Графит НК-А

Графит марки НК-А — искусственный измельченный графит высшей категории качества, предназначенный для науглероживания стали и чугуна в металлургическом и литейном производстве. Материал характеризуется содержанием углерода не менее 99 %, минимальным уровнем примесей и стабильной гранулометрией. Это обеспечивает равномерное и быстрое растворение углерода в расплаве, что критически важно для получения отливок заданного химического состава.

В промышленной практике искусственный измельченный графит такого класса обозначается также как ГИИ-А (графит искусственный измельченный, марка А). Материал востребован в электросталеплавильном, мартеновском и индукционном производстве — везде, где требуется точная корректировка содержания углерода в расплаве.

Общая характеристика искусственного измельченного графита НК-А

Графит НК-А получают путём высокотемпературной обработки углеродсодержащего сырья при температурах порядка 2400–3000 °C без доступа воздуха. В результате графитации формируется упорядоченная кристаллическая структура с высокой степенью чистоты. Исходным сырьём служат отходы электродного и металлургического производства: бой и огарки графитированных электродов, графитовая стружка, доменные и футеровочные блоки.

После графитации материал дробят и рассеивают на фракции заданного размера. Полученный измельченный графит обладает сферообразной или хлопьевидной формой частиц, серо-чёрным цветом с характерным металлическим блеском и мягкой слоистой структурой.

Типы, марки и общие технические требования к графиту определяет ГОСТ 17022-81, распространяющийся на продукцию, получаемую как из графитовых руд, так и из отходов металлургического и других производств. Физико-химические показатели конкретных марок, включая НК-А, регламентируются техническими условиями (ТУ), которые устанавливает каждый конкретный изготовитель.

Физико-химические показатели графита марки НК-А

Марка НК-А (ГИИ-А) относится к высшей категории искусственного измельченного графита. Ниже приведены типовые физико-химические показатели, характерные для этой группы материалов и подтверждённые несколькими независимыми источниками.

Ключевое отличие марки А от марок Б и С — максимальная чистота по углероду и минимальная зольность. Для сравнения: у марки Б (ГИИ-Б) содержание углерода составляет от 95 до 98 %, зольность — до 10 %, а содержание серы — до 0,5 %. Марка С допускает зольность до 22 % и содержание углерода от 80 %.

Значение низкого содержания серы и азота

Низкое содержание серы (не более 0,05 %) — одно из важнейших преимуществ марки НК-А. Сера является вредной примесью: при кристаллизации и охлаждении отливок она выделяется в виде сульфида железа (FeS), вызывая красноломкость и ухудшая механические свойства готового металла.

Не менее важен контроль содержания азота. При массовой доле азота в отливке выше 0,009 % в процессе кристаллизации он формирует газовые поры или трещины — нередко в сочетании с водородом. Искусственный графит, прошедший графитацию при температурах выше 2400 °C, характеризуется минимальным содержанием азота, что принципиально отличает его от необработанных углеродных материалов — антрацита или кокса.

Применение графита НК-А в металлургии и литейном производстве

Основное назначение графита НК-А — использование в качестве науглероживателя (карбюризатора). Углерод из этого материала активно переходит в расплав и равномерно распределяется даже при относительно невысоких температурах. Степень усвоения углерода из искусственного графита составляет до 95 % и выше, тогда как для кускового термоантрацита этот показатель обычно не превышает 78 %.

Науглероживание стали и чугуна

Графит НК-А применяется в следующих металлургических процессах:

В электросталеплавильном производстве (ЭСП) науглероживатель вводят в завалку вместе со стальным ломом или подают на зеркало расплава. Измельченный графит обеспечивает быстрое и полное растворение углерода, что сокращает время плавки и снижает энергозатраты. В индукционных печах при выплавке синтетического чугуна из стального лома графит НК-А позволяет точно корректировать содержание углерода до заданных значений. В мартеновском процессе, а также при кислородно-конвертерной выплавке стали с пониженной долей чугуна в шихте, науглероживатель компенсирует дефицит углерода в металлической завалке.

Вспенивание шлаков в электродуговых печах

При электросталеплавильном процессе графит используют для вспенивания шлака. Вспененный шлак экранирует электрическую дугу от стен печи, снижая тепловые потери и износ огнеупорной футеровки. Одновременно повышается стабильность горения дуги, улучшается тепловой КПД процесса и снижается уровень шума.

Другие области применения

Помимо науглероживания и вспенивания шлаков, измельченный искусственный графит применяется:

В качестве наполнителя для графитопластов — композиционных материалов на основе полимерного связующего и графитового порошка. Графитопласты обладают антифрикционными свойствами и используются для подшипников скольжения, уплотнительных колец, работающих без смазки. При производстве углеграфитовых изделий и материалов — электрощёток, контактных вставок электротранспорта. В качестве компонента противопригарных покрытий для литейных форм и стержней. Для производства огнеупорных материалов и тормозных колодок.

Фракционный состав и выбор размера частиц

Графит марки НК-А поставляется в различных фракциях. Размер частиц подбирается в зависимости от объёма плавки, способа ввода науглероживателя и типа плавильного оборудования.

При выборе фракции следует учитывать, что слишком мелкие (пылевидные) частицы ухудшают усвоение: они могут выгорать на поверхности расплава, не успев раствориться. Чрезмерно крупные гранулы, напротив, растворяются медленнее. Оптимальный размер определяется условиями конкретного производства.

Отличия марок искусственного измельченного графита

Для выбора подходящей марки науглероживателя инженеру или снабженцу важно понимать разницу между категориями А, Б и С.

Марка НК-А обеспечивает наилучшее качество науглероживания за счёт высокой чистоты и минимального содержания вредных примесей. Она рекомендована для производств, выпускающих ответственные отливки из серого и высокопрочного чугуна, а также высокоуглеродистые марки стали.

Преимущества искусственного графита перед другими науглероживателями

Помимо графита, для науглероживания применяют и другие углеродсодержащие материалы: прокалённый антрацит, нефтяной и пековый коксы, бой электродов. Однако именно искусственный графит марки А имеет ряд технологических преимуществ:

Высокая степень кристаллизации решётки после графитации при температурах выше 2400 °C обеспечивает максимальную скорость растворения углерода в расплаве. Низкое содержание азота — принципиальное преимущество перед антрацитом и неграфитированными коксами, которые могут содержать значительное количество связанного азота. Стабильный химический состав от партии к партии гарантирует воспроизводимость результатов плавки. Минимальное количество зольных примесей снижает загрязнение расплава нежелательными элементами.

Нормативная документация

Общие требования к графиту, его типы и марки определены в ГОСТ 17022-81 «Графит. Типы, марки и общие технические требования». Данный стандарт распространяется на графит, получаемый из графитовых руд и отходов металлургического и других производств.

Методы определения качества графита регламентируются серией стандартов ГОСТ 17818:

Конкретные физико-химические показатели для каждой марки науглероживателя (НК-А, НК-Б и др.) устанавливаются в технических условиях, разрабатываемых и утверждаемых в установленном порядке.

Условия хранения и упаковка

Графит марки НК-А гигроскопичен, поэтому его хранение и транспортировка требуют защиты от влаги. Повышенная влажность не только увеличивает массовую долю влаги сверх допустимых значений, но и может ухудшить растворение науглероживателя в расплаве.

Фасовка производится в следующие виды тары:

Хранить графит следует в сухих закрытых складских помещениях, исключающих попадание атмосферных осадков и грунтовых вод. Каждая партия сопровождается паспортом качества с указанием фактических значений физико-химических показателей.

Рекомендации по применению науглероживателя НК-А

Способ ввода в расплав

Оптимальным считается ввод науглероживателя в завалку вместе со стальным ломом — это обеспечивает максимальное время контакта с расплавом и наилучшее усвоение углерода. При работе с индукционными печами графит подают на зеркало расплава и обеспечивают интенсивное перемешивание электромагнитными силами для равномерного распределения углерода.

Расчёт расхода

Количество науглероживателя рассчитывается по формуле материального баланса с учётом требуемого прироста содержания углерода в металле, массы плавки и степени усвоения. Для графита марки А степень усвоения углерода составляет 90–98 % в зависимости от условий процесса (температуры расплава, интенсивности перемешивания, способа ввода).

На что обращать внимание при закупке

При выборе поставщика науглероживателя стоит обратить внимание на фактические значения ключевых показателей в паспорте качества: содержание углерода (не менее 99 %), серы (не более 0,05 %), зольности (не более 1 %), а также фракционный состав, соответствующий требованиям конкретного технологического процесса. Стабильность характеристик от партии к партии — один из главных критериев надёжного поставщика.

Формы поставки графита НК-А

Компания «Русский Металл» осуществляет поставки графита НК-А для промышленных предприятий на территории России. Материал доступен в различных фракциях от 0–0,5 до 0–8 мм. Подробнее о линейке конструкционного графита и других графитовых материалов — в соответствующих разделах каталога.

Для оформления заявки укажите требуемую марку, фракцию и объём поставки. Условия, сроки и стоимость определяются индивидуально.