Wie beeinflussen verschiedene Formen von graphitisiertem Petrolkoks, vom Pulver bis zum Block, sein „Schicksal“ in flüssigem Stahl?

Graphitierter Petrolkoks in Pulverform:

Auflösungsgeschwindigkeit: Dank feiner Partikel und großer spezifischer Oberfläche vergrößert sich die Kontaktfläche mit dem flüssigen Stahl erheblich. Es kann Kohlenstoffelemente bei hohen Temperaturen schnell auflösen und freisetzen, wodurch der Kohlenstoffgehalt des flüssigen Stahls rasch ansteigt.
Gleichmäßigkeit: Die feinen Partikel diffundieren im flüssigen Stahl und reduzieren so lokale Anreicherungserscheinungen. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Kohlenstoffverteilung und vermeidet Schwankungen der Stahleigenschaften aufgrund von Entmischung.
Oxidationsrisiko: Die große spezifische Oberfläche birgt auch ein erhöhtes Risiko des Sauerstoffkontakts. Wird die Schmelzumgebung nicht ausreichend kontrolliert, kann es leicht zu übermäßiger Oxidation kommen, was die Aufkohlungswirkung verringert. Dieses Risiko muss durch Optimierung des Schmelzprozesses, beispielsweise durch Kontrolle der Ofenatmosphäre und der Rührintensität, minimiert werden.

Klumpiger, graphitierter Petrolkoks:

Auflösungsgeschwindigkeit: Aufgrund der größeren Partikel und der geringen spezifischen Oberfläche ist die Auflösungsgeschwindigkeit relativ langsam. Es benötigt mehr Zeit, um vollständig mit dem flüssigen Stahl in Kontakt zu treten und die Kohlenstoffelemente vollständig freizusetzen. Daher eignet es sich für Anwendungen, bei denen die Geschwindigkeit des Anstiegs des Kohlenstoffgehalts keine kritische Anforderung darstellt.
Gleichmäßigkeit: Die großen Partikel diffundieren nur schwer im flüssigen Stahl und neigen zur Bildung lokaler Anreicherungszonen, was zu einer ungleichmäßigen Kohlenstoffverteilung führt. Dies lässt sich durch Verlängerung der Schmelzzeit oder verstärktes Rühren verbessern.
Praktischer Vorteil: Die stückige Form erleichtert das Wiegen, die Handhabung und die Lagerung. Sie kann Verluste von pulverförmigen Materialien beim Transport und der Lagerung reduzieren und somit die Produktionskosten senken.
Thermische Stabilität: Die großen Partikel weisen eine gute thermische Stabilität bei hohen Temperaturen auf und unterliegen aufgrund von Temperaturschwankungen weniger strukturellen Veränderungen, was zur Aufrechterhaltung der Stabilität des Schmelzprozesses beiträgt.