製鋼では「常に」炭素上昇剤が必要なわけではありませんが、ほとんどの場合、炭素上昇剤を使用することが鋼グレードの目標炭素含有量要件を達成するための最も経済的で正確かつ効果的な方法です。
1. 製鉄の要「脱炭工程」製鋼の主原料は溶鉄 (高炉からの) で、炭素含有量が非常に高く、通常は 3.5% ～ 4.5% です。
リン、硫黄、ケイ素、マンガンなどの不純物も含まれています。この高炭素溶鉄は非常に脆くて硬く、靭性がほとんどないため、鍛造、圧延、その他の塑性加工には不向きであり、その用途が限られています。
製鉄の中心的な仕事は、酸素を吹き込むことによって、溶鉄からこれらの余分な元素、特に炭素を激しく酸化して除去することです。
最終的には炭素含有量を 2.0% 未満に制御し、ほとんどの鋼の炭素含有量は 0.03% ～ 1.0% の間で均一になります。
したがって、巨視的に見ると、製鉄は「脱炭」のプロセスです。
2. 脱炭が必要な場合、なぜ同時に炭素を添加するのでしょうか?
これは矛盾しているように聞こえますが、まさにそれが問題の核心です。
主な理由は次のとおりです。
理由1：過剰な脱炭と精密な制御の必要性
酸素吹鋼-では、炭素の酸化反応が非常に激しく急速に起こります。
炭素を 4% から 0.1% に減らすのは簡単ですが、0.1% で正確に止めるのは非常に困難です。
「止められない」効果: 実際には、リンや硫黄などの有害な元素を確実に十分に除去するために、炭素含有量が目標値よりも低くなるまで酸素吹き込みプロセスが継続されることがよくあります。
これは過剰な脱炭につながります。
終点管理：溶鋼中の炭素がすでに非常に低い場合、試験や温度測定などのプロセスを通じて最終的な炭素含有量を決定すると、結果がすでに目標値よりも低い場合があります。
したがって、現代の製鉄における一般的な戦略は、「最初にもう少し脱炭してから、再び脱炭する」というものです。
すなわち、まず炭素を目標値より若干低いレベルまで脱炭し（これにより、他の不純物も十分に除去されます）、その後、出鋼または精錬工程で炭素上昇剤を添加することにより、炭素含有量を目標範囲に正確に調整します。
理由２：原料としてスクラップを利用する
現代の電気炉製鋼では、主にスクラップ鋼が原料として使用されます。
溶解プロセス中、スクラップ鋼は空気中の酸素を吸収し、溶鋼中の炭素が酸化して失われます。同時に、スクラップ鋼自体の炭素含有量が不十分になる可能性があります。したがって、スクラップ鋼を溶解した後、炭素含有量を補充および調整するために炭素上昇剤を添加する必要がある。
理由 3: 高炭素鋼の生産の必要性-
ばね鋼（炭素含有量約 0.6%～0.75%）、工具鋼、軸受鋼（炭素含有量約 1.0%）などの一部の高炭素鋼種では、溶鉄中の炭素がすべて保持されている場合でも、必要な炭素含有量が満たされない場合があります。
この場合、炭素上昇剤を多量に添加する必要がある。
3. カーボンレイザーとは何ですか?
なぜそうなるのか？
Carbon raisers are not ordinary coal or coke, but rather specially treated carbonaceous materials with extremely high carbon content (usually >95%)、硫黄、リン、窒素などの不純物レベルが極めて低い。
一般的なタイプは以下のとおりです。 焼成石油コークス カーボンレイザー: 最も一般的に使用されるタイプで、優れた性能と手頃な価格を備えています。
黒鉛化再浸炭剤: 吸収率が最も高く、不純物が最も少ないですが、最も高価でもあります。
通常は高級特殊鋼に使用されます。{0}
石炭-ベースの再浸炭剤: 低コストですが、不純物が多くなります。一般に、要件がそれほど厳しくない鋳鉄部品に使用されます。製鉄ではほとんど使用されません。
再浸炭剤を使用する利点:
* 正確で制御可能: 塩を追加するのと同じように、計算された重量を追加して、溶鋼の最終組成を微調整できます。{0}}
* 高純度: 高品質の再浸炭剤は新たな有害な不純物を導入せず、溶鋼の「汚染」を回避します。
* 高い吸収率: 適切なプロセス条件 (出湯時の溶鋼衝撃撹拌など) では、炭素吸収率は 85% ～ 95% に達します。
* 費用対効果の高い-: 酸素の吹き込みを制御して炭素を「保持」する場合と比較して、再浸炭剤を使用して炭素含有量を「調整」する方が簡単で信頼性が高く、全体的なコストが低くなります。
まとめ
要約: 製鋼は、主に脱炭に重点を置いた比較的大規模なプロセスですが、現代の産業では鋼の組成に対して非常に正確な要件が求められます。
カーボン再炭化装置は、「微調整」方法として、「広範囲の脱炭」と「精密な制御」の間の矛盾を完全に解決します。-これらにより、正確な組成と安定した性能を備えた鋼の大規模、効率的、低コスト生産が可能になります。-
このようなシンプルで効率的な材料である炭素加炭剤がなければ、現代の鉄鋼産業の効率と製品の品質は大きく損なわれると言えます。
