Скоростта на разтваряне на рекарбюризаторите пряко влияе върху ефективността на производството и качеството на стопеното желязо.
В допълнение към свойствата на самия рекарбюризатор (като фиксиран въглерод и степен на графитизация), много външни фактори също играят решаваща роля.
1. Условия на стопено желязо
Това е най-критичният външен фактор, влияещ върху скоростта на разтваряне.
1. Температура
Температурата е решаващ фактор.
По-високите температури значително ускоряват предварителното загряване и топенето на частиците на рекарбюризатора, както и скоростта на дифузия на въглеродните атоми в разтопеното желязо.
Практическо приложение: Ето защо добавянето на рекарбюризатори по време на процеса на източване е най-ефективно, тъй като тогава температурата на стопеното желязо е най-висока и турбуленцията е най-голяма.
2. Първоначално въглеродно съдържание
Влияние: Първоначалното съдържание на въглерод (степен на насищане) на разтопеното желязо значително влияе върху скоростта на разтваряне.
Практическо приложение: При топене на ниско{0}}въглеродни материали (като скрап от стомана), скоростта на разтваряне на рекарбюризаторите е много висока.
Въпреки това, когато съдържанието на въглерод в разтопеното желязо се доближи до евтектичната точка (приблизително 4,3%), скоростта на разтваряне спада рязко или дори престава да се разтваря.
II. Оперативни и процесни фактори
Възбуда и кинетични условия
Въздействие: Това е най-контролируемият и ефективен метод за ускоряване освен температурата.
Механизъм:
Разрушаване на граничния слой: Интензивното разбъркване (като турбулентен поток в коритото за източване, електромагнитно разбъркване, ръчно разбъркване и въздушно разбъркване) може да наруши статичния граничен слой, образуван върху повърхността на частиците на рекарбюризатора поради насищане с въглерод, което позволява на прясното желязо да контактува непрекъснато с частиците и да поддържа висок концентрационен градиент.
Увеличаване на скоростта на масов трансфер: Разбъркването значително подобрява конвективния масов трансфер на въглерод.
Предотвратяване на агломерацията: Разбъркването може да разруши частиците на рекарбюризатора, предотвратявайки тяхното капсулиране от графитни филми или шлака, образувайки измет тип „пчелна пита“, като по този начин увеличава реакционната площ.
III. Физически свойства на рекарбюризатора (свързани с външни фактори)
Докато типът на рекарбюризатора е вътрешен фактор, неговите характеристики на частиците са външен фактор, който може да бъде избран в приложението.
Размер на частиците
Въздействие: Има оптимален диапазон на размера на частиците.
Твърде добре (напр.<1 mm): The specific surface area is large, but the particles are easily oxidized and burned (producing black smoke), resulting in low yield.
Too coarse (e.g., >10 mm): Малка специфична повърхност, бавна скорост на потъване, малка обща контактна площ на разтваряне и дълго време на разтваряне.
Умерено фин (напр. 3-8 mm): Идеален за бързо потъване в разтопеното желязо, като същевременно поддържа достатъчна специфична повърхност за бързо разтваряне.
Повърхностни свойства
Влияние: плътна, гладка повърхност възпрепятства намокрянето и проникването на разтопено желязо; порестата, грапава повърхност улеснява проникването на разтопеното желязо, разтваряйки се отвътре, като значително увеличава реакционната площ и ускорява разтварянето.
Просто казано, създаването на среда с "висока температура, ниско съдържание на въглерод и силно разбъркване" е най-критичното външно условие за осигуряване на бързо разтваряне на рекарбюризатора.
