مصارف کاربید

1. کاربید کلسیم در متالورژی :

کاربید کلسیم ماده شیمیایی احیا کننده بسیار قوی است . در ضمن از آن می توان  به عنوان یک منبع انرژی نیز استفاده کرد . این روش بیشترین کاربرد را در متالوژی دارد که با استفاده  از شیوه های گوناگون برای کاهش هزینه ها استفاده می شود . در عملیات  مدرن فولاد سازی و با توجه افزایش روند ساخت  قطعه از طریق  قالب ریزی تقاضا برای فولاد با میزان کمتر گوگرد افزایش یافته است . در نتیجه  تقاضا برای کاربید کلسیم  نیز افزایش می یابد که برای گوگرد زدایی فلز استفاده می شود . علاوه  بر آن واکنش کاربید کلسیم  با اکسید ها، گرمای زیادی تولید می کند که در فرآیند مورد نظر حفظ می شود این می تواند  بازدهی متالورژی را افزایش دهد . علاوه بر آن کاربید بعنوان یک منبع انرژی می تواند جنبه های اقتصادی بیشتری به همراه داشته باشد . که در نتیجه بهره وری کوره فولاد سازی را افزایش می دهد . 

•  1-1 گوگرد زدایی (مستقیم )

در کارخانه های فولاد سازی مدرن به فولاد با میزان گوگرد کمتر احتیاج است . زیرا تقاضا ساخت قطعات قالب ریزی شده افزایش یافته است . در نتیجه از آنجایی که کاربید کلسیم به بهترین نحو می تواند از میزان گوگرد در فلز مذاب، بکاهد مصرف زیادی در صنایع فولاد سازی دارد. اما در کارخانه های فولاد سازی این روش با استفاده از منیزیم مقداری از گوگرد فلز مذاب را به هنگام انتقال آن در پاتیل جدا می کنند . سپس با استفاده از کاربید کلسیم هر مقدار دیگر از گوگرد را که باقی مانده است از فلز مذاب خارج می شود . در کارخانه های ریخته گری که از آهن مذاب استفاده می شود  پیش از اینکه آهن در قالب  مورد نظر تزریق گردد باید گوگرد زدایی شود  این نوع گوگرد زدایی معمولا با افزودن دانه های کاربید کلسیم  بداخل آهن مذاب صورت می گیرد .میزان خالص بودن و اندازه دانه ها از عوامل بسیار مهم در بازدهی کاربرد کاربید کلسیم بشمار می آیند .  اندازه دانه های کاربید کلسیم  با دقت انتخاب  می شوند تا بدون  اینکه دانه از دست برود ، بیشترین سطح تماس وجود داشته باشد. صنایع کاربید چهار اندازه مختلف  کاربید کلسیم برای  برآورده کردن احتیاجات  مشتریان تولید میکند . این محصولات که از فرمول ویژه ای برخوردارند باعث می شود تا کاربید کلسیم واکنش نیافته ای در سرباره جوش باقی نماند یا کمتر شود .  برای تزریق مواد در لایه  های زیر از پودر کاربید کلسیم استفاده می شود که  اندازه دانه های کمتر از 105 میکرون باشد .سپس پودر کاربید کلسیم را  می توان با انواع گوناگون  پودر های صنعتی  / شیمیایی دیگر مخلوط کرد .

• 1-2 احیاء سرباره

کاربید کلسیم ماده بسیار مهم و ضروری برای خارج کردن اکسید آهن کوره می باشد.که هنگام بارگیری به پاتیل منتقل شده است . زمانیکه دانه های درشت تر کاربید کلسیم پس از شارژ به جریان فلز مذاب اضافه می شود   با اکسید واکنش می دهد و در نتیجه عیار آهن و آلیاژ های گران قیمت بالا می رود . علاوه بر آن  اگر این اکسید ها به همان صورت رها شوند  در عملیات خالص سازی فولاد تداخل ایجاد کرده و تاثیر خود را در گوگرد زدایی نشان می دهد و راندمان گوگرد زدایی را کاهش داده آلیاژ افزوده اکسید می شود و باعث از بین رفتن مواد دیر گداز می شود .اگر چه از آلومینیوم ، فرو سیلیکون ، کاربید سیلیکون و حتی کک برای این منظور استفاده می شده ولی استفاده از کاربید کلسیم نشان داده که اقتصادی تر است و بازدهی بیشتری دارد .  کاربید کلسیم گاز CO تولید می کند . به این ترتیب  به صورت یکنواخت کاربید پخش و مخلوط می گردد و در نتیجه تفاله به حالت کف در می آید . مانند زمان استفاده از افزودنی های سیلیکونی احتیاجی به اضافه کردن  آهک متعادل کننده نخواهد بود . در این فرآیند گرما تولید می شود  که اجازه نمی دهد سرباره سرد شود . در شرایط معمول در فولاد حل نمیشود و  در نتیجه کربن تولید نمی گردد و اکسیداسیون صورت نمی گیرد . تقریبا بیشترین درصد  مواد بصورت کامل استفاه خواهد شد. برای این کاربرد ، صنایع کاربید کلسیم می تواند کاربید کلسیم را به اندازه های دلخواه تولید کند تا احتیاجات مشتریان برآورده شود .

• 1-3 تزریق کوره

کاربید توانایی منحصر بفردی در واکنش با اکسید های فلز دارد ، بدون اینکه تاثیر نامطلوبی بر ویژگی های شیمیایی فولاد داشته باشد . در عین حال انرژی چشمگیری به فرآیند اضافه می شود . در کوره های قوس الکتریکی انرژی تولید شده به هنگام احیا اکسید  با تولید ذره های آهک گرم شده و گاز CO صورت می گیرد . این موارد به حفظ گرما و همچنین تبدیل سرباره به کف کمک می کند. علاوه بر آن بخاطر اینکه بیشتر  سرباره بوجود آمده در کوره قوس الکتریکی  در داخل پاتیل باقی نماند از تمام قابلیت های کاربید کلسیم می توان استفاده کرد .در نتیجه این اقدامات بازدهی انرژی افزایش می یابد و فرآیند بازیافت آلیاژ در کوره قوس الکتریکی سریعتر انجام می گیرد. برای تزریق کوره ای صنایع کاربید ، کاربید را در اندازه های درشت تری تولید می کند .  که برای انتقال به کوره  از طریق جریان هوای فشرده مناسب تر است. البته این کار به همراه گاز خنثی صورت خواهد گرفت.

2. کاربید کلسیم در صنایع شیمیایی

کاربید کلسیم در یک واکنش کنترل شده با آب در یک دستگاه ویژه ای که ژنراتور نامیده میشود ، به استیلن تبدیل می گردد  استیلن که دارای فرمول شیمایی C2H2 است . یک هیدرو کربن بسیار مفیدی بشمار می آید . زیرا انرژی فراوانی در پیوند سه تایی اتم های کربن آن نهفته است . سپس این انرژی آزاد  و به شیوه های گوناگون استفاده می شود . استفاده از استیلن برای برش و جوشکاری از جمله پر کاربردترین زمینه های این ماده شیمیایی به شمار می آید . ازسوی دیگر مواد شیمیایی مهم بسیاری از استیلن به دست می آید .زمانی که کاربید کلسیم با آب ترکیب می شود و استیلن به دست می آید هیدورکسید کلسیم  نیز تولید می کند که خود آن هم ماده شیمیایی بسیار ارزشمند است . این ماده با PH19/4 آماده واکنش با گوگرد است . این ماده استفاده گسترده ای در مصارف خنثی سازی اسید دارد . تغییر PH خاک ، پاکسازی گوگرد در فرآیند صنعتی  و تولید نیرو از دیگر کاربرد های این ماده شیمیایی به شمار می آید .

• 2-1 استیلن

ترکیب کاربید کلسیم با آب منجر به تولید گاز استیلن می شود . گاز استیلن که کوچکترین عضو از خانواده ی آلکین هاست دارای فرمول شیمیایی C2H2 بوده که در آن دو اتم کربن بویسیله ی یک پیوند سه گانه به هم متصل شده اند به همین خاطر استیلن جزه ترکیبات غیر اشباع به شمار می آید . کاربید کلسیم بصورت یک ماده فرآروی شده و مستقیم استفاده می شود . زمانیکه این ماده که بیشتر شبیه سنگ است  با آب تماس میگیرد در اثر واکنش بوجود آمده استیلن و هیدروکسید کلسیم تشکیل می گردد . ویژگی های منحصر به فرد پیوند سه تایی کربن در مولکول  استیلن به آن امکان می دهد تا مصرف  بسیار گوناگونی داشته باشد. از مشتقات استیلن در محصولات مصرفی و معمول استفاده فراوانی می شود. مانند اسپری مو ، لوازم آرایشی ، داروهایی که به صورت قرص هستند . کرم های محافظت از آفتاب ، ضد عفونی کننده و خمیر دندان های جرم گیر . در ضمن از استیلن برای تولید فیبر های پولی پورتن ، لاستیک مصنوعی پرکلرواتیلن (بیشتر تمیز کنند ها حلال استفاده می شود ) تری کلرواتیلن (حل کنند چربی که در فرآیندهای کار با فلز بکار میرود) ونوع جدید گاز سرد کننده که جایگزین کلرواینسیتد فلور کربن (CFC) می شود که به محیط زیست آسیب می زند .

• 2-2 برش و جوشکاری

یکی از رایج ترین کاربرد های استیلن در برش فلز و جوشکاری است . زمانیکه گاز استیلن با گاز اکسیژن مخلوط شود شعله با گرمایش بیش از 6000 درجه  فارنهایت تولید می کند . این گرمترین شعله در میان گاز های  هیدرو کربن بشمار می آید . از این شعله برای برش فلزات استفاه می شود . در ضمن  با گرم کردن لبه اتصالات فلزی سطح مود نظر را تمیز میکند و پیوند بسیار محکمی بین دو لبه یا سطح بوجود می آورد . به این ترتیب با استفاده از روش های سخت کنندگی از طریق شعله ، جوشکاری بسیار محکم و با دوامی صورت میگیرد . در ضمن گاز استیلن  سبک تر از هوا است و در نتیجه برای استفاده در فضاهای بسته دارای ایمنی کامل می باشد .

3. محیط زیست

      محصولات جانبی که در فرآیند تولید استیلن تواید می شود یعنی هیدروکسید کلسیم کاربرد های صنعتی فراوانی دارد . رایج ترین آن پاکسازی دودکش های نیروگاه های فسیلی است که پیش از آزاد شدن ترکیبات گوگرد در هوا آنرا خارج می سازد .علاوه بر آن در کارخانه های فولاد سازی از هیدروکسید کلسیم برای خنثی کردن ضایعات اسیدی استفاده می شود .  در کارخانه های تولید مواد شیمیایی نیز در خنثی سازی ضایعات پس مانده های شیمیایی استفاده می شود و در فاضلاب نیز ضایعات را تصفیه می کند .

هیدروکسید کلسیم را براحتی می توان پخش یا اسپری کرد . به این ترتیب کشاورزان می توانند با پراکنده کردن هیدورکسیدکلسیم باران های اسیدی را که در مزرعه می بارد را خنثی کنند .در معدن ها نیز جهت خنثی کردن پس آب اسیدی استفاده می شود .

اگر به مقدار معین و اندازه های مناسب استفاده شود . هیدروکسید کلسیم با خاک ترکیب می شود و ترکیبی با استحکام بتن بوجود می آید واکنش پایدار کننده در زمینه های  ساخت و ساز ، بستر و روکش جاده ای استفاده می شود .