I. Conas athcharbónaitheoirí a aicmiú
Is féidir carbúiréirí a roinnt go garbh ina gceithre chineál de réir a n-amhábhar.
1. Graifít shaorga
Is é an príomh-amhábhar le haghaidh monarú graifít shaorga ná cóc peitriliam cailcínithe ardchaighdeáin púdraithe, ina gcuirtear asfalt leis mar cheanglóir, agus cuirtear méid beag d'ábhair chúnta eile leis. Tar éis na hamhábhair éagsúla a mheascadh le chéile, brúitear agus déantar iad a mhúnlú, agus ansin déantar iad a chóireáil in atmaisféar neamh-ocsaídiúcháin ag 2500-3000 °C chun iad a dhéanamh graifítithe. Tar éis cóireála ardteochta, laghdaítear an cion luaithreach, sulfair agus gáis go mór.
Mar gheall ar an bpraghas ard atá ar tháirgí graifíte saorga, is ábhair athchúrsáilte amhail sceallóga, leictreoidí dramhaíola agus bloic graifíte an chuid is mó de na hathcharbónaithe graifíte saorga a úsáidtear go coitianta i dteilgcheártaí agus leictreoidí graifíte á ndéantúsaíocht chun costais táirgthe a laghdú.
Agus iarann insínte á leá, chun cáilíocht mhiotalóireachta ard an iarainn teilgthe a chinntiú, ba cheart graifít shaorga a bheith mar an chéad rogha don athcharbónaitheoir.
2. Cóc peitriliam
Is athcharbónaitheoir a úsáidtear go forleathan é cóc peitriliam.
Is fotháirge é cóc peitriliam a fhaightear trí amhola a scagadh. Is féidir iarmhair agus piceanna peitriliam a fhaightear trí dhriogadh faoi ghnáthbhrú nó faoi bhrú laghdaithe amhola a úsáid mar amhábhair chun cóc peitriliam a mhonarú, agus ansin is féidir cóc peitriliam glas a fháil tar éis cóicithe. Tá táirgeadh cóc peitriliam glas thart ar níos lú ná 5% den mhéid amhola a úsáidtear. Tá táirgeadh bliantúil cóc peitriliam amh sna Stáit Aontaithe thart ar 30 milliún tonna. Tá cion eisíontas i gcóc peitriliam glas ard, mar sin ní féidir é a úsáid go díreach mar athcharbónaitheoir, agus caithfear é a chalcadh ar dtús.
Tá cóc peitriliam amh ar fáil i bhfoirmeacha spúinse, snáthaide, gráinneacha agus sreabhach.
Ullmhaítear cóc peitriliam spúinse tríd an modh cócaithe moillithe. Mar gheall ar a cion ard sulfair agus miotail, úsáidtear é de ghnáth mar bhreosla le linn calcúcháin, agus is féidir é a úsáid freisin mar amhábhar le haghaidh cóc peitriliam calcúcháin. Úsáidtear an cóc spúinse calcúcháin go príomha i dtionscal an alúmanaim agus mar athcharbónadóir.
Ullmhaítear cóc peitriliam snáthaide tríd an modh cócaithe moillithe le hamhábhair a bhfuil cion ard hidreacarbóin aramatacha agus cion íseal eisíontais iontu. Tá struchtúr snáthaideach ag an gcóc seo atá furasta a bhriseadh, ar a dtugtar cóc graifíte uaireanta, agus úsáidtear é den chuid is mó chun leictreoidí graifíte a dhéanamh tar éis calcination.
Tá cóc peitriliam gráinneach i bhfoirm gráinníní crua agus déantar é as amhábhair a bhfuil cion ard sulfair agus asfaltéine iontu tríd an modh cóic mhoillithe, agus úsáidtear é den chuid is mó mar bhreosla.
Faightear cóc peitriliam sreabhánaithe trí chócáil leanúnach i leaba sreabhánaithe.
Is é an aidhm atá le calcination cóic peitriliam ná sulfair, taise, agus so-ghalaithe a bhaint. Is féidir le calcination cóic peitriliam glas ag 1200-1350°C carbón íon den chuid is mó a dhéanamh de.
Is é an tionscal alúmanaim an t-úsáideoir is mó de chóc peitriliam cailcínithe, agus úsáidtear 70% de chun anóidí a dhéanamh a laghdaíonn báicsít. Úsáidtear thart ar 6% den chóc peitriliam cailcínithe a tháirgtear sna Stáit Aontaithe le haghaidh athcharbónaithe iarainn teilgthe.
3. Graifít nádúrtha
Is féidir graifít nádúrtha a roinnt ina dhá chineál: graifít calógach agus graifít micreachriostalach.
Tá cion ard fuinseoige ag graifít micreachriostalach agus ní úsáidtear é mar athcharbónaitheoir le haghaidh iarainn teilgthe de ghnáth.
Tá go leor cineálacha graifíte calóige ann: ní mór graifít calóige ardcharbóin a bhaint trí mhodhanna ceimiceacha, nó é a théamh go teocht ard chun na hocsaídí ann a dhíghrádú agus a ghalú. Tá cion luaithreach ard sa ghraifít, mar sin níl sé oiriúnach le húsáid mar athcharbónaitheoir; úsáidtear graifít mheáncharbóin den chuid is mó mar athcharbónaitheoir, ach níl an méid mór.
4. Cóc Carbóin agus Antraicít
I bpróiseas déanta cruach i bhfoirnéis stua leictreach, is féidir cóic nó antraicít a chur leis mar athcharbónaitheoir agus é á mhuirearú. Mar gheall ar a cion ard luaithreach agus so-ghalaithe, is annamh a úsáidtear iarann teilgthe leáite foirnéise ionduchtaithe mar athcharbónaitheoir.
Le feabhas leanúnach ar riachtanais chosanta an chomhshaoil, tugtar níos mó agus níos mó airde ar thomhaltas acmhainní, agus leanann praghsanna iarainn muc agus cóic ag ardú, rud a fhágann go bhfuil méadú ar chostas réitigh. Tá níos mó agus níos mó teilgcheártaí ag tosú ag úsáid foirnéisí leictreacha chun leá cupola traidisiúnta a athsholáthar. Ag tús 2011, ghlac ceardlann páirteanna beaga agus meánmhéide ár monarcha leis an bpróiseas leá foirnéise leictreacha chun an próiseas leá cupola traidisiúnta a athsholáthar. Ní hamháin gur féidir le húsáid méid mór cruach dramh i leá foirnéise leictreacha costais a laghdú, ach feabhas a chur ar airíonna meicniúla réitigh freisin, ach tá ról lárnach ag an gcineál athcharbónaitheora a úsáidtear agus ag an bpróiseas carbúraithe.
II. Conas r a úsáidecarburizi mbruithniú foirnéise ionduchtaithe
1. Na príomhchineálacha athcharbónaithe
Úsáidtear go leor ábhar mar athcharbónaitheoirí iarainn teilgthe, agus is iad na hábhair is coitianta ná graifít shaorga, cóc peitriliam cailcínithe, graifít nádúrtha, cóc, antraicít, agus meascáin déanta as na hábhair sin.
(1) Graifít shaorga I measc na n-athcharbóirí éagsúla a luadh thuas, is é an graifít shaorga an caighdeán is fearr. Is é cóc peitriliam cailcínithe ardchaighdeáin púdraithe an príomh-amhábhar le haghaidh graifít shaorga a mhonarú, ina gcuirtear asfalt leis mar cheanglóir, agus cuirtear méid beag d'ábhair chúnta eile leis. Tar éis na hamhábhair éagsúla a mheascadh le chéile, brúitear agus déantar iad a mhúnlú, agus ansin déantar iad a chóireáil in atmaisféar neamh-ocsaídiúcháin ag 2500-3000 °C chun iad a dhéanamh graifítithe. Tar éis cóireála ardteochta, laghdaítear an cion luaithreach, sulfair agus gáis go mór. Mura bhfuil cóc peitriliam cailcínithe ag teocht ard nó le teocht calcúcháin neamhleor, beidh tionchar mór ar cháilíocht an athcharbóirí. Dá bhrí sin, braitheann cáilíocht an athcharbóirí go príomha ar an méid graifítithe. Tá carbóin ghraifíteach (codán maise) i n-athcharbónadóir maith. Ag 95% go 98%, is é 0.02% go 0.05% an cion sulfair, agus is é (100 go 200) × 10-6 an cion nítrigine.
(2) Is athcharbónaitheoir a úsáidtear go forleathan é cóc peitriliam. Is fotháirge é cóc peitriliam a fhaightear ó scagadh amhola. Is féidir iarmhair agus piceanna peitriliam a fhaightear ó dhriogadh brú rialta nó ó dhriogadh folúis amhola a úsáid mar amhábhair chun cóc peitriliam a mhonarú. Tar éis an chócaithe, is féidir cóc peitriliam amh a fháil. Tá an cion ard agus ní féidir é a úsáid go díreach mar athcharbónaitheoir, agus ní mór é a chalcadh ar dtús.
(3) Is féidir graifít nádúrtha a roinnt ina dhá chineál: graifít calógach agus graifít micreachriostalach. Tá cion ard luaithreach ag graifít micreachriostalach agus ní úsáidtear é de ghnáth mar athcharbónaitheoir d'iarann teilgthe. Tá go leor cineálacha graifíte calógach ann: ní mór graifít calógach ardcharbóin a bhaint trí mhodhanna ceimiceacha, nó é a théamh go teocht ard chun na hocsaídí ann a dhíghrádú agus a ghalú. Tá cion ard luaithreach sa ghraifít agus níor cheart é a úsáid mar athcharbónaitheoir. Úsáidtear graifít mheáncharbóin den chuid is mó mar athcharbónaitheoir, ach níl an méid mór.
(4) Cóc Carbóin agus antraicít Le linn an phróisis bruithnithe foirnéise ionduchtaithe, is féidir cóc nó antraicít a chur leis mar athcharbónaitheoir agus an luchtú á dhéanamh. Mar gheall ar a cion ard luaithreach agus so-ghalaithe, is annamh a úsáidtear iarann teilgthe bruithnithe foirnéise ionduchtaithe mar athcharbónaitheoir. Tá praghas an athcharbónaitheora seo íseal, agus baineann sé leis an athcharbónaitheoir ísealghráid.
2. Prionsabal carbúraithe iarainn leáite
I bpróiseas bruithnithe iarainn teilgthe sintéiseach, mar gheall ar an méid mór dramh a chuirtear leis agus an cion íseal C san iarann leáite, ní mór carbairitheoir a úsáid chun an carbón a mhéadú. Tá teocht leá de 3727°C ag an gcarbóin atá i bhfoirm eiliminte san athcharbairitheoir agus ní féidir é a leá ag teocht an iarainn leáite. Dá bhrí sin, déantar an carbón san athcharbairitheoir a thuaslagadh den chuid is mó san iarann leáite trí dhá bhealach tuaslagtha agus idirleata. Nuair a bhíonn cion an athcharbairitheora graifíte san iarann leáite 2.1%, is féidir graifít a thuaslagadh go díreach san iarann leáite. Ní bhíonn feiniméan tuaslagáin dhírigh an charbónaithe neamh-ghraifíte ann go bunúsach, ach le himeacht ama, scaipeann agus tuaslagann an carbón de réir a chéile san iarann leáite. Maidir le hathcharbairiú iarainn teilgthe a bruithnítear le foirnéis ionduchtaithe, tá ráta athcharbairithe athcharbairithe graifíte criostalach i bhfad níos airde ná ráta athcharbairithe neamh-ghraifíte.
Léiríonn turgnaimh go rialaíonn aistriú maise carbóin sa chiseal teorann leachtach ar dhromchla na gcáithníní soladacha tuaslagadh carbóin in iarann leáite. Agus na torthaí a fuarthas le cáithníní cóic agus guail á gcomparáid leis na torthaí a fuarthas le graifít, fuarthas amach go bhfuil ráta scaipthe agus tuaslagtha athcharbónaitheoirí graifíte in iarann leáite i bhfad níos tapúla ná ráta scaipthe agus tuaslagtha cáithníní cóic agus guail. Breathnaíodh ar na samplaí cáithníní cóic agus guail a bhí tuaslagtha go páirteach le micreascóp leictreon, agus fuarthas amach gur cruthaíodh ciseal tanaí fuinseoige greamaitheach ar dhromchla na samplaí, arb é an príomhfhachtóir a raibh tionchar aige ar a bhfeidhmíocht scaipthe agus tuaslagtha in iarann leáite.
3. Fachtóirí a mbíonn tionchar acu ar Éifeacht an Mhéadaithe Carbóin
(1) Tionchar mhéid na gcáithníní san athcharbóir Braitheann ráta ionsúcháin an athcharbóir ar an éifeacht chomhcheangailte atá ag ráta tuaslagtha agus scaipthe an athcharbóir agus ráta an chaillteanais ocsaídiúcháin. Go ginearálta, bíonn cáithníní an athcharbóir beag, bíonn luas an tuaslagtha gasta, agus bíonn luas an chaillteanais mór; bíonn cáithníní an charbóir mór, bíonn luas an tuaslagtha mall, agus bíonn luas an chaillteanais beag. Tá rogha mhéid na gcáithníní san athcharbóir bainteach le trastomhas agus le cumas na foirnéise. Go ginearálta, nuair a bhíonn trastomhas agus cumas na foirnéise mór, ba chóir go mbeadh méid na gcáithníní san athcharbóir níos mó; os a choinne sin, ba chóir go mbeadh méid na gcáithníní san athcharbóir níos lú.
(2) Tionchar an mhéid athcharbónaitheora a chuirtear leis Faoi choinníollacha teochta áirithe agus an chomhdhéanamh ceimiceach céanna, is cinnte go bhfuil tiúchan sáithithe carbóin san iarann leáite. Faoi chéim áirithe sáithithe, dá mhéad athcharbónaitheora a chuirtear leis, is faide an t-am a theastaíonn le haghaidh tuaslagtha agus idirleata, is mó an caillteanas comhfhreagrach, agus is ísle an ráta ionsúcháin.
(3) Éifeacht na teochta ar ráta ionsúcháin an athcharbairitheora I bprionsabal, dá airde teocht an iarainn leáite, is ea is mó a chabhróidh sé le hionsú agus le tuaslagadh an athcharbairitheora. Os a choinne sin, bíonn sé deacair an t-athcharbairitheoir a thuaslagadh, agus laghdaíonn ráta ionsúcháin an athcharbairitheora. Mar sin féin, nuair a bhíonn teocht an iarainn leáite ró-ard, cé go bhfuil seans níos mó ann go mbeidh an t-athcharbairitheoir tuaslagtha go hiomlán, méadóidh an ráta caillteanais dhóite carbóin, rud a fhágfaidh go laghdófar an cion carbóin agus go laghdófar an ráta ionsúcháin foriomlán den athcharbairitheoir sa deireadh. Go ginearálta, nuair a bhíonn teocht an iarainn leáite idir 1460 agus 1550 °C, is fearr éifeachtúlacht ionsúcháin an athcharbairitheora.
(4) Tionchar corraigh iarainn leáite ar ráta ionsúcháin an athcharbairitheora Tá corraigh tairbheach do thuaslagadh agus scaipeadh carbóin, agus seachnaíonn sé an t-athcharbairitheoir ó bheith ag snámh ar dhromchla an iarainn leáite agus ó bheith dóite. Sula ndéantar an t-athcharbairitheoir a thuaslagadh go hiomlán, bíonn an t-am corraigh fada agus bíonn an ráta ionsúcháin ard. Is féidir le corraigh an t-am coinneála carbónúcháin a laghdú freisin, an timthriall táirgthe a ghiorrú, agus dó na n-eilimintí cóimhiotail san iarann leáite a sheachaint. Mar sin féin, má bhíonn an t-am corraigh ró-fhada, ní hamháin go mbíonn tionchar mór aige ar shaolré seirbhíse na foirnéise, ach méadaíonn sé freisin an caillteanas carbóin san iarann leáite tar éis don athcharbairitheoir a thuaslagadh. Dá bhrí sin, ba cheart go mbeadh an t-am corraigh cuí d'iarann leáite oiriúnach chun a chinntiú go ndéantar an t-athcharbairitheoir a thuaslagadh go hiomlán.
(5) Tionchar chomhdhéanamh ceimiceach iarainn leáite ar ráta ionsúcháin an athcharbairitheora Nuair a bhíonn an cion carbóin tosaigh san iarann leáite ard, faoi theorainn intuaslagthachta áirithe, bíonn ráta ionsúcháin an athcharbairitheora mall, bíonn an méid ionsúcháin beag, agus bíonn an caillteanas dóite sách mór. Bíonn ráta ionsúcháin an athcharbairitheora íseal. Is é a mhalairt atá fíor nuair a bhíonn cion carbóin tosaigh an iarainn leáite íseal. Ina theannta sin, cuireann sileacan agus sulfar san iarann leáite bac ar ionsú carbóin agus laghdaíonn siad ráta ionsúcháin na n-athcharbairitheoirí; agus cuidíonn mangainéis le carbóin a ionsú agus feabhas a chur ar ráta ionsúcháin na n-athcharbairitheoirí. Maidir leis an méid tionchair, is é sileacan an ceann is mó, agus mangainéis ina dhiaidh sin, agus bíonn tionchar níos lú ag carbóin agus sulfar. Dá bhrí sin, sa phróiseas táirgthe iarbhír, ba chóir mangainéis a chur leis ar dtús, ansin carbóin, agus ansin sileacan.
Am an phoist: 4 Samhain 2022