Графит НК-Б

Графит НК-Б — искусственный измельченный графит, применяемый в металлургии как науглероживатель стали и чугуна. Обозначение «НК» указывает на принадлежность к группе науглероживающих карбюризаторов, литера «Б» — на вторую категорию качества по содержанию углерода. Материал получают путём дробления и рассева отходов графитового производства: боя графитированных электродов, огарков электродных колонн, обрези графитовых блоков и других углеродных изделий, прошедших высокотемпературную графитацию.

Назначение и область применения графита НК-Б

Основное назначение графита НК-Б — корректировка содержания углерода в жидком металле при выплавке стали и чугуна. Материал вводят в расплав для достижения заданного процентного содержания углерода в конечном продукте. Области применения графита НК-Б в металлургии:

• Науглероживание стали в электросталеплавильных дуговых печах (ЭДП) при выплавке с пониженной долей чугуна в шихте.
• Корректировка углерода в кислородно-конвертерном процессе.
• Науглероживание чугуна в индукционных и дуговых печах литейного производства.
• Вспенивание шлаков в электросталеплавильном процессе — мелкая фракция графита, попадая под слой шлака, газифицируется, образуя пенистый шлак, который экранирует дуги и снижает тепловые потери.

Помимо прямого науглероживания, графит НК-Б находит применение при изготовлении углеграфитовых материалов и изделий, а также в качестве наполнителя для графитопластов — антифрикционных композитов на основе полимерных связующих.

Химический состав и физико-химические показатели

Графит марки НК-Б производится по техническим условиям (ТУ) и не входит в перечень марок ГОСТ 17022-81 «Графит. Типы, марки и общие технические требования», который распространяется на природный графит. Характеристики искусственного измельчённого графита регламентируются отдельными ТУ, различающимися у разных изготовителей. Типичные показатели графита НК-Б приведены в таблице ниже.

Конкретные значения фракционного состава (например, 0–1, 0–3, 1–5 мм) определяются требованиями заказчика и указываются в спецификации к договору поставки. В отличие от графита марки НК-А, имеющего более высокое содержание углерода (не менее 98 %) и меньшую зольность, марка НК-Б допускает повышенное содержание зольных примесей — до 3 %.

Сравнение графита НК-Б с другими марками науглероживателей

На рынке искусственных графитовых науглероживателей представлено несколько групп марок, различающихся по содержанию углерода и зольности. Графит НК-Б занимает среднюю позицию между высокоуглеродистыми и бюджетными марками.

Выбор конкретной марки науглероживателя определяется требованиями к выплавляемому металлу, типом плавильного агрегата и экономическими соображениями. Для ответственных марок стали с ограничением по сере и фосфору предпочтительны высокоуглеродистые марки с содержанием С ≥ 98 %. Графит НК-Б применяется там, где допустимо повышенное содержание зольных примесей — в массовом чугунолитейном производстве, при выплавке рядовых марок стали и для вспенивания шлака.

Влияние зольности и серы на процесс науглероживания

Зольность науглероживателя — суммарное содержание негорючих минеральных примесей (оксиды кремния, железа, алюминия, кальция и др.). При вводе науглероживателя в расплав зольные компоненты первыми вступают в реакцию с жидким металлом, замедляя начальный этап растворения углерода. Чем ниже зольность, тем быстрее и полнее усваивается углерод.

Сера, присутствующая в науглероживателе, переходит в расплав и ухудшает свойства готового металла: повышает склонность к горячим трещинам (красноломкость) у стали и влияет на форму графита в чугуне. Для ответственных отливок содержание серы в карбюризаторе должно быть минимальным.

Степень усвоения углерода из искусственного графита при соблюдении технологии науглероживания достигает 90–95 %. Для природных графитов и коксовых науглероживателей этот показатель существенно ниже — как правило, не превышает 70–80 %. Преимущество искусственного графита обусловлено упорядоченной кристаллической структурой, полученной при высокотемпературной графитации (2400–3000 °C), что обеспечивает лучшую смачиваемость расплавом и ускоренное растворение.

Рекомендации по вводу науглероживателя в расплав

Эффективность науглероживания зависит от нескольких технологических факторов, которые необходимо учитывать при работе с графитом НК-Б:

Выбор фракции

Слишком мелкая фракция (менее 0,1 мм) склонна к угару — частицы уносятся конвективными потоками и окисляются на поверхности расплава, не успевая раствориться. Крупная фракция (более 5 мм) растворяется медленно, увеличивая время плавки. Оптимальный диапазон для большинства электросталеплавильных и индукционных печей — 0,5–3 мм. Точный размер подбирается в зависимости от объёма расплава и интенсивности перемешивания.

Момент и способ ввода

Науглероживатель вводят в завалку вместе с шихтой (на подину печи перед загрузкой металлошихты) или присаживают на зеркало расплава в процессе плавки. При вводе в завалку обеспечивается более полное усвоение углерода за счёт длительного контакта с расплавом. При присадке на зеркало необходимо интенсивное перемешивание (продувка аргоном, электромагнитное перемешивание) для предотвращения всплывания частиц графита на поверхность шлака.

Расчёт навески

Количество науглероживателя рассчитывается исходя из разницы между фактическим и требуемым содержанием углерода в расплаве, массы металла и степени усвоения углерода. Для искусственного графитового науглероживателя с содержанием углерода 95 % и степенью усвоения 90–95 % расход обычно составляет 1–3 % от массы шихты, в зависимости от начального и целевого содержания углерода.

Формы поставки и упаковка

Графит НК-Б поставляется в измельчённом (порошкообразном или зернистом) виде. Стандартные варианты упаковки:

• Полипропиленовые мешки по 25–30 кг.
• Мягкие контейнеры (биг-бэги) по 500–1000 кг для крупных партий.
• Навалом — для поставок вагонными нормами на крупные металлургические предприятия.

Материал следует хранить в сухих закрытых складских помещениях, исключая контакт с влагой. При длительном хранении на открытом воздухе графит набирает влагу, что увеличивает угар при вводе в расплав и ухудшает усвоение углерода.

Ознакомиться с ассортиментом гранулированного синтетического графита для науглероживания и других технологических процессов можно в соответствующем разделе каталога.