การวิเคราะห์ปัจจัยภายในที่ส่งผลต่ออัตราการละลายของตัวเติมคาร์บูไรเซอร์

ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่ออัตราการละลายของรีคาร์บูไรเซอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทอย่างเป็นระบบ ได้แก่ คุณสมบัติของรีคาร์บูไรเซอร์ (ปัจจัยภายใน) และสภาวะกระบวนการถลุง (ปัจจัยภายนอก) วันนี้เราจะวิเคราะห์ปัจจัยภายใน:
แนวคิดหลัก
การละลายตัวเติมคาร์บูไรเซอร์ในเหล็กหลอมเหลวโดยพื้นฐานแล้วเป็นกระบวนการถ่ายเทมวลที่เกี่ยวข้องกับการทำให้เปียก ปฏิกิริยาระหว่างผิว การแพร่กระจาย และการพาความร้อน ปัจจัยใดๆ ที่ส่งผลต่อกระบวนการเหล่านี้จะส่งผลต่ออัตราการละลายในท้ายที่สุด
คุณสมบัติรีคาร์บูไรเซอร์ (ปัจจัยภายใน)
นี่เป็นปัจจัยพื้นฐานที่กำหนดอัตราการละลาย
1. ระดับของการสร้างภาพกราฟิก (ปัจจัยที่สำคัญที่สุด)
Mechanism: Graphitization refers to the transformation of carbon atoms from a disordered arrangement to an ordered layered crystal structure (similar to natural graphite) at high temperatures (>2500 องศา)
อิทธิพล:
สารเติมแต่งกราไฟท์ที่มีกราไฟท์สูง: อะตอมของคาร์บอนจะถูกพันธะซึ่งกันและกันด้วยแรง van der Waals ที่อ่อนแอ ทำให้เหล็กหลอมเหลวทะลุผ่านชั้นระหว่างกันได้อย่างง่ายดาย และอะตอมของคาร์บอนจะ "ลอกออก" และละลายได้ ส่งผลให้อัตราการละลายเร็วมากและอัตราการดูดซึมสูง
สารเติมแต่งกราไฟต์ที่ไม่ใช่- (เช่น โค้กปิโตรเลียมธรรมดาที่ผ่านการเผา): โครงสร้างคาร์บอนมีความเป็นระเบียบและหนาแน่น ทำให้อะตอมของคาร์บอนต้องทำลายพันธะเคมีที่แข็งแรงกว่าก่อนที่จะเข้าสู่เหล็กหลอมเหลว ส่งผลให้อัตราการละลายช้าลงและสารระเหยจะถูกเผาไหม้มากขึ้น
สรุป: สารเติมแต่งกราไฟต์ประดิษฐ์มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในเรื่องอัตราการละลาย
2. ขนาดอนุภาคและโครงสร้างรูพรุน
ขนาดอนุภาค: มีช่วงที่เหมาะสมที่สุด
ละเอียดเกินไป: แม้จะมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ แต่ก็มีแนวโน้มที่จะลอยอยู่บนพื้นผิวของเหล็กหลอมเหลว ซึ่งมันถูกออกซิไดซ์และเผา (ปรากฏว่าเป็นเปลวเพลิงและควัน) ไม่สามารถจมลงในเหล็กหลอมเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีส่วนร่วมในการละลาย ส่งผลให้อัตราการละลายที่มีประสิทธิภาพลดลง
หยาบเกินไป: พื้นที่สัมผัสโดยรวมมีขนาดเล็ก ต้องละลายช้าจากด้านนอกเข้าไปหลังจากจมลงสู่ด้านล่าง ส่งผลให้ใช้เวลาในการละลายนานและอาจละลายได้ไม่หมดก่อนออกจากเตา
หลักการ: ขนาดอนุภาคควรให้แน่ใจว่ารีคาร์บูไรเซอร์สามารถเจาะชั้นตะกรันและจมลงในเหล็กหลอมเหลวได้อย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกันก็ให้พื้นที่ปฏิกิริยาเพียงพอ โดยทั่วไปขนาดอนุภาคจะถูกเลือกตามความจุของเตาเผา ความพรุน: โครงสร้างที่มีรูพรุนเป็นช่องทางให้เหล็กหลอมเหลวทะลุผ่าน ช่วยเพิ่มพื้นที่ส่วนต่อประสานที่เกิดปฏิกิริยาได้อย่างมาก และดูดซับเหล็กหลอมเหลวเหมือนฟองน้ำ ซึ่งช่วยเร่งอัตราการละลายได้อย่างมาก
3. ความบริสุทธิ์ (ซัลเฟอร์ เถ้า และสารระเหย)
ปริมาณซัลเฟอร์: ซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบที่ออกฤทธิ์บนพื้นผิว-ซึ่งจะดูดซับบนพื้นผิวรีคาร์บูไรเซอร์ ช่วยลดความสามารถในการเปียกของเหล็กหลอมเหลว และทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการละลายอะตอมของคาร์บอน ยิ่งปริมาณซัลเฟอร์สูง อัตราการสลายตัวก็จะยิ่งช้าลง
สารระเหย: ปริมาณสารระเหยสูงบ่งชี้ว่ามีปริมาณสารเติมแต่งคาร์บอน "ดิบ" ในปริมาณสูงและคาร์บอนไดออกไซด์ที่ไม่สมบูรณ์ ที่อุณหภูมิสูง สิ่งนี้จะปล่อยก๊าซออกมาอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้รีคาร์บูไรเซอร์พังทลายและลอยอยู่ในเหล็กหลอมเหลว ป้องกันการละลายที่เสถียรและยืดเวลาการหลอมนานขึ้น
เถ้า: เถ้า (โดยหลักคือ SiO₂, Al₂O₃ ฯลฯ) จะไม่ละลายและก่อตัวเป็นฟิล์มกั้นบนพื้นผิวรีคาร์บูไรเซอร์ ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการสัมผัสระหว่างเหล็กหลอมเหลวและคาร์บอน