Науглероживатель кусковой неправильной формы

Если честно, до сих пор встречаю технологов, которые путают кусковую неправильную форму с обычным углеродным наполнителем — мол, ?лишь бы углерод был?. Но именно геометрия зерна определяет, как поведёт себя шихта в зоне контакта с расплавом. У нас в Нинся этот вопрос изучали буквально на пальцах: когда в августе 2023 года запускали ООО Нинся Наньбо Промышленность и Торговля на площади тех самых 20 000 м2 в промпарке Чунган, первые же пробы науглероживателя с ломаной фракцией показали разброс по усвоению до 12%.

Почему Тайсиский антрацит — не панацея без контроля формы

Да, мы сидим прямо у месторождения Тайси в Шицзуйшане, и логично было брать антрацит ?как есть?. Но если дробить его без учёта трещиноватости пластов Хэланьского хребта, получается не кондиция: часть зёрен — пыль, часть — плитки с гладкими гранями. Такие в печи спекаются коржами.

Заметил на практике: когда в шихту идёт науглероживатель кусковой неправильной формы с рваными краями, контакт с металлом идёт равномернее. Но здесь же подвох — если угол слишком острый, перегревается локально. Как-то в тестовой плавке на 5 тонн получили ?пятнистый? чугун именно из-за этого.

Сейчас для себя вывел эмпирическое правило: оптимально, когда зерно 10–40 мм, с шероховатой поверхностью, но без игольчатых выступов. На сайте nanbogongmao.ru мы даже выложили фото фракций под микроскопом — видно, как трещины в антраците работают на раскол при нагреве.

Ошибки складирования и транспортировки

Раньше думал, что форма — это проблема исключительно печи. Пока не столкнулся с тем, как кусковой материал превращался в муку при перегрузке. Наш промпарк в Пинло изначально не был адаптирован под хранение хрупких углеродистых материалов — пришлось переделывать бункеры с уменьшением высоты падения.

Заметил интересное: если науглероживатель с неправильной формой хранить насыпью выше 3 метров, нижние слои слипаются от давления. Приходится либо снижать высоту штабеля, либо делать принудительную аэрацию — но это уже дорого для уставного капитала в 10 миллионов юаней.

Сейчас для отгрузки используем мягкие контейнеры с жёстким каркасом — так меньше трения между зёрнами. Но идеал ещё не достигнут: в прошлом месяце пришлось браковать партию, где 30% материала превратилось в мелочь из-за вибрации в пути.

Взаимодействие с другими шихтовыми материалами

Здесь вообще отдельная история. Когда используешь кусковую неправильную форму, нельзя просто смешать её с окатышами — начинает расслаиваться. Пришлось разрабатывать схему послойной загрузки, что удлиняет цикл на 7–10 минут.

Коллеги из других цехов иногда жалуются, что наш науглероживатель даёт всплывающие шлаковые корки. После вскрытия печи поняли: углы зёрен создают ?карманы? для захвата оксидов. Решение — тоньше подбирать фракцию под конкретный тип металла.

Кстати, для легированных сталей вообще не рекомендуем неправильную форму — там идёт реакция с хромом с образованием карбидов по границам зёрен. Проверяли на 40Х — получили брак 8%.

Экономика процесса: когда форма влияет на себестоимость

Многие забывают, что производство неправильной кусковой формы — это дополнительные 2–3 передела по сравнению с окатышами. Дробление, грохочение, отсев мелочи... На 20 000 м2 нашей площади это вылилось в отдельную технологическую линию.

Но здесь же скрыта и экономия: если правильно подобрать форму, усвоение углерода растёт на 4–6%. Для плавки в 20 тонн это около 900 кг экономии металла. Правда, надо точно считать предел — после 50 мм зёрна уже не успевают растворяться.

В ООО Нинся Наньбо мы сейчас экспериментируем с двухфракционными смесями: крупные зёрна 30–50 мм + мелкие 5–15 мм в соотношении 70/30. Предварительные данные показывают стабильное усвоение на уровне 92–94%.

Перспективы модификации материала

Сейчас смотрим в сторону пропитки зёрен связующими на основе каменноугольной смолы. Пробовали в прошлом квартале — да, прочность при транспортировке выше, но появляются проблемы с серой.

Ещё один вариант — термообработка при 600–700°C перед дроблением. Антрацит Тайси после такого становится менее хрупким, но идёт дополнительный расход энергии. Пока считаем, окупится ли это при текущих тарифах.

Возможно, стоит вернуться к старой технологии — дробить не механически, а взрывом. В 90-х так делали на Урале, но сейчас экологические нормы жёстче. Для Нинся-Хуэйского автономного района это может стать проблемой.

Выводы для практиков

За год работы с науглероживателем кусковой неправильной формы понял главное: не бывает универсального решения. Под каждый тип печи и марку стали нужно подбирать свой вариант фракции.

Сейчас на нашем сайте мы начали выкладывать технологические карты для разных случаев — от чугунного литья до рафинирования стали. Это живой опыт, а не теоретические выкладки.

Если брать наш материал — всегда советую сначала сделать пробную загрузку 100–200 кг. Форма зёрен может отличаться от партии к партии, ведь антрацит Тайси неоднороден по своей природе. Но именно в этой неоднородности и кроется потенциал для точной настройки процесса.