Aufkohlungsmittel werden in der Stahl- und Gießereiindustrie zum Aufkohlen, Entschwefeln und als Hilfsstoffe eingesetzt. Am häufigsten werden sie in der Eisen- und Stahlverhüttung verwendet, um den beim Schmelzen von Eisen und Stahl verlorenen Kohlenstoffgehalt auszugleichen und kohlenstoffhaltige Substanzen zuzuführen.
Beim Schmelzprozess von Eisen- und Stahlerzeugnissen kommt es häufig aufgrund von Schmelz-, Halte- und Überhitzungszeiten sowie anderen Faktoren zu erhöhten Kohlenstoffverlusten im flüssigen Eisen. Dies führt zu einem sinkenden Kohlenstoffgehalt, der den für die Raffination angestrebten theoretischen Wert nicht erreicht. Daher ist die Zugabe von Aufkohlungsmitteln zur Anpassung des Kohlenstoffgehalts im Stahl erforderlich. Diese sind ein unverzichtbarer Zusatzstoff für die Herstellung von hochwertigem Stahl.
Je nach Art der Rohstoffe lassen sich Aufkohlungsmittel in folgende Kategorien einteilen: Holzkohle, Steinkohle, Kokskohle und Graphit.
1. Holzkohlenstoff
2. Kohlenstoff vom Kohletyp
* Allgemeiner Kalzinierungskohle-Aufkohlerstoff: Er wird aus fein gewaschenem, asche- und schwefelarmem Anthrazit gewonnen und anschließend bei ca. 1250 °C im Kalzinierungsofen kalziniert. Hauptsächlich wird er in Ningxia, Innere Mongolei, hergestellt. Der Kohlenstoffgehalt liegt üblicherweise bei 90–93 %. Er findet vorwiegend in der Stahlindustrie Verwendung, wird aber auch in einigen Gießereien für Grauguss eingesetzt. Aufgrund der kompakten Struktur seiner Kohlenstoffmoleküle ist die Wärmeaufnahme langsam und zeitaufwendig.
Asphaltkokskohle: ein Nebenprodukt der Kohlenteerhydrierung zur Ölgewinnung. Es handelt sich um einen aus Teer gewonnenen, kohlenstoffreichen, schwefel- und stickstoffarmen Kohlensäureträger. Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 96 und 99,5 %, der Anteil an flüchtigen Bestandteilen ist gering, die Struktur ist dicht, die mechanische Festigkeit und Verschleißfestigkeit der Partikel sind relativ hoch, und sie lassen sich leicht graphitieren.
* Metallurgischer Koks als Aufkohlungsmittel: Die Kokskohle wird üblicherweise in einem Kupolofen mit großem Koks verbrannt. Zusätzlich wird sie zum Schmelzen, aber auch zum Aufkohlen von Metallchargen verwendet.
3. Koks (Petrolkoks) Kohlenstoff
Kalzinierter Koks als Aufkohlungsmittel: Dieses Produkt wird aus schwefelarmem Petrolkoks hergestellt und nach Entfernung von Feuchtigkeit, flüchtigen Bestandteilen und Verunreinigungen in einem Kalzinierungsofen bei 1300–1500 °C verarbeitet. Sein Kohlenstoffgehalt liegt in der Regel stabil bei etwa 98,5 %, der Schwefelgehalt meist unter 0,5 % oder 1 %. Es ist kompakt, zersetzungsbeständig und hat eine mittlere Nutzungsdauer. Die Produktion konzentriert sich hauptsächlich auf die Provinzen Shandong, Liaoning und Tianjin. Aufgrund seines günstigen Preises und seiner Verfügbarkeit findet es in vielen Anwendungsbereichen von Aufkohlungsmitteln breite Verwendung.
Graphitischer Petrolkoks als Aufkohlungsmittel: Petrolkoks wird nach der Graphitisierung in Graphitschmelzöfen bei 3000 °C zu Graphitprodukten verarbeitet. Er zeichnet sich durch schnelle Absorption, hohen Kohlenstoffgehalt und niedrigen Schwefelgehalt aus. Sein Kohlenstoffgehalt liegt bei 98–99 %, der Schwefelgehalt unter 0,05 % bzw. 0,03 %. Die Abbaugebiete konzentrieren sich auf die Innere Mongolei, Jiangsu, Sichuan usw. Eine weitere Möglichkeit bietet die Verwendung von Graphitelektroden-Schneidabfällen. Da die Graphitelektroden selbst nach der Graphitisierung als Abfallprodukte dienen können, eignet sich auch dieser Abfall als Aufkohlungsmittel für Stahlwerke.
* Halbgraphitischer Petrolkoks-Aufkohler: Die Graphitisierungstemperatur ist nicht so hoch wie bei graphitischen Aufkohlern, der Kohlenstoffgehalt ist im Allgemeinen größer als 99,5, der Schwefelgehalt ist höher als bei graphitischen Aufkohlern, liegt aber unter 0,3 %.
4. Graphittyp
* Erdähnliches Graphit-Aufkohlungsmittel: Hierbei handelt es sich um die Anwendung von erdähnlichem Graphit beim Aufkohlen von Eisen und Stahl. Das Hauptproduktionsgebiet befindet sich in Hunan. Es handelt sich um die direkte Anwendung von erdähnlichem Graphitpulver, das üblicherweise einen Kohlenstoffgehalt von 75-80% aufweist und zur Erhöhung des Kohlenstoffgehalts im Produkt gereinigt werden kann.
* Natürlicher Graphit als Aufkohlungsmittel: hauptsächlich zur Herstellung von Flockengraphit, Kohlenstoffgehalt 65-99%, geringe Stabilität, wird im Allgemeinen in Stahlwerken verwendet.
* Komposit-Aufkohlungsmittel: Graphitpulver, Kokspulver, Petrolkoks und andere Ausgangsmaterialien werden mit verschiedenen Bindemitteln versetzt und maschinell zu stäbchenförmigem Granulat verpresst. Der Kohlenstoffgehalt liegt üblicherweise zwischen 93 und 97 %, der Schwefelgehalt ist sehr instabil und schwankt in der Regel zwischen 0,09 und 0,7 %.
Veröffentlichungsdatum: 17. November 2022