Механизам деловања рекарбуризатора је у суштини процес преноса масе који преноси угљеник из рекарбуризатора у растопљено гвожђе путем физичког растварања и хемијских реакција.
Овај процес је подељен у три главне фазе: плутање и дистрибуција → растварање и дифузија → апсорпција и хомогенизација.
Фаза 1: Плутање и дистрибуција - фаза физичког контакта
Када се рекарбуризатор дода у растопљено гвожђе (обично у лонцу током каснијих фаза топљења или након точења), он плута на површини растопљеног гвожђа због своје мање густине.
Кључна тачка: Рекарбуризатор захтева довољно велику контактну површину и довољно дуго време контакта са растопљеним гвожђем.
Фактори утицаја:
Метода додавања: Директно посипана по површини растопљеног гвожђа или коришћењем технологије за храњење жице да продре дубоко у растопљено гвожђе.
Ово друго је ефикасније и смањује сагоревање.
Мешано мешање гвожђа: Механичко, електромагнетно или ручно мешање може разбити честице рекарбуризатора, повећати њихову контактну површину са растопљеним гвожђем, спречити њихово агломерирање или формирање мостова и омогућити им да се брзо распрше по базену истопљеног гвожђа.
Температура течног гвожђа: Што је температура виша, то је боља флуидност течног гвожђа, што олакшава влажење и дифузију рекарбуризатора.
Фаза 2: Растварање и дифузија - Фаза преноса масе језгра
Након што су честице рекарбуризатора навлажене и окружене течним гвожђем, почињу физички и хемијски процеси у језгру.
1. Међуфазна растварање:
Главна компонента рекарбуризатора је фиксни угљеник (као што је графитни угљеник).
На високим температурама, на граници између течног гвожђа (углавном састављеног од Фе) и чврстих честица угљеника, атоми угљеника се одвајају од графитне решетке и растварају директно у течно гвожђе.
Овај процес се може поједноставити као: Ц(с) → [Ц] (чврсти угљеник се раствара у угљеник растворен у гвожђу).
У овом тренутку, око честица угљеника се формира локализована зона високе концентрације угљеника.
2. Конвекција и дифузија:
Пошто је концентрација угљеника у течном гвожђу око честица угљеника висока, док је концентрација угљеника у течном гвожђу далеко од угљеничних честица ниска, формира се градијент концентрације.
Атоми угљеника дифундују из зоне високе{0}}зоне у зону ниске{1}}концентрације (молекуларна дифузија).
Истовремено, ток растопљеног гвожђа (конвекција) континуирано уклања гвожђе са високим концентрацијама угљеника и допуњава га гвожђем са ниским концентрацијама угљеника, у великој мери убрзавајући пренос угљеника. Овај процес се назива конвективни пренос масе.
Фаза 3: апсорпција и хомогенизација - Коначна циљна фаза
Растворене и дифузне атоме угљеника апсорбује целокупно растопљено гвожђе, чиме се на крају постиже уједначен састав.
Апсорпција угљеника: растворени атоми угљеника се комбинују са атомима гвожђа и формирају легуре Фе-Ц, чиме се повећава укупан садржај угљеника у растопљеном гвожђу.
Хомогенизација: Континуалним мешањем и природном конвекцијом на високим температурама, разлике у концентрацији угљеника између различитих делова растопљеног гвожђа постепено се смањују, постижући на крају уједначен састав.
Неадекватна хомогенизација може довести до неуједначених својстава у различитим деловима ливења, па чак и до дефекта сегрегације угљеника.
Укратко: Механизам деловања рекарбуризатора је сложен физички и хемијски процес, усредсређен на пренос атома угљеника из чврсте фазе у течну фазу растопљеног гвожђа кроз растварање и дифузију.
Да би се постигле високе стопе апсорпције, неопходно је створити и одржавати добре услове физичког контакта (мешање и дисперзија) и одговарајуће термодинамичке услове (температура), док се хемијско сагоревање (оксидација) минимизира. Висококвалитетни-рецарбуризер и исправан рад процеса су гаранција за постизање ефикасне и стабилне рекарбуризације.
