Viteza de dizolvare a agenților de cementare în fierul topit determină direct eficiența lor de absorbție și rata finală de absorbție.
Acesta este un proces fizico-chimic complex, afectat în principal de următorii factori:
Următorii sunt principalii factori care afectează viteza de dizolvare a agenților de cementare, enumerați în ordinea importanței:
I. Temperatura (factor termic)
Acesta este cel mai important și mai important factor.
• Principiu: Dizolvarea agenților de cementare în fier topit este un proces endotermic, care necesită absorbția unei cantități mari de căldură.
Temperaturile mai ridicate înseamnă:
Vâscozitate mai scăzută a fierului topit: fluiditate mai bună, care este benefică pentru convecția și difuzia atomilor de carbon.
Activitate crescută a atomilor de carbon: energie cinetică mai mare, facilitând desprinderea de la suprafața agentului de cementare și difuzarea în interiorul fierului topit.
Reacție accelerată de interfață solid-lichid: temperaturile mai ridicate oferă o forță motrice termodinamică mai puternică.
• Model de influență: viteza de dizolvare crește brusc odată cu creșterea temperaturii.
Peste 1500 de grade, viteza de dizolvare este de câteva ori mai rapidă decât la 1400 de grade.
II. Proprietățile materiale ale agenților de carburare
1. Gradul de grafitizare:
• Agenți de cementare foarte grafitizat: Atomii lor de carbon sunt dispuși într-o structură ordonată de foi de grafit, similară cu structura de grafit din fontă, prezentând astfel o mai bună umectare cu fierul topit.
Fierul topit se poate „udă” mai ușor în golurile dintre foile de grafit, făcându-le să se desprindă strat cu strat, rezultând o viteză de dizolvare mai rapidă.
• Ne-grafitizat (de exemplu, cocs de petrol calcinat): structura carbonului este dezordonată și densă, ceea ce duce la o umectabilitate slabă cu fierul topit. Fierul topit are dificultăți de penetrare, iar dizolvarea se bazează în principal pe dizolvarea lentă a suprafeței, ceea ce duce la o rată lentă.
2. Dimensiunea și forma particulelor:
• Dimensiunea particulelor: Există un interval optim de mărime a particulei (de obicei 1-5 mm).
Particule prea fine: plutesc cu ușurință pe suprafața lichidului, rezultând arderea-severă și un timp real de contact scurt cu fierul topit.
Particule prea mari: suprafață totală mică și se scufundă ușor în fund, rezultând o zonă mică de contact cu fierul topit și un timp lung de dizolvare.
• Porozitate: agenții de cementare poroși, liberi (cum ar fi unii agenți de cementare de -calitate scăzută) oferă mai multe canale de penetrare pentru fierul topit, ceea ce duce la dizolvarea inițială rapidă, dar poate duce la o rată netă de absorbție scăzută din cauza arderii-rapide.
III. Starea fierului topit
1. Compoziția chimică a fierului topit:
• Saturația carbonului: Cu cât conținutul de carbon al fierului topit este mai aproape de concentrația sa de saturație (determinată de echivalentul de carbon CE), cu atât „forța motrice” pentru dizolvarea carbonului este mai slabă și cu atât rata de dizolvare este mai lentă.
• Elemente „de blocare”:
Siliciu (Si): principalul element de blocare.
Siliciul reduce solubilitatea carbonului în fierul topit și se adsorbe pe suprafața agentului de cementare, formând un strat de blocare care reduce semnificativ viteza de dizolvare. Acesta este motivul important pentru care trebuie adăugat carbon înainte de siliciu.
Mangan (Mn): Are un impact mai mic și chiar poate elimina indirect efectele adverse ale sulfului prin reacția cu sulful pentru a forma MnS.
• Elemente „promovare”:
Sulful (S): La suprafață, sulful reacționează cu carbonul sau modifică tensiunea superficială, împiedicând dizolvarea.
Mai important, sulful reduce semnificativ umecbilitatea fierului topit cu recarburatoare (în special carbonul grafitic), acționând ca un inhibitor puternic al vitezei de dizolvare.
2. Curgerea și agitarea fierului topit:
• Principiu: Convecția puternică și agitarea pot:
Îndepărtați rapid stratul bogat de carbon-saturat de pe suprafața recarburizatorului, expunând noi suprafețe pentru o dizolvare continuă.
Preveniți aglomerarea și decantarea recarburizatorului, asigurând distribuția sa uniformă în fierul topit.
• Metodă: agitarea electromagnetică într-un cuptor cu inducție de-frecvență medie este o metodă extrem de eficientă.
Agitarea manuală are, de asemenea, un anumit efect.
IV. Procesul de operare
1. Metode de adăugare:
• Adăugarea de jos: Recarburizatorul este acoperit de încărcătura cuptorului și începe să se dizolve lent din primul moment în care fierul topit se topește. Această metodă oferă cel mai lung timp efectiv de dizolvare și are loc într-o regiune cu temperatură relativ scăzută-, rezultând o ardere minimă- și cea mai mare eficiență globală de dizolvare și absorbție.
• -Adăugare la mijlocul ciclului: adăugată atunci când există deja un bazin de topire, evitând arderea inițială-. Dizolvarea se bazează pe agitarea electromagnetică, rezultând o rată mai rapidă.
• Stropire la suprafață: Cea mai proastă metodă.
Când carburatoarele sunt expuse la temperaturi ridicate și la aer, o cantitate semnificativă arde și plutesc pe suprafață, nereușind să intre în contact eficient cu fierul topit, rezultând o rată efectivă de dizolvare extrem de scăzută.
Înțelegând și controlând în mod sistematic acești factori, rata de dizolvare a carburatoarelor poate fi îmbunătățită semnificativ, obținând astfel efecte de carburare eficiente, stabile și cu{0}}cost redus.
