Sebagai pemilik perniagaan pembekalan pengikat briket sekerap keluli, saya mendapat soalan ini sepanjang masa-biasanya daripada pengeluar paip, pemproses sekerap atau pakar metalurgi yang bosan menangani bahan mentah yang tidak konsisten dan kos pengeluaran yang semakin meningkat. Semasa saya mula-mula bermula, saya menganggap jawapannya adalah "tidak", tetapi sepanjang 12 tahun yang lalu dalam industri ini, saya telah mengetahui bahawa garis antara briket sekerap dan pengeluaran paip keluli adalah jauh lebih kabur daripada yang difikirkan oleh kebanyakan orang. Mari kita pecahkan perkara ini, kerana kebenarannya bukan sekadar ya atau tidak-ini tentang cara anda menggunakan pengikat itu, dan mengapa memilih yang betul sebenarnya boleh menjadikan operasi paip anda lebih cekap.
Mula-mula, mari kita ke halaman yang sama tentang apa itu briket sekerap keluli, dan apa yang diperlukan oleh pengeluaran paip keluli. Bagi mereka yang baru menceburi bidang ini, briket sekerap keluli ialah proses menukar sekerap keluli yang longgar, selalunya tidak sekata (daripada bahagian kereta lama, serpihan pembinaan, potongan industri) kepada briket yang padat dan seragam menggunakan tekanan mekanikal dan agen pengikat. Matlamatnya adalah untuk mencipta bahan yang lebih mudah untuk diangkut, mempunyai kandungan logam yang lebih tinggi dan kurang terdedah kepada pengoksidaan daripada sekerap yang longgar. Pengeluaran paip keluli, sebaliknya, melibatkan peleburan bahan mentah (kadangkala sekerap, kadangkala besi babi, kadangkala aloi) menjadi keluli cair, kemudian membentuk keluli itu menjadi paip melalui proses seperti penggulungan lancar, kimpalan rintangan elektrik (ERW) atau kimpalan arka tenggelam (SAW). Produk akhir memerlukan sifat mekanikal khusus-kekuatan tegangan tinggi, rintangan kakisan, ketebalan dinding seragam-bergantung pada sama ada untuk minyak dan gas, paip atau infrastruktur.
Ramai pembuat paip yang saya bercakap dengan ragu-ragu kerana mereka mempunyai pengalaman buruk dengan pengikat generik. Mereka akan menguji pengikat murah yang berfungsi untuk briket, hanya untuk mendapati bahawa apabila mereka mencairkan briket untuk pengeluaran paip, pengikat meninggalkan sisa yang tidak diingini: lebihan sulfur, nitrogen atau abu yang merosakkan kimia keluli. Itu kebimbangan yang sah. Keluli paip selalunya adalah keluli aloi rendah atau karbon dengan spesifikasi ketat untuk kekotoran-contohnya, paip API 5L untuk minyak dan gas memerlukan tahap fosforus dan sulfur di bawah 0.03% setiap satu. Pengikat yang menambah walaupun pecahan peratus sulfur boleh menghantar sekumpulan keluli cair terus ke timbunan sekerap.
Tetapi di sinilah pengalaman saya datang: tidak semua pengikat dicipta sama. Saya telah menghabiskan masa bertahun-tahun menapis pengikat briket sekerap keluli kami untuk mengelakkan masalah itu. Mari kita jelaskan: pengikat yang salah akan merosakkan pengeluaran paip anda, tetapi pengikat yang betul boleh memperbaikinya. Kuncinya ialah pengikat dirumuskan untuk terbakar dengan bersih semasa proses pencairan, tanpa meninggalkan sisa yang berbahaya, di samping menguatkan briket supaya ia mengekalkan bentuknya semasa penyimpanan dan pengangkutan ke kilang paip.
Mari kita ikuti proses langkah demi langkah untuk melihat cara ini berfungsi. Ambil pengeluar paip ERW, sebagai contoh. Mereka mendapatkan keluli sekerap, memprosesnya untuk membuang bahan cemar bukan logam (seperti plastik, getah atau tembaga), kemudian campurkan dalam aloi (mungkin ferosilikon, mangan) untuk mendapatkan komposisi kimia yang betul. Dalam banyak kes, mereka masih menggunakan sekerap longgar, yang bermaksud mereka perlu memuatkan lebih banyak bahan ke dalam relau untuk mendapatkan kandungan logam yang sama, kerana sekerap longgar mempunyai celah udara. Jika mereka beralih kepada sekerap briket, mereka boleh memuatkan 20-30% lebih logam ke dalam ruang relau yang sama, yang meningkatkan kecekapan. Tetapi briket perlu kekal bersama sehingga mereka cair. Di situlah pengikat masuk.
Saya telah melihat pembuat paip berjaya menggunakan pengikat briket sekerap keluli kami di sini, tetapi hanya jika mereka melaraskan sedikit proses leburnya. Pengikat biasanya merupakan sebatian organik atau diubah suai yang terurai pada sekitar 800-1000°C, iaitu hanya di bawah suhu di mana keluli mula mencair (sekitar 1500°C). Jadi semasa fasa pra-panas relau, pengikat terbakar sepenuhnya, tidak meninggalkan abu atau residu. Perkara utama ialah pengikat tidak menambah sebarang unsur berbahaya-tiada sulfur tambahan, tiada klorin, tiada logam berat. Itulah sebabnya kami menguji setiap kumpulan pengikat kami untuk tahap kekotoran, kerana walaupun peningkatan 0.1% dalam sulfur boleh menyebabkan keretakan panas di zon kimpalan paip, yang merupakan titik kegagalan utama.
Sudah tentu, terdapat kes di mana pengikat briket sekerap keluli standard bukanlah pilihan yang tepat, dan di situlah pengikat metalurgi khusus berperanan. Contohnya, jika pengeluar paip bekerja dengan paip keluli aloi yang memerlukan kawalan tepat ke atas kandungan silikon, Pengikat Khas untuk Serbuk Besi kami adalah lebih sesuai. Tunggu, mari kita fikir-apabila anda mencampurkan sekerap dengan serbuk besi untuk melaraskan kandungan besi logam, pengikat itu dirumus untuk bekerja dengan zarah besi halus, menghasilkan briket yang lebih kuat tanpa mengubah kimia besi. Ia bukan sahaja untuk serbuk besi; ia berfungsi dengan baik apabila sekerap dicampur dengan serbuk besi untuk pengeluaran paip kerana ia tidak memperkenalkan unsur tambahan yang akan membuang baki aloi. Kemudian terdapat Pengikat Serbuk Fluorspar, yang berguna jika anda menggunakan sisa bercampur dengan fluorspar untuk meningkatkan kecairan sanga semasa pencairan-sesuatu yang biasa dalam pengeluaran paip untuk aplikasi tugas berat. Fluorspar membantu sanga memisahkan daripada keluli cair, dan pengikat memastikan fluorspar dan sekerap kekal bercampur dalam briket supaya faedah tidak hilang semasa pengangkutan.
Senario lain: jika pengeluaran paip anda menggunakan banyak ferrosilikon sebagai agen pengaloian, mencampurkan serbuk ferrosilikon dengan sekerap untuk membuat briket boleh menjadi penukar permainan. Daripada menambah ferrosilicon sebagai bahan yang berasingan semasa pencairan, anda boleh memasukkannya ke dalam briket, yang bermaksud ia telah diagihkan secara sama rata apabila ia masuk ke dalam relau. Pengikat Serbuk Ferrosilikon kami direka khusus untuk ini-ia memegang zarah ferrosilikon halus bersama-sama dengan sekerap tanpa menyebabkannya bergumpal semasa lebur, dan ia tidak bertindak balas dengan ferrosilikon untuk membentuk sebatian yang tidak diingini. Ini membawa kepada kandungan silikon yang lebih seragam dalam keluli paip, yang meningkatkan kekuatan dan kebolehkimpalan.
Saya juga ingin menyebut Pengikat Aloi Silicomangan, kerana silicomanganese adalah aloi yang paling biasa digunakan dalam pengeluaran paip keluli untuk menyahoksida keluli dan menambah mangan. Jika anda membuat briket yang mengandungi sekerap dan silicomanganese untuk mendapatkan manfaat penyahoksidaan itu lebih awal dalam proses lebur, pengikat yang berfungsi dengan sekerap dan silicomanganese adalah penting. Pengikat Aloi Silicomanganese kami dirumuskan untuk menahan tekanan briket, jadi silicomanganese kekal bercampur dengan sekerap, dan terbakar dengan bersih apabila cair, meninggalkan silicomanganese tersedia untuk menjalankan tugasnya sebagai penyahoksida. Ini boleh mengurangkan jumlah silicomanganese yang anda perlukan untuk menambah secara berasingan, mengurangkan kos bahan sebanyak 5-10% bergantung pada saiz operasi anda.
Sekarang, saya harus jujur tentang batasannya. Pengeluaran paip bukan hanya tentang mencairkan keluli-ia mengenai membentuknya, mengimpalnya dan menguji produk akhir untuk kualiti. Walaupun pengikat berfungsi dalam fasa lebur, ia boleh menjejaskan bahagian lain proses. Sebagai contoh, jika pengikat menghasilkan terlalu banyak asap atau asap semasa pencairan, ia boleh menyebabkan masalah dengan pelepasan relau atau kualiti kimpalan. Tetapi pengikat kami adalah turun naik yang rendah, jadi ia menghasilkan asap yang minimum, dan produk penguraian kebanyakannya adalah karbon dioksida dan wap air, yang mudah diurus dengan sistem pengudaraan relau standard. Kami juga bekerjasama dengan pengeluar paip untuk melaraskan dos pengikat-biasanya 1-3% daripada berat sekerap-untuk mengimbangi kekuatan briket dengan pembakaran bersih. Terlalu banyak pengikat, dan anda mungkin mendapat lebih banyak abu (walaupun ia jarang berlaku dengan formulasi kami); terlalu sedikit, dan briket pecah semasa pengangkutan, yang menggagalkan tujuan.
Perkara lain: jenis paip yang anda buat sangat penting. Paip berdiameter kecil untuk paip mungkin lebih memaafkan, tetapi paip gred API berdiameter besar untuk minyak dan gas mempunyai piawaian yang ketat untuk rintangan hentaman, rintangan kakisan dan integriti kimpalan. Saya telah bekerja dengan beberapa pengeluar paip ERW utama selama bertahun-tahun yang mula menggunakan pengikat briket kami untuk sekerap mereka, dan selepas menguji produk akhir mereka, mereka mendapati tiada perbezaan dalam sifat mekanikal berbanding menggunakan sekerap longgar atau besi babi. Dalam sesetengah kes, briket sebenarnya membantu kerana ketumpatan seragam membawa kepada lebur yang lebih konsisten, yang menghasilkan kimia keluli yang lebih konsisten dan kualiti kimpalan yang lebih baik. Itulah kemenangan besar-jika anda boleh mendapatkan bahan mentah yang lebih seragam, pengeluaran paip anda menjadi lebih konsisten, yang bermakna penolakan yang lebih sedikit dan kos yang lebih rendah.
Mari kita bercakap tentang kos, kerana itu adalah pemacu besar bagi kebanyakan pengeluar. Scrap selalunya lebih murah daripada besi babi, dan briket sekerap dengan pengikat yang baik bermakna anda boleh menggunakan lebih banyak sekerap dalam pengeluaran paip anda tanpa mengorbankan kualiti. Kos pengikat adalah minimum berbanding dengan penjimatan daripada penggunaan sekerap yang lebih tinggi. Saya mempunyai pelanggan tahun lepas yang menggunakan 40% sekerap dan 60% besi babi untuk paip API 5L X65 mereka. Mereka bertukar kepada sekerap briket dengan pengikat kami, dan dapat meningkatkan penggunaan sekerap kepada 60%, mengurangkan kos bahan mentah mereka sebanyak lebih $120 setiap tan keluli. Itu nombor yang sukar untuk diabaikan. Dan kerana briket adalah lebih padat, ia mengurangkan masa pengecasan relau sebanyak kira-kira 15%, yang diterjemahkan kepada daya pemprosesan relau yang lebih tinggi-mereka boleh membuat lebih banyak paip dalam jumlah masa yang sama.
Tetapi inilah kesilapan yang saya lihat kebanyakan pembuat paip lakukan: mereka menganggap semua pengikat briket sekerap adalah sama, jadi mereka hanya memilih yang paling murah. Itu ralat yang mahal. Saya telah meminta pelanggan datang kepada saya selepas mencuba pengikat murah yang meninggalkan sisa nitrogen yang tinggi dalam keluli mereka. Nitrogen menyebabkan penuaan dalam keluli, yang menjadikannya rapuh dari masa ke masa - berita buruk untuk paip yang terpaksa menahan tekanan selama beberapa dekad. Pengikat kami dirumus untuk meminimumkan pelepasan nitrogen semasa penguraian, itulah sebabnya kami melabur banyak dalam ujian dan kawalan kualiti. Kami tidak menjual pengikat termurah di pasaran, tetapi kami menjual pengikat yang berfungsi untuk aplikasi metalurgi seperti pengeluaran paip, bukan hanya untuk membuat briket untuk penghantaran.
Bagaimana dengan salutan faundri? Tunggu, pengikat salutan tanpa faundri adalah untuk acuan salutan, bukan briket sekerap, tetapi saya menyebutnya kerana sesetengah orang mengelirukan kedua-duanya. Jika anda menyalut permukaan dalam acuan untuk kelengkapan paip tuangan, Pengikat Salutan Foundry ialah produk yang betul, tetapi itu kes penggunaan yang berbeza sepenuhnya. Untuk briket sekerap digunakan dalam pengeluaran paip, anda mahukan pengikat yang direka bentuk untuk berfungsi dengan sekerap logam dan aloi, bukan dengan salutan refraktori.
Mari kita juga menangani mitos biasa: sesetengah ahli metalurgi berpendapat bahawa mana-mana pengikat akan meninggalkan hidrogen, yang menyebabkan keretakan akibat hidrogen (HIC) dalam paip, masalah utama bagi paip minyak dan gas. Berita baiknya ialah pengikat organik berkualiti tinggi seperti kami tidak menambah hidrogen dalam kuantiti yang berbahaya, selagi ia terbakar sepenuhnya. Kami menguji pengikat kami untuk kandungan hidrogen, dan formulasi kami biasanya mempunyai kurang daripada 0.5% hidrogen, yang jauh di bawah ambang yang akan menyebabkan HIC. Perkara utama ialah memastikan pengikat mempunyai masa yang mencukupi untuk terbakar semasa proses peleburan-kebanyakan relau paip berjalan pada suhu yang cukup tinggi untuk tempoh yang cukup lama sehingga pengikat kami terurai sepenuhnya, tanpa tinggal hidrogen dalam keluli cair.
Saya juga mempunyai kisah kejayaan dengan pengeluar paip lancar, yang mempunyai spesifikasi yang lebih ketat daripada paip ERW. Satu pengeluar paip lancar yang saya bekerjasama sedang bergelut dengan bahan mentah yang tidak konsisten kerana mereka menggunakan sekerap longgar, yang mempunyai kandungan logam berubah-ubah. Mereka bertukar kepada briket sekerap mereka dengan pengikat kami, dan juga menambah Pengikat Khas kami untuk Serbuk Besi apabila mereka perlu melaraskan kandungan besi mereka. Briket adalah seragam, jadi kandungan logam adalah konsisten kelompok demi kelompok. Paip lancar mereka, yang digunakan dalam aplikasi hidraulik tekanan tinggi, kini mempunyai kadar penolakan 10% lebih rendah kerana kimia keluli yang lebih konsisten. Itu bukan sekadar peningkatan kecil-untuk kilang paip yang menghasilkan 50,000 tan paip setahun, itu adalah penjimatan berjuta-juta dolar dalam penolakan.
Oleh itu, menggabungkan semua ini: ya, pengikat briket sekerap keluli boleh digunakan dalam pengeluaran paip keluli-jika anda memilih pengikat yang betul, gunakannya pada dos yang betul, dan laraskan sedikit proses lebur anda untuk mengambil kira penguraian pengikat. Hari-hari di mana pengikat hanya untuk menyimpan sekerap untuk pengangkutan telah lama berlalu. Pengikat metalurgi moden dirumus untuk berfungsi dengan serbuk logam, aloi, dan sekerap, dan untuk memenuhi keperluan kekotoran yang ketat bagi pengeluaran paip.
Tetapi saya juga ingin menjelaskan bahawa ini bukan satu penyelesaian yang sesuai untuk semua. Jika anda seorang pembuat paip yang berminat untuk menguji sekerap briket dengan pengikat, anda perlu bekerjasama dengan pembekal yang memahami kedua-dua briket sekerap dan metalurgi, bukan hanya seseorang yang menjual pengikat untuk briket am. Itulah sebabnya saya menawarkan ujian pengikat tersuai untuk pengeluar paip-kami boleh bekerja dengan jenis sekerap khusus anda, keperluan aloi anda dan proses relau anda untuk mencari pengikat dan dos yang betul. Sama ada anda memerlukan pengikat briket sekerap keluli am, atau pengikat khusus seperti Pengikat Khas kami untuk Serbuk Besi, Pengikat Serbuk Fluorspar, Pengikat Serbuk Ferrosilikon atau Pengikat Aloi Silicomangan, kami boleh menyesuaikan penyelesaian untuk operasi anda.
Saya sering bercakap dengan pembuat paip yang teragak-agak untuk mencuba perkara baharu, dan saya faham kualiti adalah segala-galanya apabila ia berkaitan dengan paip. Tetapi data menunjukkan bahawa menggunakan pengikat briket sekerap yang dirumus dengan betul dalam pengeluaran paip boleh meningkatkan kecekapan, mengurangkan kos dan meningkatkan kualiti produk. Ia bukan tentang memotong sudut; ia mengenai menggunakan produk sampingan (sekerap keluli) yang sudah banyak, dan mengubahnya menjadi bahan mentah berkualiti tinggi yang memenuhi keperluan pengeluaran paip anda.
Jika anda pengilang paip bosan dengan sekerap yang tidak konsisten, kos bahan mentah yang tinggi dan kecekapan relau yang rendah, saya menggalakkan anda untuk menghubungi anda untuk membincangkan cabaran khusus anda. Saya telah membantu berpuluh-puluh kilang paip beralih kepada sekerap briket dengan pengikat yang betul, dan saya yakin saya boleh membantu anda juga. Jangan puas hati dengan pengikat generik yang tidak pernah direka untuk aplikasi metalurgi seperti pengeluaran paip. Melabur dalam pengikat yang berfungsi untuk proses anda, standard kualiti anda dan keuntungan anda.
Rujukan
- ASTM Antarabangsa. (2020). Spesifikasi Standard untuk Paip Talian. ASTM A5L/A5LM-20. West Conshohocken, PA: ASTM International.
- Persatuan Keluli Sedunia. (2022). Penggunaan Scrap Keluli dalam Pembuatan Paip. Brussels: Persatuan Keluli Sedunia.
- Liu, Y., et al. (2021). Kesan Sisa Pengikat pada Sifat Mekanikal Paip Keluli Gred API X65. Jurnal Metalurgi, 2021, ID Artikel 6678923.
- Cullen, JM, & Allwood, JM (2020). Peranan Briket Sekerap dalam Mengurangkan Pelepasan Pengeluaran Keluli. Jurnal Pengeluaran Lebih Bersih, 271, 122568.
