Aquí está la traducción al inglés del texto proporcionado:
Cómo el coque de petróleo grafitizado logra un aumento en la tasa de absorción del 75% a más del 95%, lo que permite una "utilización completa del recurso".
El coque de petróleo grafitizado ha logrado un avance significativo al aumentar su tasa de absorción del 75 % a más del 95 % mediante cinco procesos clave: selección de materia prima, tratamiento de grafitización a alta temperatura, control preciso del tamaño de partícula, optimización del proceso y utilización circular. Este enfoque de “utilización completa de los recursos” se puede resumir de la siguiente manera:
1. Selección de materia prima: Control de impurezas en origen
- Materias primas con bajo contenido de azufre y bajo contenido de cenizas
Se selecciona coque de petróleo o coque de aguja de alta calidad con un contenido de azufre inferior al 0,8 % y un contenido de cenizas inferior al 0,5 %. Las materias primas con bajo contenido de azufre evitan que este forme dióxido de azufre a altas temperaturas, reduciendo así la pérdida de carbono, mientras que el bajo contenido de cenizas minimiza la interferencia de impurezas durante la fusión. - Pretratamiento de la materia prima
Mediante procesos de trituración, clasificación y conformado, se eliminan las partículas grandes y las impurezas para garantizar un tamaño de partícula uniforme, sentando así las bases para la posterior grafitización.
2. Tratamiento de grafitización a alta temperatura: Reestructuración de los átomos de carbono
- Proceso de grafitización
Mediante un horno Acheson o un horno de grafitización de serie interna, las materias primas se tratan a temperaturas superiores a 2600 °C. Esto transforma los átomos de carbono, pasando de una disposición desordenada a una estructura laminar ordenada, similar a la red cristalina del grafito, lo que mejora significativamente la reactividad y la solubilidad del carbono. - Eliminación de azufre
A altas temperaturas, el azufre se expulsa en forma de dióxido de azufre, reduciendo su contenido a un 0,01 %-0,05 % y evitando así efectos negativos en la resistencia y la tenacidad del acero. - Optimización de la porosidad
La grafitización crea una estructura porosa dentro de las partículas de carbono, aumentando la porosidad y proporcionando más canales para la disolución del carbono en el hierro fundido, lo que acelera la absorción.
3. Control preciso del tamaño de partícula: Cumplimiento de los requisitos de fusión
- Clasificación del tamaño de las partículas
El tamaño de partícula se controla entre 0,5 y 20 mm en función del tipo de equipo de fusión (por ejemplo, hornos de arco eléctrico o cubilotes) y de los requisitos del proceso:- Hornos eléctricos (<1 tonelada): 0,5–2,5 mm para evitar la oxidación causada por partículas demasiado finas.
- Hornos eléctricos (>3 toneladas): 5–20 mm para evitar dificultades de disolución por partículas demasiado gruesas.
- Distribución uniforme del tamaño de las partículas
Los procesos de cribado y conformado garantizan un tamaño de partícula uniforme, reduciendo las fluctuaciones en la tasa de absorción causadas por las variaciones de tamaño.
4. Optimización del proceso: Mejora de la eficiencia de absorción
- Momentos y métodos adicionales
- Método de adición por la parte inferior: En los hornos eléctricos de media frecuencia, el 70% del material de aporte de carbono se coloca en la parte inferior del horno y se compacta, mientras que el resto se añade por lotes a mitad del proceso para minimizar las pérdidas por oxidación.
- Adición por lotes: En la fundición en horno eléctrico, los alimentadores de carbono se añaden por lotes durante la carga; en la fundición en cubilote, se añaden simultáneamente con la carga del horno para garantizar un contacto total con el hierro fundido.
- Control de parámetros de fusión
- Control de la temperatura: Mantener las temperaturas de fusión entre 1.500 y 1.550 °C favorece la disolución del carbono.
- Conservación del calor y agitación: Mantener el proceso durante 5-10 minutos con agitación moderada acelera la difusión de las partículas de carbono y evita el contacto con agentes oxidantes como el óxido de hierro o la escoria.
- secuencia de ajuste de composición
La adición de manganeso en primer lugar, luego de carbono y finalmente de silicio reduce los efectos inhibidores del silicio y el azufre sobre la absorción de carbono, estabilizando así la equivalencia de carbono.
5. Utilización circular y fabricación ecológica: Maximización de la eficiencia de los recursos
- Regeneración de electrodos de desecho
Los electrodos de grafito usados se regeneran en captadores de carbono con una tasa de recuperación del 85%, lo que reduce el desperdicio de recursos. - Alternativas basadas en biomasa
Los experimentos que utilizan carbón vegetal de cáscara de palma como sustituto del coque de petróleo permiten una fundición neutra en carbono y reducen la dependencia de las materias primas fósiles. - Sistemas de control inteligentes
La monitorización en línea del contenido de carbono mediante análisis espectral y la dosificación precisa basada en IoT 5G (error <±0,5 %) optimizan los procesos de producción y minimizan la sobreadición.
Resultados técnicos e impacto en la industria
- Mejora de la tasa de absorción: Gracias a estas medidas, la tasa de absorción de los absorbentes de carbono de coque de petróleo grafitizado ha aumentado del 75 % (coque de petróleo calcinado tradicional) a más del 95 %, lo que mejora significativamente la eficiencia de utilización del carbono.
- Mejora de la calidad del producto: Las características de bajo contenido de azufre (≤0,03 %) y bajo contenido de nitrógeno (80–250 ppm) previenen eficazmente los defectos de porosidad en la fundición y mejoran las propiedades mecánicas (por ejemplo, dureza, resistencia al desgaste).
- Beneficios ambientales y económicos: Las emisiones de carbono por tonelada de absorbente de carbono se reducen en 1,2 toneladas, en consonancia con las tendencias de fabricación sostenible. Asimismo, una mayor tasa de absorción reduce el consumo de absorbente de carbono, disminuyendo así los costos de producción.
Mediante la implementación de un control integral y refinado, el coque de petróleo grafitizado logra una "utilización completa de los recursos", proporcionando a la industria metalúrgica una solución eficiente y de bajas emisiones de carbono para la generación de carbono, e impulsando al sector hacia un desarrollo sostenible y de alta calidad.
Esta traducción mantiene la precisión técnica a la vez que garantiza su legibilidad para un público internacional en los campos de la metalurgia y la ciencia de los materiales. ¡Avísame si deseas alguna modificación!
Fecha de publicación: 31 de marzo de 2026