Stálframleiðsla krefst ekki „alltaf“ kolefnishækkunartæki, en í flestum tilfellum er notkun þeirra hagkvæmasta, nákvæmasta og áhrifaríkasta leiðin til að ná markmiðum um kolefnisinnihald fyrir stálflokkinn.
1. Kjarninn í stálframleiðslu: afkolunarferli. Aðalhráefnið til stálframleiðslu er bráðið járn (úr háofninum), sem hefur mjög hátt kolefnisinnihald, venjulega á bilinu 3,5% til 4,5%.
Það inniheldur einnig óhreinindi eins og fosfór, brennistein, sílikon og mangan. Þetta hár-kolefnisbráðna járn er mjög brothætt og hart, með nánast enga seigju, sem gerir það óhentugt til smíða, rúllunar eða annarrar plastvinnslu og takmarkar þannig notkun þess.
Kjarnaverkefni stálframleiðslu er að oxa kröftuglega og fjarlægja þessi umfram frumefni, sérstaklega kolefni, úr bráðnu járni með því að blása súrefni inn.
Að lokum stjórnum við kolefnisinnihaldinu undir 2,0% og fyrir flest stál er kolefnisinnihaldið jafnvel á milli 0,03% og 1,0%.
Þess vegna, frá stórsæju sjónarhorni, er stálframleiðsla „afkolunar“ ferli.
2. Ef afkolun er nauðsynleg, af hverju að bæta við kolefni á sama tíma?
Þetta hljómar misvísandi, en það er einmitt kjarni vandans.
Helstu ástæðurnar eru sem hér segir:
Ástæða 1: Þörfin fyrir of mikla afkolun og nákvæma stjórn
Við súrefnis-blásna stálframleiðslu eru oxunarhvarf kolefnis mjög kröftug og hröð.
Það er auðvelt að minnka kolefni úr 4% í 0,1%, en einmitt að stoppa við 0,1% er mjög erfitt.
"Óstöðvandi" áhrifin: Í reynd, til að tryggja nægilega fjarlægingu skaðlegra þátta eins og fosfórs og brennisteins, heldur súrefnisblástursferlið oft áfram þar til kolefnisinnihaldið er lægra en markgildið.
Þetta leiðir til of mikillar afkolunar.
Stýring á endapunkti: Þegar kolefni í bráðnu stáli er þegar mjög lágt, getur ákvörðun á endanlegu kolefnisinnihaldi í gegnum ferla eins og prófun og hitastigsmælingu leitt til niðurstöðu sem er nú þegar lægri en markgildi.
Þess vegna er algeng stefna í nútíma stálframleiðslu: "Hreinsaðu aðeins meira fyrst, bættu því síðan við aftur."
Það er, fyrst afkola kolefninu að stigi sem er aðeins lægra en markgildið (þetta tryggir að önnur óhreinindi séu einnig nægilega fjarlægð), og síðan, meðan á töppunar- eða hreinsunarferlinu stendur, stilla kolefnisinnihaldið nákvæmlega að marksviðinu með því að bæta við kolefnishækkunartæki.
Ástæða tvö: Notkun á brotajárni sem hráefni
Nútíma stálframleiðsla í ljósbogaofni notar fyrst og fremst brotajárn sem hráefni.
Í bræðsluferlinu gleypir rusl stál súrefni úr loftinu sem veldur því að kolefnið í bráðnu stálinu oxast og glatast. Á sama tíma getur brota stálið sjálft haft ófullnægjandi kolefnisinnihald. Þess vegna, eftir að brota stálið hefur verið bráðnað, verður að bæta við kolefnishækkun til að bæta við og stilla kolefnisinnihaldið.
Ástæða þrjú: Þörfin fyrir mikla-kolefnisstálframleiðslu
Fyrir sumar háar-kolefnisstáltegundir, eins og gormstál (kolefnisinnihald u.þ.b. 0,6%-0,75%), verkfærastál og burðarstál (kolefnisinnihald u.þ.b. 1,0%), jafnvel þótt allt kolefni í bráðnu járni sé haldið eftir, gæti verið að tilskilið kolefnisinnihald sé ekki uppfyllt.
Í þessu tilviki verður að bæta við miklu magni af kolefnishækkun.
3. Hvað er Carbon Raiser?
Hvers vegna það?
Carbon raisers are not ordinary coal or coke, but rather specially treated carbonaceous materials with extremely high carbon content (usually >95%) og afar lítið magn af óhreinindum eins og brennisteini, fosfór og köfnunarefni.
Algengar gerðir eru: Brennt jarðolíukók kolefnishækkun: Algengasta gerðin, með góða frammistöðu og hóflegt verð.
Grafítsett endurkolunarefni: Mesta frásogshraðinn, fæst óhreinindi, en líka dýrasta.
Venjulega notað í hágæða sérstáli.-
Kola-endurkolunarefni: Lítill kostnaður, en meiri óhreinindi. Almennt notað fyrir steypujárnshluta með minna strangar kröfur; sjaldan notað í stálframleiðslu.
Kostir þess að nota endurkolunarefni:
* Nákvæmt og stjórnanlegt: Hægt að bæta við í reiknuðum þyngdum, eins og að bæta við salti, til að fínstilla-endanlegri samsetningu bráðnu stáls.
* Mikill hreinleiki: Hágæða endurkolunarefni setja ekki inn ný skaðleg óhreinindi og forðast „mengun“ bráðna stálsins.
* Hátt frásogshraði: Við viðeigandi ferli aðstæður (svo sem að nota bráðið stál högghræringu við að slá) getur kolefnisupptökuhraði náð 85% -95%.
* Kostnaðar-hagkvæmt: Í samanburði við að „halda í“ kolefni með því að stjórna súrefnisblástur, er það einfaldara, áreiðanlegra og lægri heildarkostnaður að nota endurkolunarefni til að „stilla“ kolefnisinnihaldið.
Samantekt
Í stuttu máli: Stálframleiðsla er tiltölulega umfangsmikið ferli sem beinist fyrst og fremst að afkolun, á meðan nútíma iðnaður krefst mjög nákvæmar kröfur um stálsamsetningu.
Kolefnisendurkolunartæki, sem „fín-stillingaraðferð, leysa fullkomlega mótsögnina milli „umfangsmikilla afkolunar“ og „nákvæmrar stjórnunar“. Þær gera stóra-framleiðsla, skilvirka og -kostnaðarlítil framleiðslu á stáli með nákvæmri samsetningu og stöðugri frammistöðu.
Það má segja að án kolefnisuppbótarefna, svo einfalts og skilvirks efnis, væri skilvirkni og vörugæði nútíma stáliðnaðar verulega skert.
