کربوریزرها به طرق مختلف بر ذوب اثر می گذارند. انتخاب مجدد کربوریزر مناسب و استفاده صحیح از آن برای کنترل هزینه های تولید و تثبیت کیفیت محصول بسیار مهم است.
عمده ترین عوامل تاثیرگذار را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد:
1. محتوای کربن ثابت و خلوص
این مهم ترین شاخص است که مستقیماً کارایی و هزینه کاربورایزر را تعیین می کند.
محتوای کربن ثابت: به مقدار کربنی که در واقع می تواند در کربورایزر جذب شود اشاره دارد.
تاثیر: هر چه محتوای کربن ثابت بیشتر باشد، راندمان کربنسازی مجدد بیشتر میشود. هرچه مقدار اضافه شده کمتر باشد، سرباره کمتری تولید خواهد شد که به کاهش مصرف برق و به حداقل رساندن فرسایش پوشش کوره کمک می کند. کربوریزرهایی با محتوای کربن ثابت کم نیاز به مقادیر زیادی افزودن دارند که در نتیجه مصرف انرژی افزایش یافته و عملکرد ناپایدار می شود.
محتوای ناخالصی مضر:
گوگرد (S): این مهمترین عنصر مضر است. گوگرد می تواند به شدت بر خواص مکانیکی فولاد (شکنندگی گرم) تأثیر بگذارد و هزینه های گوگرد زدایی را افزایش دهد. کربوریزرهای-با کیفیت بالا به محتوای گوگرد بسیار کم نیاز دارند. نیتروژن (N): برخی از کربوریزرهای گرافیتی شده (مانند آنهایی که از کک نفتی ساخته می شوند) ممکن است حاوی نیتروژن بالایی باشند که می تواند منجر به غنی شدن نیتروژن در فولاد مذاب شود. این یک نقص مهلک برای برخی از گریدهای فولادی با کیفیت بالا (مانند فولاد خودرو و فولاد کششی عمیق-) است.
خاکستر: خاکستر ترکیب معدنی غیر قابل احتراق-در کربوریزر است. محتوای خاکستر بالا میزان سرباره را افزایش می دهد، راندمان کربن دهی مجدد را کاهش می دهد و ممکن است ناخالصی هایی را به فولاد مذاب وارد کند.
2. نرخ جذب و نرخ انحلال
این کارایی و عملکرد ریکاربورایزر را تعیین می کند.
نرخ جذب: این به نسبت کربن وارد شده به آهن/فولاد به کربن اضافه شده اشاره دارد.
تأثیر: میزان جذب تحت تأثیر عواملی مانند نوع کربوریزر، زمان افزودن و فرآیند ذوب است. به طور کلی، کربورایزرهایی که تحت گرافیتی شدن{1}در دمای بالا قرار گرفتهاند، ساختار کریستالی پایدارتری دارند و نرخ جذب بالاتر و پایدارتری دارند (به بیش از 90%).
نرخ انحلال:
تأثیر: سرعت انحلال خیلی سریع (مثلاً کربن نیمه آمورف) می تواند منجر به جوشش شدید کربن، افزایش فرسودگی کربن و مصرف انرژی شود. سرعت انحلال بسیار آهسته می تواند منجر به کربورسازی طولانی مدت شود و تولید را به تاخیر بیاندازد. سرعت ایده آل انحلال صاف و سریع است.
3. اندازه ذرات و توزیع
اندازه ذرات به طور مستقیم بر رفتار انحلال و بازده کربنساز در فلز مذاب تأثیر میگذارد.
اندازه ذرات:
خیلی خوب: به راحتی روی سطح مایع شناور می شود و توسط گازهای کوره منتقل می شود و در نتیجه باعث فرسودگی شدید، عملکرد کم و آلودگی محیطی می شود.
بیش از حد درشت: در ته کوره فرو می رود و به آرامی حل می شود، احتمالاً در پایان فرآیند ذوب به طور ناقص حل می شود و در نتیجه ترکیب ناهمواری ایجاد می شود.
توزیع اندازه ذرات: اندازه ذرات یکنواخت مورد نیاز است. تغییرات بیش از حد اندازه ذرات منجر به انحلال ناهمزمان و در نتیجه نرخ جذب ناپایدار می شود.
4. ریزساختار و مورفولوژی کریستال
این به طور مستقیم با مواد اولیه و فرآیند تولید ریکاربورایزر (خواه گرافیتیزه شده باشد) مرتبط است.
درجه گرافیت سازی:
کربورایزرهای گرافیتی دارای ساختار کریستالی متشکل از تکه های گرافیت مرتب هستند، مشابه ساختار کریستالی گرافیت در چدن. بنابراین، آنها دارای وراثت پذیری خوبی هستند، نه تنها کربورسازی را افزایش می دهند، بلکه باعث ترویج گرافیتیزاسیون، جلوگیری از تمایلات چدن سفید و بهبود خواص مکانیکی و خواص فرآوری چدن می شوند. کربوریزرهای غیر گرافیتیزه کننده (مانند کک نفتی کلسینه شده معمولی): ساختار کریستالی آنها نامنظم است و اتم های کربن به طور تصادفی مرتب شده اند. در حالی که آنها کربن مجدد قابل قبولی را ارائه می دهند، توانایی کمی برای ترویج گرافیتی شدن دارند.
تخلخل: تخلخل متوسط نفوذ فلز را تسهیل می کند و انحلال را تسریع می کند.
نتیجه گیری: هنگام انتخاب یک ریکاربورایزر، چیزی بیش از قیمت و محتوای کربن ثابت را در نظر بگیرید. محتوای ناخالصی هایی مانند گوگرد و نیتروژن، درجه گرافیت شدن و اندازه ذرات را در نظر بگیرید. انتخاب بهینه باید در ارتباط با تجهیزات ذوب مورد نظر (کوره برقی/کوپولا)، دمای ضربه زدن، و نوع محصول (چدن/فولاد ریختهگری، قطعات استاندارد/بالا{2}}) در نظر گرفته شود. برای تولید-آهن داکتیل با کیفیت بالا،-کاربورایزرهای گرافیتیزه کننده با کیفیت بالا معمولاً مقرون به صرفهترین گزینه هستند.
