કાર્બન ઉમેરણો માટે ઉચ્ચ સ્થિર કાર્બન અને ઓછું સલ્ફર, ઓછું નાઇટ્રોજન અને ઓછી રાખનું પ્રમાણ શા માટે આટલું મહત્વપૂર્ણ છે?

કાર્બ્યુરાઇઝિંગ એજન્ટો માટે ઉચ્ચ સ્થિર કાર્બન અને ઓછું સલ્ફર, ઓછું નાઇટ્રોજન અને ઓછું રાખનું પ્રમાણ મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે આ સૂચકાંકો કાર્બ્યુરાઇઝિંગ કાર્યક્ષમતા, કાસ્ટિંગ ગુણવત્તા અને ઉત્પાદન ખર્ચને સીધી અસર કરે છે, અને કાર્બ્યુરાઇઝિંગ એજન્ટોના પ્રદર્શનનું મૂલ્યાંકન કરવા માટેના મુખ્ય પરિમાણો છે. ચોક્કસ વિશ્લેષણ નીચે મુજબ છે:

1. ઉચ્ચ સ્થિર કાર્બન: કાર્બનનો પાયાનો પથ્થર કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે
મુખ્ય કાર્ય: સ્થિર કાર્બન એ અસરકારક ઘટક છે જે કાર્બન ઉમેરણમાં કાર્બન વધારામાં ખરેખર ભાગ લે છે, અને તેની સામગ્રી સીધી કાર્બન વૃદ્ધિ અસર નક્કી કરે છે. સ્થિર કાર્બનનું પ્રમાણ જેટલું ઊંચું હશે, પ્રતિ યુનિટ માસ કાર્બન ઉમેરણ દ્વારા વધુ કાર્બન તત્વો પૂરા પાડી શકાય છે, અને કાર્બન ઉમેરણ કાર્યક્ષમતા વધારે છે.
અર્થતંત્ર: ઉચ્ચ સ્થિર કાર્બન વપરાયેલ કાર્બન ઉમેરણનું પ્રમાણ ઘટાડી શકે છે અને ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો સ્થિર કાર્બનનું પ્રમાણ 90% થી 95% સુધી વધારવામાં આવે, તો કાર્બન વધારવાની કાર્યક્ષમતા 10% થી 15% સુધી વધી શકે છે, જ્યારે ગંધવાની પ્રક્રિયામાં રાખ જેવી અશુદ્ધિઓનો દખલ ઓછો થાય છે.
પ્રક્રિયા સુસંગતતા: ઇન્ડક્શન ફર્નેસ સ્મેલ્ટિંગમાં, ઉચ્ચ સ્થિર કાર્બન કાર્બ્યુરાઇઝિંગ એજન્ટો વધુ ઝડપથી ઓગળી શકે છે અને સમાનરૂપે વિખેરી શકે છે, જે અસમાન કાર્બન શોષણને કારણે કાસ્ટિંગ કામગીરીમાં વધઘટને ટાળે છે.
2. ઓછી રાખ સામગ્રી: અશુદ્ધિમાં દખલ ઘટાડે છે અને ગંધવાની કાર્યક્ષમતા વધારે છે
રાખનો ખતરો: રાખ એ કાર્બન ઉમેરણો (જેમ કે મેટલ ઓક્સાઇડ, સિલિકેટ, વગેરે) માં કાર્બન સિવાયની અશુદ્ધિ છે. જો તેનું પ્રમાણ ખૂબ વધારે હોય, તો તે સ્લેગ સ્તર બનાવશે, કાર્બન કણોને સમાવી લેશે અને તેમના વિસર્જનને અવરોધશે, કાર્બન શોષણ દરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરશે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે રાખનું પ્રમાણ 2% થી 5% સુધી વધે છે, ત્યારે કાર્બન શોષણ દર 20% થી 30% સુધી ઘટી શકે છે.
પ્રક્રિયાનો ભાર: રાખનું પ્રમાણ વધુ હોવાથી સ્લેગનું પ્રમાણ વધશે, સ્લેગ સાફ કરવાનો સમય લંબાશે અને વીજળીનો વપરાશ અને શ્રમની તીવ્રતા વધશે. મેલ્ટિંગ ગ્રુવ ઇન્ડક્શન ફર્નેસમાં, રાખનો સંચય મેલ્ટિંગ ગ્રુવને રોકી શકે છે અને વિદ્યુત કાર્યક્ષમતા ઘટાડી શકે છે.
ગુણવત્તા જોખમ: રાખમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ કાસ્ટિંગમાં ઘૂસી શકે છે, જેના કારણે છિદ્રાળુતા અને સંકોચન પોલાણ જેવી ખામીઓ થઈ શકે છે, જે યાંત્રિક ગુણધર્મો અને સપાટીની ગુણવત્તાને અસર કરી શકે છે.
3. ઓછું સલ્ફર: ગોળાકારીકરણ દખલગીરી ટાળે છે અને કાસ્ટ આયર્નનું પ્રદર્શન સુનિશ્ચિત કરે છે
સલ્ફરના જોખમો: સલ્ફર એ ડ્યુક્ટાઇલ આયર્ન માટે "હાનિકારક તત્વ" છે. તે ગોળાકાર એજન્ટો (જેમ કે મેગ્નેશિયમ અને દુર્લભ પૃથ્વી) ના કાર્યમાં દખલ કરી શકે છે, જેના કારણે વિકૃતિ અને ગ્રેફાઇટ ગોળાઓની સંખ્યામાં ઘટાડો થાય છે, અને ફ્લેક ગ્રેફાઇટનો દેખાવ પણ થાય છે, જે કાસ્ટિંગની મજબૂતાઈ અને કઠિનતાને ગંભીરતાથી ઘટાડે છે.
પ્રક્રિયાની આવશ્યકતાઓ: ડ્યુક્ટાઇલ આયર્નનું ઉત્પાદન કરતી વખતે, મૂળ પીગળેલા આયર્નમાં સલ્ફરનું પ્રમાણ ≤0.015% પર સખત રીતે નિયંત્રિત હોવું જોઈએ. તેથી, સલ્ફર ઉમેરાનું જોખમ ટાળવા માટે કાર્બન એડિટિવમાં સલ્ફરનું પ્રમાણ અત્યંત ઓછું (સામાન્ય રીતે ≤0.05%) હોવું જોઈએ.
ગ્રે કાસ્ટ આયર્નના અપવાદો: ગ્રે કાસ્ટ આયર્નને સિમેન્ટાઇટને સ્થિર કરવા અને ગ્રાફિટાઇઝેશનના વિસ્તરણને રોકવા માટે ચોક્કસ સલ્ફર સામગ્રી (0.06%-0.12%) ની જરૂર પડે છે. જો કે, કાર્બ્યુરાઇઝરમાં સલ્ફર સામગ્રીને હજુ પણ મધ્યમ રીતે નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે જેથી વધુ પડતી સલ્ફર સામગ્રી સફેદ કાસ્ટ આયર્નની વૃત્તિ તરફ દોરી જાય.
4. ઓછું નાઇટ્રોજન: છિદ્રાળુતા ખામીઓને અટકાવે છે અને ધાતુશાસ્ત્રની રચનાને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે
નાઇટ્રોજનની દ્વૈતતા: ગ્રે કાસ્ટ આયર્નમાં, નાઇટ્રોજન પર્લાઇટને સ્થિર કરી શકે છે અને ગ્રેફાઇટને વાળી અને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે, જેનાથી યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં વધારો થાય છે (જેમ કે તાણ શક્તિ અને કઠિનતા). જો કે, જ્યારે નાઇટ્રોજનનું પ્રમાણ સંતુલન સાંદ્રતા (લગભગ 140ppm) કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે કાસ્ટિંગમાં ફિશર જેવા નાઇટ્રોજન છિદ્રો વિકસાવવાની સંભાવના હોય છે, જેના કારણે સ્ક્રેપ રેટમાં વધારો થાય છે.
પ્રક્રિયા નિયંત્રણ: ગ્રે કાસ્ટ આયર્ન માટે વપરાતા કાર્બ્યુરાઇઝરમાં નાઇટ્રોજનનું પ્રમાણ સામાન્ય રીતે 70-120 PPM પર નિયંત્રિત થાય છે, જ્યારે ડક્ટાઇલ આયર્ન માટે, જે છિદ્રાળુતા પ્રત્યે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે, ઓછી નાઇટ્રોજન સામગ્રી (જેમ કે ≤200ppm) ધરાવતું કાર્બ્યુરાઇઝર પસંદ કરવું જોઈએ.
ઉચ્ચ-સ્તરીય એપ્લિકેશન આવશ્યકતાઓ: એન્જિન ક્રેન્કશાફ્ટ જેવા ચોકસાઇ કાસ્ટિંગમાં, વધુ પડતી નાઇટ્રોજન સામગ્રી હલકી ગુણવત્તાવાળા યાંત્રિક ગુણધર્મો તરફ દોરી શકે છે. તેથી, ઓછા-નાઇટ્રોજન કાર્બન ઉમેરણો મહત્વપૂર્ણ છે.
વ્યાપક અસર: કાર્યક્ષમ, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી અને ઓછી કિંમતની કાસ્ટિંગ ગેરંટી
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા કાર્બન વધારો: ઉચ્ચ સ્થિર કાર્બન અને ઓછી રાખ સામગ્રી કાર્બનનું ઝડપી વિસર્જન અને શોષણ સુનિશ્ચિત કરે છે, જે પીગળવાનો સમય ઘટાડે છે.
ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા કાસ્ટિંગ: ઓછું સલ્ફર અને ઓછું નાઇટ્રોજન ગોળાકારીકરણ નિષ્ફળતા અને છિદ્રાળુતા ખામીઓને અટકાવે છે, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને સપાટીની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરે છે.
ખર્ચ નિયંત્રણ: વપરાયેલ કાર્બન એડિટિવનું પ્રમાણ ઘટાડીને, વીજ વપરાશ ઘટાડીને અને ખામીયુક્ત ઉત્પાદનોના દરમાં ઘટાડો કરીને, એકંદર ઉત્પાદન ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે.
ઇન્સ્ટન્સ ચકાસણી
ગ્રેફાઇટ કાર્બન ઉમેરણ: સ્થિર કાર્બન ≥99%, રાખનું પ્રમાણ ≤0.5%, સલ્ફર ≤0.05%, નાઇટ્રોજન ≤200ppm. તે ડક્ટાઇલ આયર્ન માટે યોગ્ય છે અને તેની કાર્બન ઉમેરણ કાર્યક્ષમતા 90% થી વધુ છે.
કેલ્સાઈન્ડ એન્થ્રાસાઇટ કાર્બન એડિટિવ: ફિક્સ્ડ કાર્બન 90%-95%, એશ 4%-5%, સલ્ફર 0.3%-0.5%, નાઇટ્રોજન 800-1200ppm. તે ગ્રે કાસ્ટ આયર્ન માટે યોગ્ય છે, પરંતુ વધુ પડતા સલ્ફર અને નાઇટ્રોજનને ટાળવા માટે ડોઝ નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે.