Швидкість розчинення рекарбюризаторів безпосередньо впливає на ефективність виробництва та якість розплавленого чавуну.
На додаток до властивостей самого рекарбюризатора (таких як фіксований вуглець і ступінь графітизації), багато зовнішніх факторів також відіграють вирішальну роль.
1. Умови розплавленого заліза
Це найбільш критичний зовнішній фактор, що впливає на швидкість розчинення.
1. Температура
Температура є вирішальним фактором.
Більш високі температури значно прискорюють попередній нагрів і плавлення частинок рекарбюризатора, а також швидкість дифузії атомів вуглецю в розплавленому чавуні.
Практичне застосування: Ось чому додавання рекарбюризаторів під час процесу випуску є найбільш ефективним, оскільки це коли температура розплавленого заліза найвища і турбулентність найбільша.
2. Початковий вміст вуглецю
Вплив: початковий вміст вуглецю (ступінь насичення) розплавленого чавуну значно впливає на швидкість розчинення.
Практичне застосування. Під час плавлення матеріалів із низьким вмістом вуглецю (наприклад, сталевого брухту) швидкість розчинення рекарбюризаторів дуже висока.
Однак, коли вміст вуглецю в розплавленому чавуні наближається до точки евтектики (приблизно 4,3%), швидкість розчинення різко падає або взагалі припиняється розчинення.
II. Операційні та технологічні фактори
Перемішування та кінетичні умови
Вплив: це найбільш керований і ефективний метод прискорення, крім температури.
Механізм:
Порушення граничного шару: інтенсивне перемішування (таке як турбулентний потік у водовідвідному жолобі, електромагнітне перемішування, ручне перемішування та повітряне перемішування) може порушити статичний прикордонний шар, утворений на поверхні частинок рекарбюризатора через насичення вуглецем, дозволяючи свіжому залізу постійно контактувати з частинками та підтримувати високий градієнт концентрації.
Збільшення швидкості масообміну: перемішування значно посилює конвективний масообмін вуглецю.
Запобігання агломерації: Перемішування може розщепити частинки рекарбюризатора, запобігаючи їх інкапсуляції графітовими плівками або шлаком, утворюючи «стільниковий» накип, таким чином збільшуючи площу реакції.
III. Фізичні властивості рекарбюризатора (пов'язані із зовнішніми факторами)
Хоча тип рекарбюризатора є внутрішнім фактором, характеристики його частинок є зовнішнім фактором, який можна вибрати в застосуванні.
Розмір частинок
Вплив: існує оптимальний діапазон розміру частинок.
Занадто добре (наприклад,<1 mm): The specific surface area is large, but the particles are easily oxidized and burned (producing black smoke), resulting in low yield.
Too coarse (e.g., >10 мм): невелика питома поверхня, повільна швидкість опускання, мала загальна контактна площа розчинення та тривалий час розчинення.
Помірно дрібний (наприклад, 3-8 мм): ідеальний для швидкого занурення в розплавлене залізо, зберігаючи достатню питому поверхню для швидкого розчинення.
Властивості поверхні
Вплив: Щільна гладка поверхня перешкоджає змочуванню та проникненню розплавленого заліза; пориста, шорстка поверхня сприяє проникненню розплавленого заліза, розчиняючись зсередини, значно збільшуючи площу реакції та прискорюючи розчинення.
Простіше кажучи, створення середовища «високої температури, низького вмісту вуглецю та сильного перемішування» є найважливішою зовнішньою умовою для забезпечення швидкого розчинення рекарбюризатора.
