Pembuatan keluli tidak "sentiasa" memerlukan penaik karbon, tetapi dalam kebanyakan kes, menggunakannya adalah cara yang paling menjimatkan, tepat dan berkesan untuk mencapai keperluan kandungan karbon sasaran untuk gred keluli.
1. Intipati pembuatan keluli: proses penyahkarburan. Bahan mentah utama untuk pembuatan keluli ialah besi cair (dari relau letupan), yang mempunyai kandungan karbon yang sangat tinggi, biasanya antara 3.5% dan 4.5%.
Ia juga mengandungi kekotoran seperti fosforus, sulfur, silikon, dan mangan. Besi cair-karbon tinggi ini sangat rapuh dan keras, hampir tiada keliatan, menjadikannya tidak sesuai untuk menempa, menggelek atau pemprosesan plastik lain, sekali gus mengehadkan penggunaannya.
Tugas teras pembuatan keluli adalah untuk mengoksida secara ganas dan mengeluarkan unsur-unsur berlebihan ini, terutamanya karbon, daripada besi cair dengan meniup oksigen.
Akhirnya, kami mengawal kandungan karbon di bawah 2.0%, dan bagi kebanyakan keluli, kandungan karbon adalah genap antara 0.03% dan 1.0%.
Oleh itu, dari perspektif makroskopik, pembuatan keluli adalah proses "penyahkarburan".
2. Jika penyahkarbonan diperlukan, mengapa menambah karbon pada masa yang sama?
Ini kedengaran bercanggah, tetapi ia adalah punca utama masalahnya.
Sebab utama adalah seperti berikut:
Sebab 1: Keperluan untuk Penyahkarbonan Berlebihan dan Kawalan Tepat
Dalam pembuatan keluli-oksigen, tindak balas pengoksidaan karbon adalah sangat cergas dan pantas.
Mengurangkan karbon daripada 4% kepada 0.1% adalah mudah, tetapi dengan tepat berhenti pada 0.1% adalah sangat sukar.
Kesan "Tidak Dapat Dihentikan": Dalam amalan, untuk memastikan penyingkiran unsur berbahaya seperti fosforus dan sulfur yang mencukupi, proses tiupan oksigen selalunya berterusan sehingga kandungan karbon lebih rendah daripada nilai sasaran.
Ini membawa kepada dekarburisasi yang berlebihan.
Kawalan Titik Akhir: Apabila karbon dalam keluli cair sudah sangat rendah, penentuan kandungan karbon akhir melalui proses seperti ujian dan pengukuran suhu mungkin menghasilkan keputusan yang sudah lebih rendah daripada nilai sasaran.
Oleh itu, strategi biasa dalam pembuatan keluli moden ialah: "Dekarburkan sedikit lagi dahulu, kemudian tambahkannya semula."
Iaitu, mula-mula nyahkarburkan karbon ke paras yang lebih rendah sedikit daripada nilai sasaran (ini memastikan kekotoran lain juga disingkirkan dengan secukupnya), dan kemudian, semasa proses mengetuk atau menapis, laraskan kandungan karbon dengan tepat kepada julat sasaran dengan menambah penjana karbon.
Sebab Kedua: Penggunaan Keluli Scrap sebagai Bahan Mentah
Pembuatan keluli relau arka elektrik moden terutamanya menggunakan keluli sekerap sebagai bahan mentah.
Semasa proses lebur, keluli sekerap menyerap oksigen dari udara, menyebabkan karbon dalam keluli cair teroksida dan hilang. Pada masa yang sama, keluli sekerap itu sendiri mungkin mempunyai kandungan karbon yang tidak mencukupi. Oleh itu, selepas mencairkan keluli sekerap, penaik karbon mesti ditambah untuk menambah dan menyesuaikan kandungan karbon.
Sebab Ketiga: Keperluan untuk{0}}Pengeluaran Keluli Karbon Tinggi
Untuk sesetengah gred keluli karbon-tinggi, seperti keluli spring (kandungan karbon lebih kurang 0.6%-0.75%), keluli alat dan keluli galas (kandungan karbon lebih kurang 1.0%), walaupun jika semua karbon dalam besi cair dikekalkan, kandungan karbon yang diperlukan mungkin tidak dapat dipenuhi.
Dalam kes ini, sejumlah besar penjana karbon mesti ditambah.
3. Apakah itu Penaik Karbon?
Mengapa Ia?
Carbon raisers are not ordinary coal or coke, but rather specially treated carbonaceous materials with extremely high carbon content (usually >95%) dan tahap kekotoran yang sangat rendah seperti sulfur, fosforus dan nitrogen.
Jenis biasa termasuk: Penaik Karbon Coke Petroleum Berkalsin: Jenis yang paling biasa digunakan, dengan prestasi yang baik dan harga yang sederhana.
Ejen pengkarburan semula bergrafit: Kadar penyerapan tertinggi, kekotoran paling sedikit, tetapi juga paling mahal.
Biasanya digunakan dalam-keluli khas kelas atas.
Ejen pengkarbonan semula berasaskan arang batu-: Kos rendah, tetapi kekotoran lebih tinggi. Biasanya digunakan untuk bahagian besi tuang dengan keperluan yang kurang ketat; jarang digunakan dalam pembuatan keluli.
Kelebihan menggunakan agen pengkarburan semula:
* Tepat dan boleh dikawal: Boleh ditambah dalam pemberat yang dikira, seperti menambah garam, untuk -menala komposisi akhir keluli cair.
* Ketulenan tinggi: Ejen pengkarbonan semula{0}}berkualiti tinggi tidak memperkenalkan kekotoran berbahaya baharu, mengelakkan "pencemaran" keluli cair.
* Kadar penyerapan yang tinggi: Di bawah keadaan proses yang sesuai (seperti menggunakan kacau hentaman keluli cair semasa mengetuk), kadar penyerapan karbon boleh mencapai 85%-95%.
* Kos-berkesan: Berbanding dengan "mengekalkan" karbon dengan mengawal tiupan oksigen, menggunakan agen pengkarburan semula untuk "melaraskan" kandungan karbon adalah lebih mudah, lebih dipercayai dan mempunyai kos keseluruhan yang lebih rendah.
Ringkasan
Ringkasnya: Pembuatan keluli ialah proses yang agak luas yang tertumpu terutamanya pada penyahkarbonan, manakala industri moden menuntut keperluan yang sangat tepat untuk komposisi keluli.
Karburisasi semula karbon, sebagai kaedah "penalaan{0}}halus", menyelesaikan percanggahan antara "penyahkarbonan meluas" dan "kawalan tepat" dengan sempurna. Ia membolehkan pengeluaran keluli-skala besar, cekap dan kos rendah{3}}dengan komposisi yang tepat dan prestasi yang stabil.
Boleh dikatakan bahawa tanpa pengkarburisasi karbon, bahan yang mudah dan cekap sedemikian, kecekapan dan kualiti produk industri keluli moden akan terjejas dengan ketara.
