Het gaat niet alleen om "het toevoegen van koolstof": hoe verbetert gegrafiteerde petroleumcokes op subtiele wijze de "genetische" kwaliteit van staal?

Gegrafiteerde petroleumcokes verbetert de "genetische" kwaliteit van staal op een alomvattende manier door de koolstofstructuur te optimaliseren, de samenstelling nauwkeurig te reguleren, de metallurgische efficiëntie te verhogen en te voldoen aan de eisen van hoogwaardige productie. De specifieke mechanismen en effecten zijn als volgt:

I. Optimalisatie van de koolstofstructuur: een kwalitatieve sprong van "grove rijst" naar "verfijnde rijst"

Gewone koolstofadditieven (zoals gecalcineerde cokes) hebben een ongeordende rangschikking van koolstofatomen, met een absorptiesnelheid van slechts 60%. Gegrafiteerde petroleumcokes daarentegen, die een hoge temperatuurbehandeling van 2800 °C ondergaan, vormen een regelmatige gelaagde grafietstructuur die lijkt op "gestapelde speelkaarten". Deze structuur zorgt ervoor dat het snel oplost in gesmolten staal, met een absorptiesnelheid van meer dan 90%. Bijvoorbeeld, bij het smelten van lagerstaal (GCr15) moet het koolstofgehalte nauwkeurig worden gecontroleerd binnen het bereik van 1,05%-1,15%. Het gebruik van gegrafiteerde koolstof als additief garandeert een stabiele absorptiesnelheid van 92%, met schommelingen in het koolstofgehalte van niet meer dan ±0,02%, waardoor brosbreuk of onvoldoende hardheid van lagers als gevolg van afwijkingen in het koolstofgehalte wordt voorkomen.

II. Nauwkeurige samenstellingsregulering: een “dieetplan” op maat voor hoogwaardig staal

• Laag gehalte aan onzuiverheden: Het grafitisatieproces zet zwavel, stikstof en andere onzuiverheden om in gassen die vervluchtigen, waardoor het zwavelgehalte daalt tot onder 0,05% en het stikstofgehalte tot onder 0,01%. Zo vereist niet-georiënteerd siliciumstaal, gebruikt in motorbehuizingen van elektrische voertuigen, een koolstofgehalte van minder dan 0,005%, waardoor het gebruik van hoogzuivere gegrafiteerde koolstofadditieven noodzakelijk is. Evenzo moeten nikkellegeringen voor verdampers in kerncentrales een stikstofgehalte hebben van maximaal 0,01%, een eis waaraan gewone koolstofadditieven niet kunnen voldoen.
• Stabiele samenstellingscontrole: Door de hoeveelheid toevoer en de procesparameters aan te passen, kan het gehalte aan elementen zoals koolstof, zwavel en stikstof in gesmolten ijzer nauwkeurig worden geregeld. Bijvoorbeeld, bij het smelten in een elektrische oven wordt gegrafiteerde petroleumcokes toegevoegd samen met schrootstaal en andere grondstoffen om overmatige oxidatie door grootschalige toevoer te voorkomen en ervoor te zorgen dat het koolstofgehalte van de gietstukken aan de normen voldoet.

III. Verbetering van de metallurgische efficiëntie: van "indigestie" naar "efficiënte absorptie"

• Verhoogde koolstofabsorptiesnelheid: De koolstofabsorptiesnelheid van gegrafiteerde petroleumcokes is meer dan 30% hoger dan die van gewone koolstofadditieven. Dit betekent dat voor elke 10 jin toegevoegde koolstof de daadwerkelijke effectieve absorptie met 3 jin toeneemt. Dit vermindert het koolstofverlies tijdens het metallurgische proces aanzienlijk en verlaagt de productiekosten.
• Verminderde vervuilende emissies: De lage zwavel- en stikstofgehaltes van gegrafiteerde petroleumcokes verminderen de uitstoot van zwaveldioxide en stikstofoxiden tijdens het smelten, wat aansluit bij de eisen op het gebied van energiebesparing en emissiereductie. Zo kan het gebruik van gegrafiteerde petroleumcokes de zwaveloxide-uitstoot in staalbedrijven met meer dan 50% verminderen.

IV. Voldoen aan de eisen van hoogwaardige productie: een sprong van een "staalgrootmacht" naar een "staalsupermacht"

• Ondersteuning van de productie van hoogwaardige producten: Gegrafiteerde petroleumcokes is een belangrijke grondstof voor de productie van hoogwaardig grijs gietijzer, niet-georiënteerd siliciumstaal, nikkellegeringen en andere hoogwaardige staalproducten. Zo is de productie van essentiële producten zoals flenzen voor windturbines en pijpleidingen voor kerncentrales afhankelijk van de hoge zuiverheid en het hoge absorptievermogen van deze cokes.
• Industriële modernisering stimuleren: Nu de Chinese staalindustrie zich transformeert naar hoogwaardige en groene ontwikkeling, neemt de "binnenlandse vervanging" van gegrafiteerde petroleumcokes toe. De toepassing ervan verbetert niet alleen de kwaliteit van staalproducten, maar bevordert ook technologische vooruitgang in de gehele industriële keten. Zo wist een staalbedrijf bijvoorbeeld de fluctuatie in het koolstofgehalte van lagerstaal te verlagen van ±0,05% naar ±0,02% door het gebruik van gegrafiteerde petroleumcokes, wat resulteerde in een stijging van 15% van het productkwalificatiepercentage.

V. Casestudies: De "hardcore" effecten van gegrafiteerde petroleumcokes

• Productie van lagerstaal: Na de introductie van gegrafiteerde petroleumcokes wist een bepaald bedrijf de fluctuatie in het koolstofgehalte van lagerstaal te verlagen van ±0,05% naar ±0,02%, het productkwalificatiepercentage met 15% te verhogen en jaarlijks meer dan tien miljoen yuan aan afval te besparen.
• Motorbehuizingen voor elektrische voertuigen: Door gebruik te maken van zeer zuivere gegrafiteerde petroleumcokes werd het koolstofgehalte van niet-georiënteerd siliciumstaal gestabiliseerd onder 0,005%, waardoor het motorrendement met 3% verbeterde en de actieradius met 5% toenam.
• Verdampingsinstallaties voor kerncentrales: Het stikstofgehalte in nikkellegeringen werd onder de 0,01% gehouden, waardoor materiaalverbrossing als gevolg van een te hoog stikstofgehalte werd voorkomen en de levensduur van de apparatuur met 20 jaar werd verlengd.