Брзина растварања агенаса за карбуризацију у растопљеном гвожђу директно одређује њихову ефикасност апсорпције и коначну брзину апсорпције.
Ово је сложен физичко-хемијски процес, на који углавном утичу следећи фактори:
Следећи су главни фактори који утичу на брзину растварања агенаса за карбуризацију, наведени су по важности:
И. Температура (топлотни фактор)
Ово је најважнији и најважнији фактор.
• Принцип: Растварање агенаса за карбуризацију у растопљено гвожђе је ендотермни процес, који захтева апсорпцију велике количине топлоте.
Више температуре значе:
Нижи вискозитет растопљеног гвожђа: боља течност, што је корисно за конвекцију и дифузију атома угљеника.
Повећана активност атома угљеника: већа кинетичка енергија, што олакшава одвајање од површине агенса за карбуризацију и дифузију у унутрашњост растопљеног гвожђа.
Убрзана реакција сучеља чврсте{0}}течности: више температуре обезбеђују јачу термодинамичку покретачку силу.
• Образац утицаја: Брзина растварања нагло расте са повећањем температуре.
Изнад 1500 степени, брзина растварања је неколико пута већа него на 1400 степени.
ИИ. Својства материјала агенаса за карбуризацију
1. Степен графитизације:
• Високо графитизовани агенси за карбуризацију: Њихови атоми угљеника су распоређени у уређену графитну структуру лима, сличну структури графита у ливеном гвожђу, чиме показују бољу квашење са растопљеним гвожђем.
Растопљено гвожђе може лакше да се „накваси“ у празнине између графитних плоча, узрокујући да се одлепе слој по слој, што резултира бржом брзином растварања.
• Не-графитизован (нпр. калцинисани нафтни кокс): структура угљеника је неуређена и густа, што резултира лошом квашењем са растопљеним гвожђем. Растопљено гвожђе има потешкоћа да продре, а растварање се углавном ослања на споро површинско растварање, што доводи до споре брзине.
2. Величина и облик честица:
• Величина честица: постоји оптималан опсег величине честица (обично 1-5 мм).
Превише фине честице: Лако лебде на површини течности, што доводи до тешког опекотина-и кратког стварног времена контакта са растопљеним гвожђем.
Превелике честице: Мала укупна површина и лако тону на дно, што резултира малом површином контакта са растопљеним гвожђем и дугим временом растварања.
• Порозност: Порозни, растресити агенси за наугљичење (као што су неки агенси за наугљичење ниског{0}}квалитета) обезбеђују више канала за продирање растопљеног гвожђа, што доводи до брзог почетног растварања, али може довести до ниске стопе нето апсорпције услед брзог-искључивања сагоревања.
ИИИ.Стање растопљеног гвожђа
1. Хемијски састав растопљеног гвожђа:
• Засићеност угљеником: Што је садржај угљеника у растопљеном гвожђу ближи његовој концентрацији засићења (одређено угљеничним еквивалентом ЦЕ), то је слабија „покретачка сила“ за растварање угљеника и спорија је брзина растварања.
• „Блокирајући“ елементи:
Силицијум (Си): Главни блокирајући елемент.
Силицијум смањује растворљивост угљеника у растопљеном гвожђу и адсорбује се на површину агенса за карбуризацију, формирајући блокирајући слој који значајно смањује брзину растварања. Ово је важан разлог зашто се угљеник мора додати пре силицијума.
Манган (Мн): Има мањи утицај и може чак индиректно да елиминише штетне ефекте сумпора тако што реагује са сумпором и формира МнС.
• „Промовисање“ елемената:
Сумпор (С): На површини, сумпор реагује са угљеником или мења површински напон, ометајући растварање.
Што је још важније, сумпор значајно смањује квашење растопљеног гвожђа помоћу рекарбуризатора (посебно графитног угљеника), делујући као снажан инхибитор брзине растварања.
2. Проток и мешање растопљеног гвожђа:
• Принцип: Јака конвекција и мешање могу:
Брзо уклоните засићени слој{0}}богат угљеником на површини рекарбуризатора, откривајући нове површине за наставак растварања.
Спречите агломерацију и таложење рекарбуризатора, обезбеђујући његову равномерну дистрибуцију у растопљеном гвожђу.
• Метода: Електромагнетно мешање у индукционој пећи средње -фреквенције је изузетно ефикасан метод.
Ручно мешање такође има одређени ефекат.
ИВ. Оперативни процес
1. Методе сабирања:
• Доњи додатак: Рекарбуризатор је прекривен пуњењем пећи и почиње да се полако раствара од првог тренутка када се растопљено гвожђе топи. Овај метод нуди најдуже ефективно време растварања и јавља се у области релативно ниске{1}}температуре, што резултира минималним сагоревањем-и највећом укупном ефикасношћу растварања и апсорпције.
• Средњи{0}}Додавање циклуса: Додато када већ постоји растопљени базен, избегавајући почетно сагоревање-искључено. Растварање се ослања на електромагнетно мешање, што резултира бржом брзином.
• Површинско прскање: Најгора метода.
Када су карбуризатори изложени високим температурама и ваздуху, значајна количина сагорева и они лебде на површини, не успевајући да ефикасно контактирају растопљено гвожђе, што доводи до изузетно ниске ефективне стопе растварања.
Систематским разумевањем и контролом ових фактора, брзина растварања карбуризатора може се значајно побољшати, чиме се постижу ефикасни, стабилни и јефтини{0}}ефекти карбуризације.
