黒鉛化石油コークスの用途:電炉鋼からブレーキパッド、電池材料まで

炉内での「再浸炭」とは実際には何を意味するのか

A 加炭剤またはカーボンレイザー溶鉄や鋼に溶解し、炭素含有量を目的の組成まで高めます。良いものと悪いものを区別するのは、見出しの炭素数ではありません - それは、その炭素が実際に金属にどれだけの量で、どのくらいの速さで入るかです。

GPC はその構造により、両方の点で勝利を収めています。原料の石油コークスは非晶質炭素です。で開催されるとき黒鉛化炉で2,500～3,000度、炭素原子はグラファイトの規則正しい結晶格子に再配列されます。この変換により、メルトは次の 3 つのことに気づきます。

• 🧲 溶解速度- グラファイト格子は、アモルファスカーボンよりもはるかに速く溶鉄に溶解します。 90～95% を超える炭素回収率は、よく黒鉛化された材料で通常達成されます。-これに対し、未黒鉛化コークスや半黒鉛化コークスでは回収率が著しく低く、予測も困難です。-
• 🧪 純度- 炉処理により揮発性物質が追い出され、多くの不純物化合物が分解されます。プレミアム GPC キャリー98.5 ～ 99.5% の固定炭素、硫黄は 0.03% 未満、灰分は 0.5% 未満、窒素は 300 ppm 未満です。
• ⚡ 導電率- 少なくとも ~2.18 g/cm3 の真密度とおよそ 500 μΩ・m 以下の電気抵抗率は、完全な黒鉛化の痕跡です。これらの数値を欠いている材料は完全に変換されておらず、炉内でも同様に動作します。

アプリケーションファミリー #1: EAF 製鋼

で電気炉、炭素は冶金だけでなく化学も行います。 GPC はスクラップ バスケットに装填されるか、溶融中に注入されます。GPC は目的に向かってバス カーボンを上昇させ、スラグと金属の反応で燃焼する炭素を供給し、耐火物壁をアークから保護するスラグの発泡を助けます。粒度サイズ -1～5mmこれは主力カットです - 溶解速度と供給損失の間の最良のトレードオフを与えます。-経済性は容赦のないものです。固定炭素が仕様を下回る 0.1% ごとに、同じ目的を達成するために鋼材 1 トンあたりのキログラム数が増加することを意味します。そのため、安価な低品位材料は通常、鋼材 1 トンあたりのコストが低くならず、むしろ高くなります。{4}}

アプリケーションファミリー #2: 誘導炉溶解およびねずみ鋳鉄

誘導炉では、大量のスクラップと返品が発生します。カーボンレイザーチャージのバランスを調整するものです。高周波溶解はアーク炉バスよりも静かであるため、粉塵の損失は実際のコストになります。ここでは粉塵をカットするために粗い小節カット (5 ～ 20 mm) がしばしば好まれ、材料が上に着くのではなくかかとに溶けるようにシーケンスの早い段階で投入されます。吸収のタイミングも重要です - 浅い融解ではなく、装入時に GPC を追加すると、高い回収率に依存する溶解時間が得られます。

アプリケーション ファミリ #3: 延性 (球状黒鉛) 鉄 - 仕様が重要な市場-

これが GPC の最高級の評価を獲得する場所です。ダクタイル鋳鉄では、硫黄は二重の敵です。硫黄は鉄を直接劣化させます。マグネシウム結節形成剤を消費しますその前に、マグネシウムがグラファイト球を形作ることができます。本格的な鋳造工場における作業ルールは次のとおりです。硫黄 0.02% 以下この用途の加炭器では、窒素が低く抑えられており、- 過剰な窒素は後で鋳物の気孔やブローホールとして現れます。高純度- GPC (99%以上の固定炭素、0.03～0.05%の硫黄、<300 ppm nitrogen) exists essentially for this market, and the foundries that buy it are the least likely to ever trade down, because a bad carburizer batch ruins castings worth many times the material saving.

アプリケーションファミリー #4: 取鍋の再浸炭と精密化学

高級鋼や清浄鋼を製造する製鉄所や鋳物工場では、取鍋内で最終的な炭素除去を行います。溶解時間が短く、予測可能性がすべてです。{0}細かい切り込み (0.2 ～ 1 mm) は、このような後半の追加ではすぐに溶解します。同じ論理が合金製造にも当てはまり、GPC の低灰分によりスラグ化学物質がクリーンに保たれます。

用途ファミリー #5: 非冶金的用途-

• 🛞 ブレーキ摩擦材- 細かい-メッシュ GPC (約 60～80 メッシュ以上) はブレーキ パッド配合の標準成分であり、熱安定性と制御された摩擦挙動に貢献します。
• 🔋 バッテリーと特殊炭素原料- 黒鉛化コークスは、アノードの生産に供給される同じ種類の材料に属します。同じ炉が両方の世界に対応します。
• 🧱 カーボン製品- 電極、耐火性カーボン ブロック、およびカーボン ペーストは、導電性と純度が重要となる入力として黒鉛化コークスを使用します。
• 🧪 プラスチックとゴム- GPC パウダーは、ポリマー化合物の導電性および強化フィラーとして機能します。

用途に合わせた粒径の調整

実際の例: ねずみ鉄装薬でのカーボンのピックアップ

数字がこれを具体的にします。 3.2% の炭素を目標とするねずみ鉄の 1- トンの誘導装入を考えてみましょう。この場合、スクラップと返品の混合物は 2.7% の炭素をもたらします。溶融物は、炭素が約 0.5 パーセント ポイント不足しています - 5 トンあたり炭素 kg。十分に黒鉛化されていると仮定します98.5% 固定炭素 GPC実際の回収率 90% の場合: メルターには 1 トンあたり約 5 ÷ (0.985 × 0.90) ≈ 5.6 kg の GPC が必要です。次に、回収率 80% の半黒鉛化材料を使用して計算を繰り返します。1 トンあたり約 6.3 kg の材料が - 12% 増加し、炉のオペレータが追跡しなければならない炭素の飛散量がさらに増加し​​ます。 (この例は説明のためのものです。各工場はそれぞれの料金と慣行に合わせて校正を行っていますが、算術演算の形状が、鋳造工場が完全に黒鉛化された材料に戻り続ける理由です。)

よくある質問

1. 黒鉛化石油コークスは何に使用されますか?

その主な用途は、カーボンレイザー/加炭剤電気炉製鋼、高周波溶解、ねずみ鋳鉄およびダクタイル鋳鉄の鋳造工場で使用されます。二次用途としては、取鍋冶金における炭素添加、摩擦材料などがあります。ブレーキパッド、プラスチックやゴムの導電性フィラー、炭素製品や電池の負極材料の原料。

2. 加炭剤として通常のか焼石油コークスよりも GPC が好まれるのはなぜですか?

2,500 ～ 3,000 度での黒鉛化により、非晶質炭素が結晶性黒鉛に変換され、溶融金属により速く完全に溶解するためです。適切に黒鉛化された GPC による実用的な炭素回収率は通常 90～95% 以上であり、高温処理により揮発性物質や不純物も除去されます -。か焼コークスよりも硫黄分、窒素分、灰分が少なくなります。

3. ダクタイル鋳鉄の GPC の硫黄レベルはどれくらいですか?

球状黒鉛 (ダクタイル) 鉄の場合、動作規則は次のとおりです。硫黄 0.02% 以下これは、硫黄がマグネシウムの塊形成剤を消費し、塊の形成を低下させるためです。硫黄を 0.03 ～ 0.05% 含むプレミアム GPC グレードは、ねずみ鉄および鋼に一般的に使用されます。ダクタイル鋳鉄鋳造工場は通常、入手可能な最も清浄な材料を指定します。

4. GPC の粒子サイズはどれを使用すればよいですか?

EAFチャージカーボンおよび一般鋳造作業用、粒状1～5mm溶解速度と回復のバランスを考慮したスタンダードです。誘導炉の場合、より粗いノジュラーカット (5 ～ 20 mm) により粉塵の発生が減少します。取鍋の追加が遅い場合や非冶金用途の場合、0.2～1 mm の微細な切片や粉末が最も早く溶解します。-仕様はサプライヤーの都合ではなく、炉の慣行によって設定される必要があります。

5. GPC は炭素含有量以外にも鋳造品質に影響しますか?

はい。過剰窒素浸炭器内の浸炭は、鉄鋳物における気孔やブローホールの古典的な原因です-。<300 ppm specification on premium grades. High ash increases slag volume and shortens refractory life. Volatile matter above about 0.5% signals incomplete graphitization and means smoke, erratic recovery and environmental exposure in the shop.

6. GPC は誘導炉で使用できますか? それともアーク炉でのみ使用できますか?

両方。 EAF では、チャージカーボンおよびスラグフォーマーとして機能します。誘導炉では、スクラップ中の炭素を再バランスさせる標準的な方法です-。違いは適合性ではなく実践です。通常、誘導工場では早めにスクラップを GPC に投入し、ほこりを抑えるために粗いカットを好むことが多いのに対し、EAF の実践では標準の 1 ～ 5 mm の粒状カットが好まれます。