σωματίδια φράζουν τη διαδρομή του αερίου και προκαλούν την κρέμεται την επιφάνεια του φορτίου. Ένα στενό, κοσκινισμένο κλάσμα με περιορισμένη περιεκτικότητα σε σκόνη διατηρεί ομοιόμορφη κατανομή αερίου. Οι δείκτες αντοχής από μια δοκιμή τυμπάνου υποδεικνύουν πόση σκόνη θα δημιουργήσει ένας οπτάνθρακας μεταξύ του ναυπηγείου και του στομίου του κλιβάνου, το οποίο είναι συχνά πιο σχετικό από την αντοχή του όπως παραδίδεται.
Πώς αλληλεπιδρά η οπτάνθρακα με πυρίτιο, ηλεκτρόδια και σκωρία
Η αναγωγή του πυριτίου προχωρά κυρίως μέσω της αντίδρασης του SiO2 με άνθρακα για να σχηματιστεί αέριο μονοξείδιο του πυριτίου και μονοξείδιο του άνθρακα, με το μονοξείδιο στη συνέχεια να συμπυκνώνεται και να αντιδρά βαθύτερα στο φορτίο. Ένας οπτάνθρακας που αντιδρά πολύ εύκολα στο ανώτερο φορτίο παράγει υπερβολικό μονοξείδιο του άνθρακα πριν το φορτίο θερμανθεί επαρκώς, σπαταλώντας άνθρακα. ένα οπτάνθρακας που είναι πολύ μη αντιδραστικό αφήνει άνθρακα που δεν έχει αντιδράσει στη σκωρία. Η αντιδραστικότητα που μετράται ως δείκτης αντιδραστικότητας οπτάνθρακα, σε συνδυασμό με τη δύναμη μετά την αντίδραση, δίνει μια χρήσιμη εικόνα της συμπεριφοράς στον άξονα.
Η χημεία της σκωρίας κλείνει τον βρόχο. Κάθε κιλό τέφρας συνεισφέρει στη σκωρία και κάθε κιλό σκωρίας μεταφέρει τόσο τη θερμότητα όσο και το μη μειωμένο πυρίτιο. Επομένως, η ταυτόχρονη διατήρηση της τέφρας, της αλουμίνας, του θείου και του φωσφόρου είναι πιο πολύτιμη από τη βελτιστοποίηση οποιουδήποτε μεμονωμένου αριθμού, επειδή ο κλίβανος ανταποκρίνεται στον συνδυασμό και όχι σε μία γραμμή προδιαγραφών.
Βήματα πιστοποίησης πριν γίνει αποδεκτή μια παρτίδα κοκ
Δείξτε την παρτίδα όπως ελήφθη και προσδιορίστε την υγρασία, την τέφρα, την πτητική ύλη και τον σταθερό άνθρακα με υπολογισμό.
Εξετάστε ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα και καταγράψτε την κατανομή μεγέθους, ιδιαίτερα το κλάσμα κάτω από 5 mm και πάνω από 25 mm.
Μετρήστε τους δείκτες αντοχής του τυμπάνου και, όπου υπάρχει εξοπλισμός, την αντιδραστικότητα και την αντοχή μετά την αντίδραση.
Συγκρίνετε την ειδική αντίσταση με τον οπτάνθρακα αναφοράς που χρησιμοποιείται αυτή τη στιγμή στο ίδιο φορτίο κλιβάνου.
Εκτελέστε μια ελεγχόμενη δοκιμή τριών έως πέντε ημερών σε σταθερή ισχύ εισόδου και καταγράψτε την ειδική κατανάλωση ενέργειας, τον όγκο σκωρίας και την περιεκτικότητα σε κράμα πυριτίου.
Αποδοχή μόνο όταν η δοκιμή δείχνει σταθερή διείσδυση ηλεκτροδίων και καμία αύξηση στην κατανάλωση ισχύος ανά τόνο κράματος.
Η Κίνα δεν διατηρεί ειδικό εθνικό πρότυπο για τον οπτάνθρακα σιδηροκραμάτων. Οι παραγωγοί γενικά εργάζονται βάσει μεταλλουργικών προδιαγραφών οπτάνθρακα, όπως το GB/T 1996, μαζί με τα δικά τους εταιρικά πρότυπα, γι' αυτό και μια ειδική δοκιμή-καμίνου παραμένει το αποφασιστικό τεστ.
FAQ
Ε: Ο υψηλότερος σταθερός άνθρακας σημαίνει πάντα καλύτερο κοκ;
Όχι από μόνη της. Ο υψηλός σταθερός άνθρακας βοηθά, αλλά ένας οπτάνθρακας με πολύ υψηλό σταθερό άνθρακα και πολύ χαμηλή αντιδραστικότητα μπορεί να αφήσει άνθρακα που δεν έχει αντιδράσει στη σκωρία, επομένως πρέπει να κριθεί μαζί με την αντιδραστικότητα, την αντοχή και την κατανομή μεγέθους.
Ε: Γιατί η υγρασία είναι τόσο κρίσιμη απαίτηση;
Επειδή αλλάζει τον άνθρακα που πραγματικά φορτίζεται σε κάθε παρτίδα. Ακόμη και μια-ταλάντευση δύο σημείων στην υγρασία αναγκάζει τη συνεχή επαν-ρύθμιση του λόγου φόρτισης και ο κλίβανος αποκρίνεται με ασταθή θερμοκρασία και βαθμό.
Ε: Μπορεί ο κοσκινισμένος μεταλλουργικός κοκ να χρησιμοποιηθεί για το FeSi 70;
Ναί. Ο κοσκινισμένος μεταλλουργικός οπτάνθρακας και ο οπτάνθρακας αεριοποίησης χρησιμοποιούνται ευρέως, υπό την προϋπόθεση ότι αφαιρούνται τα λεπτά κλάσματα, επειδή η σκόνη εμποδίζει τη ροή αερίου στην επιφάνεια του φορτίου.
Ε: Ποιο επίπεδο ειδικής αντίστασης πρέπει να καθοριστεί;
Αντί για έναν μόνο αριθμό, διευκρινίστε ότι η ειδική αντίσταση στη θερμοκρασία τήξης δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από αυτή του οπτάνθρακα που χρησιμοποιείται σήμερα. Η ειδική αντίσταση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία ενανθράκωσης, επομένως μια συγκριτική δοκιμή έναντι του οπτάνθρακα αναφοράς είναι πιο αξιόπιστη.
Ε: Πώς πρέπει να ελέγχεται η χημεία της τέφρας;
Ελέγξτε τη συνεισφορά της αλουμίνας, του θείου και του φωσφόρου καθώς και της συνολικής τέφρας. Η ιξώδης-πλούσια σκωρία αλουμίνας είναι δύσκολο να αξιοποιηθεί ακόμα και όταν η συνολική τέφρα είναι εντός ορίων.
Ε: Είναι πρόβλημα ο σίδηρος στην τέφρα οπτάνθρακα;
Ο σίδηρος μπορεί να λειτουργήσει ως αναγωγικός καταλύτης και ανακτάται στο κράμα, επομένως είναι ανεκτά μέτρια επίπεδα. Ο πραγματικός περιορισμός είναι ο όγκος της σκωρίας και η επίδραση της τέφρας στο ισοζύγιο φορτίου και όχι μόνο ο σίδηρος.
