Què és el carbur de calci (CaC2): graus, rendiment de gas i criteris de compra

El carbur de calci (CaC2) és un compost inorgànic elaborat en un forn d'arc elèctric fent reaccionar calç amb una font de carboni a aproximadament 2.000-2.200 C. Arriba al mercat en forma de grumolls o grànuls de color gris-negre amb una densitat aparent propera a 2,2 g/cm3, i el seu valor es declara gairebé total per mida i dos paràmetres en Ca2. fracció. Els siderúrgics, les fundicions i les plantes químiques el compren contra un grau, una banda de mida i un certificat d'anàlisi de lot, mai contra un nom genèric de producte.

Què és el carbur de calci i com es classifica

El carbur de calci comercial es classifica segons el contingut de CaC2, perquè la calç residual, la cendra de coc i la humitat dilueixen el rendiment de gas. Normalment, els proveïdors comenten una xifra mínima de CaC2 més una fracció de mida, i les dues s'han d'adaptar a l'ús final: l'equip d'injecció en una estació de desulfuració necessita una banda estreta, mentre que un petit taller de soldadura pot tolerar-ne una de més àmplia.

Grau declarat	Contingut de CaC2	Banda de mida comuna	Rendiment pràctic d'acetilè
Metal·lúrgica estàndard	78-80% min	25-50 mm, 50-80 mm	250-270 L/kg
Primer grau	80,5% min	50-80 mm, 80-200 mm	270-300 L/kg
Alta puresa	95% min, tamisat	2-4 mm, 4-15 mm	300-340 L/kg

El màxim teòric es fixa per estequiometria: 1 kg de CaC2 pur allibera uns 372 L d'acetilè en condicions estàndard. Els graus comercials se situen per sota d'aquesta xifra a causa dels diluents inerts, i és per això que el nombre de rendiment, no només el nombre de CaC2, hauria de guiar la decisió de compra per a la generació de gas.

Química de reaccions i rendiment de gas

Calcium carbide reacts with water according to CaC2 + 2H2O ->C2H2 + Ca(OH)2. La reacció és fortament exotèrmica i prou ràpida com per ser violenta quan els grumolls s'exposen a aigua a granel, de manera que l'etapa d'hidròlisi en qualsevol generador s'ha d'alimentar a una velocitat controlada i el purí s'ha d'eliminar contínuament. La mida de les partícules governa més la cinètica que la química: un terròs de 50-80 mm es dissol gradualment, mentre que els fins per sota de 4 mm reaccionen gairebé a l'instant i normalment es reserven per a generadors continus o per a usuaris de productes químics.

Com que la humitat de l'atmosfera hidrolitza la superfície, el carbur exposat perd lentament el rendiment. Cada tona emmagatzemada en una habitació humida deriva cap avall en l'assaig, la qual cosa fa que l'embalatge segellat sigui part de l'especificació del producte en lloc d'un detall logístic.

Usos metal·lúrgics: Desulfuració i desoxidació

A les plantes de ferro i acer, el carbur de calci s'injecta com una pols finament mòlta, sol o barrejat amb calç i magnesi, en metall calent per eliminar el sofre. El carbur forma sulfur de calci, que s'informa a l'escòria, i el tractament s'utilitza quan el nivell de sofre entrant és massa alt perquè la ruta de la metal·lúrgia del cullerot es pugui gestionar de manera econòmica. Objectius de desulfuració profunda per sota del 0,010% S a l'acer acabat; el consum de reactiu s'escala amb la càrrega de sofre, el traspàs d'escòria i el disseny de la llança d'injecció en lloc de només amb la sortida d'acer.

El carbur també s'utilitza com a desoxidant i com a font de calci en les foses de foneria i en algunes funcions d'acondicionament d'escòries i escòries-, on redueix l'activitat de l'oxigen i millora la forma d'inclusió. Per a aquests deures s'especifica el grau de pols, no el grau de grumoll, i el sistema d'injecció estableix la finesa de manera que les partícules es quedin en suspensió i no connectin la línia.

Acetilè, usos químics i agrícoles

L'ús clàssic, la soldadura i tall d'oxi-acetilè, encara consumeix un gran volum perquè la temperatura de la flama arriba a uns 3.100-3.300 C, molt per sobre del que ofereix propà o gas natural. Més enllà de la torxa, l'acetilè és el punt de partida del monòmer de clorur de vinil i, per tant, del PVC, així com de l'àcid acètic, el cautxú sintètic i una sèrie de dissolvents intermedis.

A l'agricultura, l'exposició controlada a l'acetilè{0}}generat amb carburs provoca la maduració de plàtans i mangos a escala de cambra. Aquest deure exigeix ​​una puresa més alta i una distribució de mida més neta, i és sensible a la fosfina residual i al sulfur d'hidrogen, que provenen del fosfur de calci i les impureses de sulfur de calci a la matèria primera. Els compradors d'aquest segment haurien de demanar per escrit els límits d'impureses.

Com especificar una compra

Una especificació viable inclou cinc elements: CaC2 mínim, banda de mida amb tall superior i inferior, rendiment mínim d'acetilè, límits d'impureses (P i S expressats com a potencial de fosfina i sulfur d'hidrogen) i embalatge. El carbur normalment s'envia en bidons d'acer segellats de 50 kg, 100 kg o 200 kg de pes net, purgats o coberts per mantenir sec l'espai de la capçalera, i està classificat com a mercaderia perillosa-reactiva a l'aigua segons la ONU 1402, classe 4.3. Aquesta classificació determina la documentació de transport, les normes d'estiba i la ruta assegurable, per la qual cosa s'ha de liquidar abans de la primera reserva i no al port.

Control de qualitat i documentació del lot

Cada lot ha d'arribar amb un certificat que consti el contingut de CaC2, l'anàlisi de la mida per garbell i el rendiment de gas mesurat en una mostra representativa. Quan el comprador opera una línia d'injecció, una anàlisi de tamís importa tant com l'assaig, perquè un excés de fines provoca l'obstrucció de la línia i un excés de mida excessiva provoca una reacció incompleta i residus no reaccionats a l'escòria. La verificació independent d'un enviament per trimestre és una manera-de baix cost per mantenir les dades dels proveïdors honestes.

Emmagatzematge i manipulació

L'emmagatzematge ha d'estar sec, ventilat i allunyat de línies d'aigua, capçals d'aspersió i sòls humits. Els bidons es mantenen tancats i s'apilen no per sobre del límit del fabricant; els bidons oberts es tornen a tancar el mateix torn. Com que el gas produït en contacte amb la humitat és inflamable i pot formar mescles explosives amb l'aire, l'àrea d'emmagatzematge és una-zona de no fumar amb detecció fixa de gas, i el personal fa servir protectors facials, guants secs i roba-a prova d'humitat. Els purins residuals i les fines mai es tornen a un bidó.

Preguntes freqüents

Q:Quina diferència hi ha entre carbur de calci de 50-80 mm i 80-200 mm?
R: Tots dos poden complir el mateix assaig de CaC2, però la banda gruixuda reacciona més lentament i s'adapta als grans generadors, mentre que la banda més fina es dissol més ràpidament i es prefereix quan s'ha de mantenir un flux de gas constant amb un volum d'aigua més petit.

Q:Quant d'acetilè pot produir una tona de carbur de primer grau?
R: Amb un assaig del 80,5%, un rendiment pràctic de 270-300 L d'acetilè per kg de carbur és realista, que és aproximadament el 72-80% del màxim teòric de 372 L/kg per a CaC2 pur.

Q:Per què el carbur de calci elimina el sofre del metall calent?
R: L'ió carbur reacciona amb el sofre dissolt per formar sulfur de calci, un compost estable que s'absorbeix per l'escòria i s'elimina durant l'escoratge, reduint el contingut de sofre de l'acer.

Q:El carbur de calci és perillós durant l'enviament?
A: Sí. Està classificat com a UN 1402, classe 4.3 perquè allibera acetilè inflamable en contacte amb l'aigua, de manera que els bidons s'han de segellar, mantenir secs i transportar-se segons les normes aplicables sobre mercaderies perilloses.

Q:Quina mida hauria de demanar una estació de desulfuració?
R: Els graus d'injecció són pols mòltes, normalment per sota d'1 mm, escollides perquè les partícules romanguin suspeses en el gas portador i reaccionin dins del temps de residència de la llança; els graus de grumo no són adequats per a la injecció.

Q:Com s'ha d'emmagatzemar el carbur no utilitzat després d'obrir un tambor?
R: Torneu a segellar el tambor immediatament, manteniu-lo en una habitació seca per sobre d'un palet o bastidor i consumiu primer el tambor obert. L'exposició a l'aire humit redueix l'assaig i augmenta el contingut de fines al tambor.