Proizvodnja jekla ne zahteva "vedno" dvigovalnikov ogljika, vendar je v večini primerov njihova uporaba najbolj ekonomičen, natančen in učinkovit način za doseganje ciljnih zahtev glede vsebnosti ogljika za razred jekla.
1. Bistvo jeklarstva: postopek razogljičenja. Glavna surovina za proizvodnjo jekla je staljeno železo (iz plavža), ki ima zelo visoko vsebnost ogljika, običajno med 3,5 % in 4,5 %.
Vsebuje tudi nečistoče, kot so fosfor, žveplo, silicij in mangan. To visoko{1}}ogljično staljeno železo je zelo krhko in trdo, skoraj brez žilavosti, zaradi česar ni primerno za kovanje, valjanje ali drugo plastično obdelavo, kar omejuje njegovo uporabo.
Glavna naloga izdelave jekla je nasilna oksidacija in odstranitev teh odvečnih elementov, zlasti ogljika, iz staljenega železa z vpihavanjem kisika.
Navsezadnje nadzorujemo vsebnost ogljika pod 2,0 %, pri večini jekel pa je vsebnost ogljika celo med 0,03 % in 1,0 %.
Zato je z makroskopskega vidika izdelava jekla proces "razogljičenja".
2. Če je potrebno razogljičenje, zakaj bi hkrati dodajali ogljik?
Sliši se protislovno, a ravno v tem je bistvo problema.
Glavni razlogi so naslednji:
Razlog 1: Potreba po pretiranem razogljičenju in natančnem nadzoru
Pri proizvodnji jekla s-pihanjem kisika je oksidacijska reakcija ogljika izjemno močna in hitra.
Zmanjšanje ogljika s 4 % na 0,1 % je enostavno, zelo težko pa se je natančno ustaviti pri 0,1 %.
Učinek »neustavljivega«: V praksi se za zagotovitev zadostne odstranitve škodljivih elementov, kot sta fosfor in žveplo, postopek vpihovanja kisika pogosto nadaljuje, dokler vsebnost ogljika ni nižja od ciljne vrednosti.
To vodi do čezmernega razogljičenja.
Nadzor končne točke: Ko je ogljik v staljenem jeklu že zelo nizek, lahko določanje končne vsebnosti ogljika s postopki, kot sta testiranje in merjenje temperature, povzroči rezultat, ki je že nižji od ciljne vrednosti.
Zato je skupna strategija v sodobni proizvodnji jekla: "Najprej še malo razogljičite, nato dodajte nazaj."
To pomeni, da najprej razogljičite ogljik na raven, ki je nekoliko nižja od ciljne vrednosti (to zagotavlja, da so tudi druge nečistoče dovolj odstranjene), nato pa med postopkom točenja ali rafiniranja natančno prilagodite vsebnost ogljika ciljnemu območju z dodajanjem dvigovalca ogljika.
Drugi razlog: uporaba odpadnega jekla kot surovine
Sodobna proizvodnja jekla v elektroobločnih pečeh kot surovino uporablja predvsem odpadno jeklo.
Med procesom taljenja odpadno jeklo absorbira kisik iz zraka, zaradi česar se ogljik v staljenem jeklu oksidira in izgubi. Hkrati ima lahko samo odpadno jeklo premalo vsebnosti ogljika. Zato je treba po taljenju odpadnega jekla dodati dvig ogljika za dopolnitev in prilagoditev vsebnosti ogljika.
Tretji razlog: Potreba po-proizvodnji visokoogljičnega jekla
Pri nekaterih-vrstah jekel z visoko vsebnostjo ogljika, kot je vzmetno jeklo (vsebnost ogljika približno 0,6 %-0,75 %), orodno jeklo in ležajno jeklo (vsebnost ogljika približno 1,0 %), zahtevana vsebnost ogljika morda ne bo dosežena, tudi če ostane ves ogljik v staljenem železu.
V tem primeru je treba dodati veliko količino ogljika.
3. Kaj je Carbon Raiser?
Zakaj?
Carbon raisers are not ordinary coal or coke, but rather specially treated carbonaceous materials with extremely high carbon content (usually >95 %) in izjemno nizko vsebnostjo nečistoč, kot so žveplo, fosfor in dušik.
Pogosti tipi vključujejo: Žgani naftni koks Carbon Raiser: najpogosteje uporabljena vrsta z dobro zmogljivostjo in zmerno ceno.
Grafitizirano reogljično sredstvo: najvišja stopnja absorpcije, najmanj nečistoč, a tudi najdražje.
Običajno se uporablja v-posebnih jeklih višjega cenovnega razreda.
Sredstvo za ponovno naogljičenje-na osnovi premoga: poceni, vendar več nečistoč. Na splošno se uporablja za dele iz litega železa z manj strogimi zahtevami; redko se uporablja pri izdelavi jekla.
Prednosti uporabe sredstev za ponovno naogljičenje:
* Natančno in nadzorovano: lahko se doda v izračunanih utežih, kot je dodajanje soli, za natančno-uravnavanje končne sestave staljenega jekla.
* Visoka čistost: Visoko-kakovostna sredstva za ponovno naogljičenje ne vnašajo novih škodljivih nečistoč in preprečujejo "kontaminacijo" staljenega jekla.
* Visoka stopnja absorpcije: V ustreznih procesnih pogojih (kot je uporaba udarnega mešanja staljenega jekla med točenjem) lahko stopnja absorpcije ogljika doseže 85% -95%.
* Stroškovno-učinkovit: V primerjavi z "zadrževanjem" ogljika z nadzorom vpihovanja kisika je uporaba sredstev za ponovno naogljičenje za "prilagoditev" vsebnosti ogljika enostavnejša, zanesljivejša in ima nižje skupne stroške.
Povzetek
Če povzamemo: izdelava jekla je razmeroma obsežen proces, osredotočen predvsem na razogljičenje, sodobna industrija pa zahteva izjemno natančne zahteve glede sestave jekla.
Naprave za ponovno naogljičenje kot metoda »fine-uravnave« odlično razrešijo protislovje med »obsežnim razogljičenjem« in »natančnim nadzorom«. Omogočajo-obsežno, učinkovito in poceni-proizvodnjo jekla z natančno sestavo in stabilnim delovanjem.
Lahko rečemo, da bi bila brez ogljikovih rekarburizatorjev, tako preprostega in učinkovitega materiala, učinkovitost in kakovost izdelkov sodobne jeklarske industrije znatno ogrožena.
