煅烧焦增碳剂
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大连优质焦油增碳剂加工

2021-08-26 00:31:13
大连优质焦油增碳剂加工

石油焦增碳剂是黑色或暗灰色坚硬固体石油产品,带有金属光泽,呈多孔性,是由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。大连焦油增碳剂石油焦组分是碳氢化合物,含碳90-97%,含氢1.5-8%,还含有氮、氯、硫及重金属化合物。生石油焦的产量大约不到所用原油量的5%。美国生石油焦的年产量约3000万t。生石油焦中的杂质含量高,不能直接用作增碳剂,必须先经过煅烧处理。生石油焦增碳剂的分类有海绵状、针状、粒状和流态等,我们分别介绍下。石墨化石油焦增碳剂是原油经蒸馏将轻重质油分离,重质油再经热裂转化成的产品,石油焦为形状不规则、大小不一的黑色块,金属光泽,颗粒具多孔隙结构,主要元素为碳,占有80wt%以上,其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。具有物理、化学性质及机械性质,本身是发热部份的不挥发性碳,挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等)这些指标决定石油焦的化学性质。石油焦增碳剂指标特性(石油焦增碳剂的功能):1、化学成分纯净,高碳、低硫、有害成分极微,吸收率高。焦油增碳剂加工2、产品石墨化程度高,提高原铁液的形核能力,在孕育中增加球墨铸铁的墨球数量,在电炉铁液中增加石墨晶核,使石墨在铸件中的分布细化、均匀。3、颗粒大小适中,孔隙度大,吸收速度快。

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(1)在中频电炉熔炼中使用增碳剂,可按配比或碳当量要求随料加入电炉中下部位,回收率可达95%以上;(2)如果碳量不足调整碳分时。大连焦油增碳剂先打净炉中熔渣,再加增碳剂,通过铁液升温,电磁搅拌或人工搅拌使碳溶解吸收,回收率可在90%左右,如果采用低温增碳工艺,即炉料只熔化一部分,熔化的铁液温度较低的情况下,全部增碳剂一次性加入铁液中,同时用固体炉料将其压入铁液中不让其露出铁液表面。这种方法铁液增碳可达1.0%以上。2.炉外增碳:(1)包内喷石墨粉选用石墨粉做增碳剂,吹入量为40kg/t,预期能使铁液含碳量从2%增到3%。随着铁液碳含量逐渐升高,碳量利用率下降,增碳前铁液温度1600℃,增碳后平均为1299℃。喷石墨粉增碳,一般采用氮气做载体,但在工业生产条件下,用压缩空气更方便,而且压缩空气中的氧燃烧产生CO,化学反应热可补偿部分温降,而且CO的还原气氛利于改善增碳效果。(2)出铁时使用增碳剂可将100-300目的石墨粉增碳剂放到包内,或从出铁槽随流冲入,出完铁液后充分搅拌,尽可能使碳溶解吸收,碳的回收率在50%左右。用于铸造,铸铁、铸钢,铸件会有对碳的一个要求,那么增碳剂顾名思义就是来增加铁液中的碳含量,又比如说,在熔炼中常用炉料为生铁、废钢、回炉料,生铁的碳含量高,但是却采购价格相对废钢来说是要高出一节的。焦油增碳剂加工所以增加废钢投放量,降低生铁投放量,加增碳剂,能起到一定的降低铸件成本的作用。

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增碳剂可以用作铸铁增碳剂的材料很多,常用的有人造石墨、煅烧石油焦、天然石墨、焦炭、无烟煤以及用这类材料配成的混合料。1.人造石墨上述各种增碳剂中,品质好的是人造石墨。制造人造石墨的主要原料是粉状的优质煅烧石油焦,在其中加沥青作为粘结剂,再加入少量其他辅料。大连焦油增碳剂各种原材料配合好以后,将其压制成形,然后在2500~3000℃、非氧化性气氛中处理,使之石墨化。经高温处理后,灰分、硫、气体含量都大幅度减少。由于人造石墨制品的价格昂贵,铸造厂常用的人造石墨增碳剂大都是制造石墨电极时的切屑、废旧电极和石墨块等循环利用的材料,以降低生产成本。熔炼球墨铸铁时,为使铸铁的冶金质量上乘,增碳剂宜人造石墨。2.石油焦石油焦是目前广泛应用的增碳剂。石油焦是精炼原油得到的副产品,原油经常压蒸馏或减压蒸馏得到的渣油及石油沥青,都可以作为制造石油焦的原料,再经焦化后就得到生石油焦。生石油焦的产量大约不到所用原油量的5%。美国生石油焦的年产量约3000万t。生石油焦中的杂质含量高,不能直接用作增碳剂,必须先经过煅烧处理。生石油焦有海绵状、针状、粒状和流态等品种。海绵状石油焦是用延迟焦化法制得的,由于其中硫和金属含量较高,通常用作煅烧时的燃料,也可作为煅烧石油焦的的原料。经煅烧的海绵焦,主要用于制铝业和用作增碳剂。针状石油焦,是用芳香烃的含量高、杂质含量低的原料,由延迟焦化法制得的。这种焦炭具有易于破裂的针状结构,有时称之为石墨焦,煅烧后主要用于制造石墨电极。粒状石油焦呈硬质颗粒状,是用硫和沥青烯含量高的原料,用延迟焦化法制得的,主要用作燃料。流态石油焦,是在流态床内用连续焦化法制得的,呈细小颗粒状,结构无方向性,硫含量高、挥发分低。石油焦的煅烧,是为了除去硫、水分、和挥发分。将生石油焦于1200~1350℃煅烧,可以使其成为基本上纯净的碳。煅烧石油焦的用户是制铝业,70%用以制造使铝矾土还原的阳极。美国生产的煅烧石油焦,用于铸铁增碳剂的约占6%。3.天然石墨天然石墨可分为鳞片石墨和微晶石墨两类。微晶石墨灰分含量高,一般不用作铸铁的增碳剂。鳞片石墨有很多品种:高碳鳞片石墨需用化学方法萃取,或加热到高温使其中的氧化物分解、挥发,这种鳞片石墨产量不多、价格高,一般也不作增碳剂;低碳鳞片石墨中的灰分含量高,不宜用作增碳剂;用作增碳剂的主要是中碳石墨,但用量也不多。4.焦炭和无烟煤电弧炉炼钢过程中,可以在装料时配加焦炭或无烟煤作为增碳剂。焦油增碳剂加工由于其灰分和挥发分含量较高,感应电炉熔炼铸铁很少用作增碳剂。

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2.增碳剂加入量的影响在一定的温度和化学成分相同的条件下,铁液中碳的饱和浓度一定。铸铁中碳的溶解极限为([C%]=1.3+0.0257T-0.31[Si%]-0.33[P%]-0.45[S%]+0.028[Mn%](T为铁液温度)。大连焦油增碳剂在一定饱和度下,增碳剂加入量越多,溶解扩散所需时间就越长,相应损耗量就越大,吸收率就会降低。3.温度对增碳剂吸收率的影响从动力学和热力学的观点分析,铁液的氧化性与C-Si-O系的平衡温度有关,即铁液中的O与C、Si会发生反应。而平衡温度随目标C、Si含量不同而发生变化,铁液在平衡温度以上时,优先发生碳的氧化,C和O生成CO和CO2。这样,铁液中的碳氧化损耗增加。因此,在平衡温度以上时,增碳剂吸收率降低;当增碳温度在平衡温度以下时,由于温度较低,碳的饱和溶解度降低,同时碳的溶解扩散速度下降,因而收得率也较低;增碳温度在平衡温度时,增碳剂吸收率。4.铁液搅拌对增碳剂吸收率的影响搅拌有利于碳的溶解和扩散,避免增碳剂浮在铁液表面被烧损。在增碳剂未完全溶解前,搅拌时间长,吸收率高。搅拌还可以减少增碳保温时间,使生产周期缩短,避免铁液中合金元素烧损。但搅拌时间过长,不仅对炉子的使用寿命有很大影响,而且在增碳剂溶解后,搅拌会加剧铁液中碳的损耗。因此,适宜的铁液搅拌时间应以保证增碳剂完全溶解为适宜。5.铁液化学成分对增碳剂吸收率的影响当铁液中初始碳含量高时,在一定的溶解极限下,增碳剂的吸收速度慢,吸收量少,烧损相对较多,增碳剂吸收率低。当铁液初始碳含量较低时,情况相反。另外,铁液中硅和硫阻碍碳的吸收,降低增碳剂的吸收率;而锰元素有助于碳的吸收,提高增碳剂吸收率。就影响程度而言,硅,锰次之,碳、硫影响较小。因此,实际生产过程中,应先增锰,再增碳,后增硅。增碳剂是炼钢企业中不可缺少的一种辅助材料,目前国内钢厂中使用的增碳剂有三大种类1.煤质增碳剂:成分一般为C:90-93%,S0.3-0.5%。吸收率在60-75%之间比较多,主要用于炼钢企业使用。优点:价格低缺点:碳含量低,融化慢,浪费电能,残余量大,使用量也大。煤质增碳剂2.煅后石油焦增碳剂:成分一般为C:96-98.5%,S<0.5%比较多,吸收率在90%以上。优点:石油焦增碳剂采用石油焦在2000多摄氏度高温下煅烧提纯等加工而成,杂质少,价格合理,吸收率高,是目前钢厂使用的增碳剂材料效果、成本都比较好的一种增碳剂。3.石墨化增碳剂:成分一般为C:98-99.5%,S0.03-0.05%比较多,吸收率在90-95%以上比较多。焦油增碳剂加工优点:石墨化增碳剂经过高温处理石墨化的过程,在3000℃高温条件下,碳分子形态由不规则的排列方式转变成六方形均匀的排列方式。固定碳含量高,吸收率高,杂质少,因此这种石墨结构在钢水铁水中最易分解。缺点:价格偏高,国内炼钢厂家使用的比较少,但是在冶炼优质钢时会使用。

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