Графит гранулированный

Графит гранулированный применяют как углеродсодержащий материал в металлургии, литейном производстве и при изготовлении углеграфитовых изделий. При выборе учитывают массовую долю углерода, содержание серы и золы, влажность, размер гранул и требования конкретного технологического процесса.

Графит гранулированный ГРАН-97, ГРАН-99 и А-99

В категории представлены три марки: ГРАН-97, ГРАН-99 и А-99. Продукция поставляется в гранулированном виде и различается прежде всего по химическому составу и нормативной документации. Для ГРАН-97 и ГРАН-99 указано изготовление по ТУ 1916-004-05214579-2005, для А-99 — по ТУ 1914-001-72664929-2014. При подборе важно сопоставлять не только обозначение марки, но и требования к конечному металлу, способ подачи добавки и условия ее усвоения в расплаве.

Гранулированная форма удобна для дозирования и транспортирования материала. По сравнению с тонким порошком гранулы меньше склонны к пылеобразованию и могут стабильнее подаваться через бункеры и дозирующие устройства. При этом технологический результат зависит не только от формы частиц: существенное значение имеют содержание углерода, количество минеральных примесей, серы и влаги, а также фактическая гранулометрия партии.

Сравнение марок по основным показателям

В таблице приведены характеристики, заявленные для представленных на странице марок. Эти данные следует использовать для предварительного сравнения; перед применением партии в производстве параметры необходимо сверять с паспортом качества и требованиями технологической документации предприятия.

Назначение гранулята в металлургическом производстве

Одно из основных направлений применения графита в гранулах — науглероживание чугуна, стали и других сплавов. Материал вводят в расплав, когда необходимо повысить содержание углерода до значения, установленного для конкретной марки металла. Количество добавки определяют расчетом с учетом массы расплава, исходного химического состава, требуемой концентрации углерода и коэффициента усвоения.

Фактическое усвоение углерода зависит от режима плавки. На него влияют температура металла, момент введения добавки, интенсивность перемешивания, продолжительность контакта гранул с расплавом и состояние шлака. Поэтому одинаковая дозировка на разных агрегатах может давать различный результат. Перед переходом на новую марку или изменение фракции целесообразно подтвердить режим опытной плавкой.

Гранулированный материал также используют как компонент при изготовлении углеграфитовой продукции и в качестве наполнителя для отдельных композиционных материалов. Возможность применения в таких процессах необходимо оценивать по требованиям к чистоте, зерновому составу и физическим свойствам конкретного продукта.

Чем отличаются ГРАН-97 и ГРАН-99

Основное различие между марками ГРАН-97 и ГРАН-99 связано с содержанием углерода и допустимым количеством примесей. Для ГРАН-97 установлено не менее 97 % углерода, не более 3 % золы и не более 0,2 % серы. Для ГРАН-99 заявлено не менее 99 % углерода, не более 1 % золы и не более 0,05 % серы. Влажность для обеих марок не должна превышать 3 %.

ГРАН-99 целесообразно рассматривать для процессов, в которых предъявляются более жесткие требования к чистоте углеродной добавки и ограничению поступления серы и минерального остатка. ГРАН-97 может применяться там, где допускаются соответствующие значения примесей. Окончательный выбор определяется технологической картой, химическим составом шихты и требованиями к готовому металлу.

Особенности марки А-99

А-99 относится к искусственным графитовым гранулам. Для этой марки указано содержание углерода 99 %, серы — не более 0,05 %, золы — не более 1 %, влажности — в пределах 1 %. Размер цилиндрических гранул составляет до 10 мм по диаметру и до 15 мм по длине. Продукция выпускается по ТУ 1914-001-72664929-2014.

А-99 применяют как углеродный материал, в том числе для науглероживания сплавов, а также в производстве углеграфитовых и антифрикционных композиций. При замене этой марки на ГРАН-99 или наоборот необходимо учитывать не только близкое содержание углерода, но и различия в происхождении сырья, нормативной документации, влажности и других параметрах поставки.

Какие показатели влияют на эффективность науглероживания

• массовая доля углерода в поставляемом материале;
• содержание серы и допустимый уровень этой примеси в готовом металле;
• зольность и количество минерального остатка;
• влажность гранулята перед загрузкой;
• размер частиц и однородность гранулометрического состава;
• температура расплава в момент введения добавки;
• способ загрузки и распределения материала в ванне;
• интенсивность перемешивания и продолжительность выдержки;
• контакт гранул со шлаком и возможные потери углерода.

Почему содержание серы и золы проверяют отдельно

Высокое содержание углерода не является единственным критерием качества науглероживателя. Сера может быть нежелательной примесью для ряда сталей и чугунов, поэтому ее поступление необходимо учитывать в общем материальном балансе плавки. Если технологический процесс предусматривает жесткое ограничение по сере, предпочтение отдают марке, показатели которой соответствуют этому требованию.

Зола представляет собой минеральный остаток, не участвующий в науглероживании. Повышенная зольность уменьшает долю полезного углеродного компонента и может влиять на состав шлака. По этой причине сравнивать две марки только по цене за единицу массы некорректно: необходимо учитывать фактическое содержание углерода и количество примесей.

Влияние размера гранул на подачу и растворение

Гранулометрический состав определяет поведение материала при хранении, дозировании и введении в расплав. Слишком мелкие частицы легче уносятся воздушными потоками и повышают запыленность рабочей зоны. Чрезмерно крупные гранулы могут требовать большего времени для прогрева и взаимодействия с металлом. Поэтому размер частиц следует согласовывать с типом плавильного агрегата и схемой подачи.

Для ГРАН-99 указаны цилиндрические гранулы диаметром около 10 мм и длиной 2–15 мм, для ГРАН-97 — диапазон от 10×2 до 10×18 мм. Для А-99 приведен диаметр до 10 мм и длина до 15 мм. Если оборудование рассчитано на определенную фракцию, при смене марки следует проверить работу бункеров, шнеков, весовых дозаторов и других элементов системы подачи.

Требования к хранению и обращению с материалом

Графитовый гранулят необходимо защищать от увлажнения, загрязнения пылью и контакта с посторонними веществами. Увеличение влажности может ухудшать сыпучесть, влиять на точность дозирования и создавать дополнительные риски при введении материала в горячий расплав. Упаковка должна сохранять свойства продукции при транспортировании и складировании.

Для ГРАН-97 указана поставка в крафт-мешках или биг-бэгах. Аналогичные виды крупной и мелкой тары применяются и для других гранулированных углеродных материалов. Конкретную массу упаковки и условия отгрузки следует согласовывать для партии отдельно, поскольку они могут зависеть от объема поставки и логистической схемы.

Входной контроль на металлургическом предприятии

При приемке партии важно проверить соответствие марки заявке и сопроводительной документации. Для ответственных плавок целесообразно контролировать углерод, серу, золу, влажность и гранулометрический состав в объеме, установленном внутренними нормативами предприятия. Одного визуального осмотра недостаточно, поскольку химические показатели материала по внешнему виду определить невозможно.

Если поставляемая партия отличается по фракции или составу от ранее применявшейся, технологу следует оценить влияние изменений на дозировку и коэффициент усвоения углерода. Корректировка режима может потребоваться даже при переходе между продуктами с одинаковым номинальным содержанием углерода.

Исходные данные для расчета расхода

1. Определить массу расплава, подлежащего корректировке.
2. Установить исходное содержание углерода по результатам анализа.
3. Задать требуемое содержание углерода в готовом металле.
4. Учесть массовую долю углерода в выбранной марке гранулята.
5. Принять подтвержденный для конкретного агрегата коэффициент усвоения.
6. Проверить ограничения по сере и другим контролируемым примесям.
7. Определить способ и этап введения материала в расплав.
8. После обработки подтвердить результат анализом химического состава металла.

Расчет не следует строить на универсальном коэффициенте усвоения, поскольку он зависит от технологии плавки и оборудования. Для нового материала корректнее использовать производственные данные, полученные на конкретном агрегате, а после контрольной плавки при необходимости скорректировать дозировку.

Как выбрать марку для конкретной технологической задачи

Для предварительного подбора сначала определяют допустимое содержание серы и золы, затем требуемую долю углерода и гранулометрический состав. Если процесс чувствителен к примесям, рассматривают марки с более низкими предельными значениями серы и золы. Если ключевым фактором является совместимость с существующей системой дозирования, дополнительно оценивают размер и форму гранул.

При выборе между ГРАН-97, ГРАН-99 и А-99 необходимо учитывать требования конкретного производства. ГРАН-97 и ГРАН-99 выпускаются по одним техническим условиям, но отличаются по содержанию углерода и примесей. А-99 имеет собственную нормативную документацию и другие заявленные параметры влажности и размеров гранул. Поэтому решение должно основываться на техническом задании, а не только на сходстве коммерческих наименований.

Сведения, которые необходимо указать перед поставкой

В заявке рекомендуется указать требуемую марку, объем партии, назначение материала, допустимое содержание углерода, серы, золы и влаги, необходимую фракцию и требования к упаковке. Для металлургического применения полезно дополнительно сообщить тип плавильного агрегата и требования к химическому составу получаемого металла.

Если конкретная марка заранее не определена, поставщику следует передать технические требования к материалу и условиям его применения. Для приобретения гранулированного графита можно позвонить специалистам компании или направить запрос по электронной почте, указав необходимую марку, объем, фракцию и показатели, которые должны быть подтверждены документами на партию.