I carburatori sono materiali utilizzati nei processi metallurgici, in particolare nella produzione dell'acciaio e nella fusione, per aggiungere carbonio al metallo fuso (come ferro o acciaio).
Sono costituiti principalmente da sostanze con un contenuto di carbonio estremamente elevato e livelli estremamente bassi di impurità nocive come lo zolfo.
Composizione principale delle materie prime
I carburatori hanno un'ampia gamma di fonti di materie prime, ma il loro nucleo è il carbonio ad alta-purezza.
Di seguito sono riportati alcuni gradi comuni e diversi di materie prime per ricarburazione del carbonio:
Ⅰ Ricarburatori di carbonio tradizionali e di alta-qualità
Questi ricarburatori di carbonio hanno prestazioni eccellenti e sono la prima scelta per la fusione e la produzione di acciaio di alta-qualità.
1. Ricarburatori di carbonio grafitato artificiale
• Materie prime: solitamente coke di petrolio o coke di pece.
• Processo di produzione: le materie prime vengono trattate in un forno elettrico di grafitizzazione ad alte temperature (solitamente superiori a 2300 gradi) per trasformare la loro struttura microcristallina in una struttura cristallina di grafite regolare.
• Caratteristiche: Alto contenuto di carbonio: solitamente > 98,5%, ma può raggiungere anche oltre il 99,5%.
Elevato tasso di assorbimento: fino al 90% o più, grazie alla struttura lamellare della grafite, che ne facilita la dissoluzione e la diffusione nel ferro fuso.
Contenuto di zolfo estremamente basso: S < 0,05%, anche inferiore allo 0,03%, con un impatto minimo sulla qualità del ferro fuso.
Basso contenuto di azoto: fondamentale per la produzione di acciaio a basso-azoto.
•Applicazioni: ghisa-sferoidale di fascia alta, ghisa grigia e fusione di acciaio speciale.
2. Agente cementante di coke di petrolio calcinato
•Materia prima: Coke di petrolio.
•Processo di produzione: il coke di petrolio viene calcinato a circa 1200-1350 gradi per rimuovere umidità e sostanze volatili.
•Caratteristiche: Alto contenuto di carbonio (tipicamente > 98,5%), ma senza grafitizzazione, la sua struttura cristallina è meno regolare di quella della grafite artificiale.
Il tasso di assorbimento è inferiore rispetto agli agenti cementanti grafitati, ma anche il costo è inferiore.
Il contenuto di zolfo è solitamente leggermente superiore a quello degli agenti cementanti grafitati.
•Applicazioni: ghisa ordinaria e acciai generici.
II. Ricaricatori di carbonio economici
Questi ricaricatori di carbonio hanno un costo inferiore ma hanno un contenuto di impurità più elevato e vengono generalmente utilizzati in applicazioni in cui i requisiti di qualità del carbonio non sono elevati.
1. Ricaricatori di carbonio a base di carbone-
• Materie prime: antracite o carbone di alta-qualità.
• Processo di lavorazione: Finemente selezionato e calcinato ad alte temperature.
• Caratteristiche: contenuto di carbonio relativamente basso (normalmente 90%-95%).
Alto contenuto di impurità come zolfo, azoto e ceneri.
Tasso di assorbimento instabile e può introdurre molte impurità.
• Applicazioni: alcune fusioni ordinarie in cui non è richiesta ferro fuso di alta-qualità.
2. Ricaricatori di carbonio in grafite naturale
• Materie prime: Grafite in scaglie naturali.
• Caratteristiche: elevato contenuto di carbonio, ma il tasso di assorbimento varia a seconda della purezza della grafite naturale e può contenere altre impurità minerali.
III. Altri materiali (meno comunemente usati o in situazioni specifiche)
1. Polvere di coke: solitamente utilizzata nella fusione in forni elettrici ad arco come parte della carica del forno o come carbone di condizionamento grossolano all'esterno del forno; contiene molte impurità.
2. Carbone: con un basso contenuto di carbonio fisso e un alto contenuto di ceneri, viene ormai utilizzato raramente nell'industria.
In poche parole, i ricarburatori sono essenzialmente "carbonio di elevata purezza" raffinato e lavorato. La loro purezza e prestazioni sono determinate dalle materie prime e dai processi utilizzati, che influiscono in ultima analisi sulla qualità e sui costi di produzione dei prodotti in acciaio.
Nella moderna metallurgia di alta{0}}qualità, i ricarburatori a grafite artificiale sono il tipo più utilizzato e-con le prestazioni più elevate.
