Науглероживатель вторичного прокаливания

Если честно, до сих пор встречаю технологов, которые путают процесс вторичного прокаливания с обычной термообработкой — мол, 'прогрел да выдержал, какая разница'. Разница, между прочим, в том, что при неправильном науглероживателе вторичного прокаливания мы получаем не стабильный карбон, а пылящий полуфабрикат. У нас в Нинся ведь как — уголь из Тайси считается эталонным, но если не выдержать температурный режим вторички, хоть что литей.

Что на практике значит 'вторичное прокаливание'

В 2023 году, когда мы запускали площадку в Чунган, пришлось перелопатить кучу нормативов. Запомнился случай с партией графитированных электродов — казалось бы, прокалили по ГОСТу, а при механической обработке пошла трещиноватость. Оказалось, проблема в том, что науглероживатель вторичного прокаливания подавали без учёта скорости нагрева в камерной печи. Пришлось вручную корректировать цикл: сначала 280°C с выдержкой 40 минут, потом резкий скачок до 650°C.

Кстати, про месторождение в Хэланьском хребте — там ведь особенность в зольности. Для вторичного прокаливания брали уголь с зольностью 8,3%, но при тонком помоле (менее 200 mesh) фракция начинала спекаться. Пришлось комбинировать с более крупной фракцией из Шицзуйшаня — так и родилась та самая рецептура, которую теперь использует ООО Нинся Наньбо Промышленность и Торговля.

Сейчас вспоминаю: тогда же пробовали добавлять каменноугольный пек в состав науглероживателя, но столкнулись с перерасходом газа — печь не успевала стабилизировать температуру. В итоге от пековой составляющей отказались, зато оптимизировали систему отвода летучих.

Оборудование и 'подводные камни'

На новых печах часто экономят на системе рекуперации — мол, для вторичного прокаливания не критично. А потом удивляются, почему науглероживатель вторичного прокаливания дает неравномерную плотность по сечению заготовки. Мы на своей площадке 20 000 кв.м изначально заложили рекуператоры с КПД не ниже 72%, иначе при таких объёмах производства энергозатраты съедали бы всю маржу.

Заметил интересную зависимость: если использовать уголь Тайси с содержанием серы выше 0,5%, то в процессе вторичного прокаливания сера активно связывается с карбидообразующими элементами. Приходится либо дообогащать шихту, либо увеличивать расход науглероживателя на 15-20%. Кстати, эту проблему мы впервые выявили как раз при отладке линии для графитированных изделий — тот самый случай, когда теория расходится с практикой.

Сейчас многие спрашивают про автоматизацию дозирования. Наш опыт: полностью роботизировать подачу науглероживателя вторичного прокаливания можно только после 6-8 месяцев ручных регулировок. Потому что ни один датчик не учтёт, например, сезонную влажность угля или изменение давления в газовой магистрали.

Технологические нюансы из цеха

До сих пор помню, как в 2024 году пришлось экстренно останавливать печь №3 — на выходе получили партию с неравномерным уплотнением поверхности. Причина банальна: сменили поставщика угольного концентрата, а он оказался с повышенным содержанием летучих. Для науглероживателя вторичного прокаливания это смертельно — процесс карбонизации шёл с перебоями.

Сейчас у нас в Нинся Наньбо выработали своё правило: перед загрузкой в печь обязательно делать экспресс-анализ на содержание летучих. Если показатель выше 5% — отправляем уголь на дополнительную термообработку. Да, это удорожает процесс, зато гарантирует стабильность параметров готового продукта.

Кстати, про температурные зоны — вторичное прокаливание ведь идёт в три этапа, но многие забывают про 'мёртвую зону' между 400 и 500°C. Именно там происходит перестройка кристаллической решётки, и если науглероживатель не успевает проникнуть в поры — всё, брак обеспечен. Мы для себя вывели эмпирическую формулу: скорость нагрева в этой зоне не должна превышать 3°C/мин.

Экономика процесса

Когда считаем себестоимость, всегда отдельной строкой идёт перерасход науглероживателя вторичного прокаливания при работе с мелкофракционными материалами. Например, для порошковых составов расход увеличивается почти в полтора раза — потому что увеличивается площадь активной поверхности.

На нашем производстве в Пинло изначально закладывали 10% технологических потерь, но практика показала, что при грамотной настройке оборудования можно уложиться в 6-7%. Главное — не экономить на системе аспирации: если мелкодисперсная пыль уходит в вентиляцию, это не только экологические штрафы, но и прямые потери дорогостоящего сырья.

Сейчас многие производители пытаются использовать более дешёвые аналоги угля Тайси — мол, 'разница в 2-3% зольности не критична'. Могу сказать по нашему опыту: для ответственных изделий это приводит к увеличению брака минимум на 8%. Так что 'экономия' на качестве науглероживателя всегда выходит боком.

Перспективы и наработки

Сейчас экспериментируем с добавлением модифицированных смол в состав науглероживателя вторичного прокаливания — предварительные результаты обнадёживают: удаётся снизить температуру процесса на 50-70°C без потери качества. Правда, есть нюанс: такие составы требуют особых условий хранения, что усложняет логистику.

Коллеги из Шицзуйшаня недавно поделились интересным наблюдением: оказывается, при использовании угля с определённой структурой пор можно сократить время прокаливания на 12-15%. Проверили на своей базе — действительно работает, но только для конкретных марок антрацита. Так что универсальных решений в этом деле нет и быть не может.

Если резюмировать: науглероживатель вторичного прокаливания — это не просто 'добавка', а полноценный технологический компонент, от которого зависит вся цепочка. И подходить к его выбору нужно с тем же тщанием, с каким хирург подбирает инструмент. Иначе вместо качественного продукта получим дорогостоящий полуфабрикат, который никому не нужен.