القسم 03 — قسم التجارة — إضافات الكربون

إضافات الكربون

المواد المضافة الكربونية — التي تُعرف أيضًا باسم «مواد إعادة الكربنة» أو «مواد الكربنة» — هي مواد كربونية تُضاف إلى ذوبان الحديد والصلب لرفع نسبة الكربون إلى المستوى المحدد. وتُستخدم هذه المواد في مسابك الأفران الحثية ومصانع إنتاج الفولاذ بالقوس الكهربائي، حيث لا توفر المواد المُغذية كمية كافية من الكربون، وحيث يُعد التحكم الدقيق في نسبة الكربون أمرًا ضروريًا للوفاء بمواصفات الدرجة المستهدفة.

يقوم قسم التجارة في شركة CFC مصر بتوريد وتزويد مضافات الكربون والجرافيت غير المتبلور لعمليات إنتاج الحديد الرمادي والحديد المطاوع والصلب. وتتمثل الخصائص الرئيسية لمضافات الكربون في محتوى الكربون الثابت، ومستوى الكبريت، ومحتوى الرماد، وحجم الجسيمات — وجميعها تؤثر على سرعة الذوبان وتأثيرها على التركيب الكيميائي للذوبان. نحن نوفر مواد ذات مواصفات قابلة للتتبع لدعم مسابك الجودة التي تهتم بالجودة وتحتاج إلى تحكم موثوق ومتكرر في نسبة الكربون في كل عملية صهر.

01

ما نقدمه

هناك مجموعتان رئيسيتان من إضافات الكربون المستخدمة لزيادة نسبة الكربون في ذوبان الحديد والصلب — مواد إعادة الكربنة القائمة على فحم الكوك البترولي، والجرافيت الطبيعي غير المتبلور.

01

مُزيد الكربون (مُعيد الكربنة)

مواد إعادة الكربنة القائمة على فحم البترول، والتي تتميز بنسبة عالية من الكربون الثابت (95–99%)، ومحتوى منخفض من الكبريت، وحجم جسيمات محكوم، مما يضمن انحلالًا سريعًا ويمكن التنبؤ به في ذوبان الحديد في أفران الحث وذوبان الفولاذ في أفران القوس الكهربائي. تُستخدم لرفع نسبة الكربون في الحمولة إلى المستوى المطلوب عندما تكون نسبة مكافئ الكربون في الخردة أو الحمولة المرتجعة أقل من المستوى المستهدف.

02

الجرافيت غير المتبلور

جرافيت طبيعي ميكروبلوري (غير متبلور) يحتوي على كربون ثابت بنسبة 70–85%. مصدر كربون اقتصادي لمصانع صب الحديد الرمادي، ومناسب كعامل إعادة كربنة حيث تكون مستويات الرماد الأعلى قليلاً مقبولة، ويُستخدم أيضًا كمضاف لغسل القوالب الجرافيتية بفضل خصائصه التزييتية الجافة واستقراره الحراري عند درجات حرارة الصب.

02

المجالات التي تُستخدم فيها إضافات الكربون

تُستخدم إضافات الكربون في جميع الأماكن التي يتم فيها إنتاج ذوبان الحديد أو الفولاذ، وعندما ينخفض محتوى الكربون في الخامات إلى ما دون المواصفات المستهدفة — وهو أمر شائع في مسابك الأفران الحثية التي تستخدم الخامات الخردة.

فرن الحث للحديد الرمادي

تستخدم مسابك الحديد الرمادي التي تعتمد في الصهر على خردة الصلب أو المخلفات الداخلية بانتظام مواد إعادة الكربنة لجعل مكافئ الكربون يقع ضمن النطاق المستهدف الذي يتراوح بين 3.8 و4.3% CE. يُضاف مُعاد الكربنة مع الخردة أو يُضاف إلى المادة المنصهرة بمجرد انصهار الحمولة، ويتم التأكد من ذوبانه عن طريق التحليل الطيفي قبل صب المعدن.

إنتاج الحديد المطيل

يتطلب الحديد المطيل معادل كربون أعلى (عادةً ما يتراوح بين 4.2 و4.6%) لضمان تكوين حبيبات موثوقة وللتعويض عن فقدان الكربون أثناء المعالجة بالمغنيسيوم. ويُعد مادة رفع الكربون منخفضة الكبريت — عادةً فحم الكوك البترولي المكلس الذي يحتوي على <0.5% من الكبريت — هي المادة المفضلة لإعادة الكربنة لتجنب زيادة حمل الكبريت الذي يتطلب إزالة إضافية للكبريت قبل عملية تكوين العقد.

الفولاذ المصنوع في أفران القوس الكهربائي

تستخدم شركات صناعة الصلب التي تعمل بتقنية EAF مواد إعادة الكربنة كمواد لحقن الكربون من أجل الحفاظ على الخرسانة الرغوية، وكإضافات في الوعاء لتقليل محتوى الكربون بعد السكب. ويتم التحكم بدقة في معدل إضافة الكربون وتوقيته بالنسبة لإضافات السبائك، وذلك للوصول إلى المواصفات المستهدفة للكربون دون تجاوزها، مما يتطلب التخفيف.

الحديد الزهر والمسبك العام

تستفيد مسابك الأعمال الصغيرة التي تنتج مجموعة متنوعة من درجات الحديد الرمادي والحديد المطيل من إضافات الكربون المتسقة التي تذوب بشكل يمكن التنبؤ به وتسمح بإجراء تصحيحات سريعة ودقيقة للخليط. ويُعد الجرافيت غير المتبلور خيارًا أقل تكلفة لدرجات الحديد الرمادي التي لا يؤثر فيها ارتفاع طفيف في محتوى الرماد الناتج عن الجرافيت على جودة الصب.

03

منتجات إضافات الكربون

مواد رفع الكربون والجرافيت غير المتبلور التي يتم توريدها وتزويدها من قِبل قسم التجارة بشركة CFC مصر لمصانع صب الحديد والصلب.

مُنتج الكربون

مثبطات تثبيت الخرسانة والمواد فائقة التلدين (ASTM C-494 - النوع A وD وG)

الجرافيت غير المتبلور

مثبطات تثبيت الخرسانة والمواد فائقة التلدين (ASTM C-494 - النوع A وD وG)

04

الأسئلة المتداولة

إجابات واضحة على الأسئلة الفنية المتعلقة باختيار إضافات الكربون وطرق استخدامها. اتصل بفريقنا للحصول على توصيات مخصصة لعملياتك.

مُزيّد الكربون (المعروف أيضًا باسم مُعادِ التكرير أو مُكربّن) هو مادة كربونية تُضاف إلى معدن الحديد أو الفولاذ المنصهر لرفع محتوى الكربون إلى المواصفات المستهدفة. في مسابك أفران الحث الكهربائي التي تستخدم خردة الحديد أو الحديد الخام كحشوة، غالبًا ما يكون محتوى الكربون الأساسي للحشوة أقل من المستوى المطلوب، ويتم إضافة مادة رفع الكربون لجعل المعدن المنصهر يصل إلى مكافئ الكربون الصحيح قبل الصب. يتميز مُرفع الكربون المثالي بأنه يذوب بسرعة في المادة المنصهرة، ويحتوي على نسبة عالية من الكربون الثابت، ونسبة منخفضة من الكبريت والرماد، مع إمكانية التنبؤ باستعادة الكربون.

المضافات الكربونية الرئيسية المستخدمة في مسابك الحديد هي فحم الكوك البترولي المكلس (CPC)، والجرافيت الصناعي، والجرافيت غير المتبلور. يحتوي فحم الكوك البترولي المكلس عادةً على 98–99% من الكربون الثابت مع نسبة منخفضة جدًّا من الكبريت والرماد، مما يجعله المُعادِّب القياسي للحديد المطاوع والحديد الرمادي عالي الجودة. يحتوي الجرافيت الصناعي (مادة القطب الكهربائي الجرافيتية المطحونة) على نسبة كربون أعلى ويذوب بسرعة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات الصعبة. أما الجرافيت غير المتبلور (الجرافيت الطبيعي ذو البلورات الدقيقة، الذي يحتوي على 70–85% من الكربون) فهو خيار أقل تكلفة يُستخدم في الحالات التي يُقبل فيها وجود نسبة رماد أعلى قليلاً، وحيث تكون خصائصه التشحيمية مفيدة أيضًا.

الجرافيت غير المتبلور هو شكل طبيعي من الجرافيت الجريزوميني الذي يتم استخراجه من الرواسب الجيولوجية، ويحتوي عادةً على 70–85% من الكربون الثابت ومحتوى رماد أعلى مقارنةً بالأنواع الاصطناعية. وهو مصدر كربون فعال من حيث التكلفة يُستخدم في مسابك الحديد كعامل إعادة تكربن أو كمضاف لطلاء القوالب والقلب. على النقيض من ذلك، يُصنع الجرافيت الاصطناعي عن طريق تحويل فحم الكوك البترولي إلى جرافيت عند درجة حرارة عالية، مما ينتج عنه منتج كربوني عالي النقاء (98–99.5% C) ذو بنية بلورية جرافيتية منظمة ومحتوى منخفض من الشوائب. يذوب الجرافيت الصناعي بشكل أسرع في المادة المنصهرة ويضيف كمية أقل من الكبريت والرماد، ولكنه يكلف أكثر من الجرافيت الطبيعي غير المتبلور.

يُعد الكربون العنصر الرئيسي في صناعة سبائك الحديد الرمادي والحديد المطاوع، ويحدد مستواه (بالاشتراك مع السيليكون) ما يُعرف بـ«مكافئ الكربون» (CE) للحديد — وهو المعامل الذي يحدد ما إذا كان الحديد سيتصلب في صورة رمادية (جرافيتية) أم بيضاء (كربيدية). بالنسبة للحديد الرمادي، يتراوح مكافئ الكربون عادةً بين 3.8 و4.3%؛ أما بالنسبة للحديد المطيل، فيتراوح بين 4.2 و4.6%. وقد يتصلب الحديد الذي يحتوي على نسبة منخفضة جدًا من الكربون مع تكوين كربيدات غير مرغوب فيها، مما يؤدي إلى ظهور أجزاء صلبة وهشة وصعوبة في المعالجة الآلية. أما المكافئ الكربوني المرتفع جدًّا فينتج حديدًا عرضةً لظهور الجرافيت على السطح والمسامية السطحية. ولذلك، فإن إضافة الكربون بدقة باستخدام مُعادٍ للكربنة عالي الجودة أمر ضروري للوفاء بمواصفات الدرجة المطلوبة.

يقوم قسم التجارة في شركة CFC مصر بتوريد مواد زيادة الكربون — بما في ذلك مواد إعادة الكربنة القائمة على فحم الكوك البترولي والجرافيت غير المتبلور — من موردين معتمدين، ويقوم بتزويد بها للمسابك وشركات صناعة الصلب في مصر ومنطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا. لا تقوم شركة CFC مصر بتصنيع هذه المواد، بل توفر خدمات التوريد ومراجعة المواصفات والتوافر المحلي ودعم التطبيقات. وبالنسبة للمتطلبات المحددة المتعلقة بمحتوى الكربون والكبريت، يمكن لفريقنا تقديم المشورة بشأن الدرجة الأنسب والتحقق من شهادات الموردين.

تحدث إلينا

هل تحتاج إلى مصدر كربون موثوق به لعملية الصهر؟

أخبرنا بنوع الفرن الذي تستخدمه، ودرجة الحديد أو الفولاذ التي تنتجها، ومستوى الكربون المعتاد في الحمولة. وسيقوم فريقنا بتقديم توصيات بشأن درجة مادة إعادة الكربنة المناسبة، وكميتها، وطريقة إضافتها إلى عمليتك.