Графит дробленый ТУ 48-4816-13-02

Графит дробленый — углеродсодержащий материал, получаемый дроблением графитированных заготовок или переработкой отходов графитового производства (электродный бой, огарки, стружка). Основное назначение — науглераживание расплавов чугуна и стали. Высокое содержание углерода в графитовой форме обеспечивает хорошую смачиваемость расплавом и быстрое растворение, что делает дробленый графит эффективным карбюризатором для металлургических процессов.

Характеристики дробленого графита

Свойства дробленого графита определяются исходным сырьём, степенью графитации и фракционным составом. Ключевые параметры, на которые ориентируются технологи при выборе науглераживателя: массовая доля углерода, зольность, содержание серы, влажность и размер фракции.

Химический состав и физические свойства

Искусственный дробленый графит получают из нефтяного кокса, прошедшего высокотемпературную графитацию (2400–3000 °C). При таких температурах происходит перестройка аморфного углерода в гексагональную кристаллическую решётку графита, а летучие примеси удаляются. В результате содержание углерода в конечном продукте достигает 98–99 %, а зольность снижается до минимальных значений.

Типичные характеристики дробленого искусственного графита приведены в таблице.

Показатель	Марка А (фракция 0–1 мм)	Марка Б (фракция 1–5 мм)
Массовая доля углерода, %, не менее	99	98
Зольность, %, не более	1,0	2,0
Массовая доля серы, %, не более	0,05	0,11
Влажность, %, не более	1,0	1,0

Конкретные значения зависят от технических условий производителя. Дробленый графит поставляется в нескольких фракциях — от тонкого помола (0–0,5 мм) до крупного дробления (1–5 мм). Выбор фракции зависит от технологического процесса, объёма плавки и способа введения науглераживателя в расплав.

Значение ключевых параметров для производства

Массовая доля углерода — главный показатель качества науглераживателя. Чем выше содержание углерода, тем меньше расход материала на тонну расплава. Графит с содержанием C ≥ 98 % обеспечивает стабильное насыщение металла углеродом при минимальном количестве шлакообразующих примесей.

Зольность характеризует содержание негорючих минеральных примесей. При науглераживании расплава зола не участвует в процессе насыщения, а переходит в шлак, снижая скорость усвоения углерода. Низкая зольность (до 1–2 %) — обязательное условие для ответственных плавок.

Содержание серы — критический параметр для литейного производства. Сера ухудшает механические и литейные свойства чугуна и стали. Для качественного серого и высокопрочного чугуна допустимое содержание серы в науглераживателе обычно не превышает 0,05–0,1 %. Искусственный графит после высокотемпературной графитации содержит минимальное количество серы, что выгодно отличает его от коксовых карбюризаторов.

Фракционный состав влияет на скорость растворения углерода в расплаве. Мелкие фракции (0–1 мм) растворяются быстрее, но могут уноситься конвективными потоками с поверхности ванны. Крупные фракции (1–5 мм) требуют большего времени для растворения, однако обеспечивают более полное усвоение при загрузке в завалку печи.

Применение графита дробленого в промышленности

Дробленый графит находит широкое применение в нескольких отраслях, но основной объём потребления приходится на металлургию.

Науглераживание чугуна и стали

Главное назначение дробленого графита — корректировка содержания углерода в расплавах железоуглеродистых сплавов. Процесс науглераживания применяется в электросталеплавильном, кислородно-конвертерном производстве, а также при выплавке чугуна в индукционных и дуговых печах.

Углерод из графита переходит в расплав быстрее, чем из кокса или термоантрацита. Это объясняется гексагональной кристаллической структурой графита: слоистое строение облегчает смачивание расплавом и ускоряет диффузию углерода. Степень усвоения углерода из искусственного графита достигает 90–95 %, тогда как для кускового термоантрацита этот показатель обычно не превышает 70–80 %.

В зависимости от технологии науглераживание проводят несколькими способами: загрузкой в завалку печи вместе с шихтой, подачей на зеркало расплава, вдуванием порошкообразного материала через фурму в струе инертного газа (аргона). Выбор способа определяется типом плавильного агрегата и требуемой точностью корректировки состава.

Другие области использования

Помимо металлургии, дробленый графит применяется в производстве углеродных футеровочных паст для доменных печей, в изготовлении токопроводящих и антифрикционных композиций, а также как компонент формовочных смесей в литейном производстве. В последнем случае графитовый порошок используется для припыливания и обмазки литейных форм, что предотвращает пригорание расплава к стенкам формы.

Подробнее о различных видах графитовых материалов, включая конструкционные марки, можно узнать на странице графит искусственный.

Преимущества искусственного графита перед другими науглераживателями

На практике в качестве науглераживателей используют несколько типов углеродсодержащих материалов: искусственный графит, природный графит, термоантрацит, нефтяной и электродный кокс. Выбор определяется балансом стоимости и технических требований к плавке.

Параметр	Графит искусственный	Термоантрацит	Нефтяной кокс
Содержание C, %	98–99	90–95	96–99
Зольность, %	0,5–2	3–8	0,3–2
Содержание S, %	0,02–0,1	0,2–0,5	0,5–3
Степень усвоения C, %	90–95	60–78	85–92
Скорость растворения	Высокая	Низкая	Средняя

Искусственный графит имеет стабильный и однородный состав, что упрощает расчёт навески при науглераживании. Низкое содержание серы минимизирует загрязнение расплава вредными примесями. Высокая скорость растворения сокращает время плавки и повышает производительность агрегата.

Выбор фракции графита для конкретных задач

Правильный подбор фракции дробленого графита — важный технологический фактор. Ниже приведены общие рекомендации, однако оптимальный выбор зависит от конкретных условий производства.

Фракция	Типичное применение
0–0,5 мм	Инжекционное вдувание через фурму, точная корректировка состава на финальной стадии плавки
0–1 мм	Подача на зеркало расплава в индукционных печах, производство формовочных смесей
1–5 мм	Загрузка в завалку электродуговых и индукционных печей вместе с шихтой

При выборе между мелкой и крупной фракцией учитывают: объём ванны расплава, интенсивность перемешивания, тип плавильного агрегата и требуемую точность корректировки содержания углерода. Для малых индукционных печей предпочтительны фракции 0–1 мм, для крупных дуговых — 1–5 мм.

Условия хранения и упаковка

Дробленый графит поставляется в герметичной влагозащитной таре — полипропиленовых мешках (биг-бэг) массой от 500 до 1000 кг или в мешках по 25–50 кг. Герметичная упаковка необходима для предотвращения набора влаги при транспортировке и хранении.

Хранить материал следует в сухих закрытых складских помещениях, исключая прямой контакт с влагой. Повышенная влажность графита приводит к парообразованию при загрузке в расплав, что может вызвать выбросы жидкого металла и представляет опасность для персонала. Перед использованием рекомендуется контролировать влажность партии.

Формы поставки графитового науглераживателя

Дробленый графит поставляется в виде гранул и порошка различного фракционного состава. Стандартные фракции: 0–0,5 мм, 0–1 мм, 1–3 мм, 1–5 мм. По согласованию возможен рассев по индивидуальным требованиям заказчика. Каждая партия сопровождается сертификатом с указанием содержания углерода, зольности, серы, влажности и гранулометрического состава.

Также для металлургических задач поставляются смежные графитовые материалы: графит чешуйчатый, литейный графит и графитовый порошок для различных промышленных процессов.

Практические рекомендации технологам

При использовании дробленого графита в качестве науглераживателя важно соблюдать несколько практических правил. Навеску рассчитывают с учётом степени усвоения углерода, которая зависит от типа печи, температуры расплава и способа введения. Для индукционных печей средней ёмкости степень усвоения графитового науглераживателя составляет порядка 90–95 %.

Введение науглераживателя наиболее эффективно на начальных стадиях плавки — в завалку или на стадии расплавления шихты. Подача на зеркало готового расплава допускается для финальной корректировки, но сопровождается бо́льшими потерями из-за окисления углерода на воздухе. При инжекции порошкообразного графита через фурму в струе аргона потери минимальны, а степень усвоения приближается к 100 %.

Не рекомендуется смешивать в одной плавке науглераживатели разных типов (например, графит и термоантрацит), поскольку различие в скорости растворения затрудняет контроль содержания углерода в расплаве.