Co je karbid a k čemu slouží?
Karbid vápníku CaC2– jeden ze symbolů dětství sovětských chuligánů. Tato látka se používá při svařování plynem, protože uvolňuje obrovské množství hořlavého acetylenu.
Při ponoření do vody karbid uvolňuje acetylen, který je hořlavou složkou při svařování plynem. Acetylen smíchaný s kyslíkem hoří při teplotě 3150 °C, což je vyšší teplota, než je teplota tání většiny kovů a slitin. Použití této technologie umožňuje svařovat hladké i nerezové oceli, neželezné kovy, jejichž svařování elektrickým obloukem by vyžadovalo speciální drahé elektrody. Acetylen umožňuje řezání kovu, zejména silnostěnných plechů a tvarové oceli, které nelze řezat bruskou.
Karbid vápníku poprvé vyrobil německý chemik Friedrich Wöhler v roce 1862 zahříváním slitiny vápníku a zinku v uhlíkovém prostředí.
Když se karbid vloží do vody, vytvoří se hašené vápno a plynný acetylen. Reakce 1 kg čistého karbidu s 0,56 l. vody, vznikne 1,16 kg vápna a 372 litrů. acetylén.
Ve formě chemického vzorce je reakce zapsána takto: CaC2 + N2O = C2Н2 + Ca(OH).
Teoreticky se karbid ředí vodou v poměru 2:1, ale v praxi se používá 1 kg karbidu a zalije se 2-4 litry vody, aby nedošlo k výbuchu.
Způsob výroby
Karbid se vyrábí v elektrických pecích tavením (kalcinací) směsi koksu a oxidu vápenatého (pálené vápno) při teplotách v rozmezí 1900°C až 2300°C. Ostrý a nepříjemný česnekový zápach karbidu a vyrobeného acetylenu je způsoben obsahem nečistot fosfidů a síranů vápenatých v karbidové směsi.
Proces se provádí v několika fázích:
- Vápenec se pálí.
- Ze zpracovaného vápna a koksu vzniká prášková směs – směs.
- Výsledná směs se kalcinuje v elektrické obloukové peci, dokud se neroztaví.
- Výsledné karbidové tyče se drtí, aby se získala požadovaná frakce.
Průměrná hustota karbidové látky je 2,2 g/cm3. V závislosti na obsahu nečistot může být barva karbidu tmavě hnědá nebo tmavě šedá.
Konečný produkt obsahuje 75-78 % CaC2, zbytek je vápno a nečistoty. Karbidové granule se dodávají v různých velikostech: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80 mm. Větší granule produkují více acetylenu, ale prodlužují reakční dobu. Pokud se granule 8×15 a 15×25 mm rozloží za 5-6 minut, pak granule 25×80 mm vyžadují více než 10 minut na rozklad.
Svařovací aplikace
Karbid je skladován ve speciálních ocelových nádržích o objemu 100 nebo 130 litrů. Tyto nádrže by měly být otevřeny pouze tehdy, když v blízkosti není žádný oheň nebo jiskry, pomocí dřevěného kladiva a mosazného dláta. Nepoužitý karbid v dóze je uzavřen vodotěsným víčkem.
Acetylen pro svařování se vyrábí z karbidu v generátoru stacionárního nebo mobilního typu a různých objemů. Průměrný objem generátorů acetylenu je navržen tak, aby přijal 5 až 15 litrů vody, a tedy 2 až 5 kilogramů karbidu. Výtěžek acetylenu je považován za mírně nižší než teoretický a předpokládá se, že je 260-280 litrů na kilogram CaC2. Doporučuje se použít hrubý tvrdokov – 80 mm
Princip použití acetylenu pro svářečské práce je následující:
- Z jednoho kilogramu karbidu se uvolní asi 250 litrů acetylenu a k rozkladu kilogramu karbidu jsou potřeba 3-4 litry vody. Při znalosti těchto poměrů se vypočítá požadovaný objem vody a látkové množství.
- V průmyslových generátorech, navržených pro dlouhý a rovnoměrný proces použití, je karbid dávkován do plynotvorné komory speciální násypkou v automatickém režimu. U generátorů, které se používají pro nestandardizované objemy práce, je karbid ponořen do vody ve speciálním koši. Objem vyrobeného acetylenu se reguluje ponořením nebo zvednutím koše.
- Když je dodávána další část karbidu a začíná reakce, tlak v komoře se zvyšuje, který se snižuje aktivním uvolňováním acetylenu do hořáku.
- Acetylen je přiváděn hadicí do plynového hořáku. Hořák musí být umístěn minimálně 10 metrů od generátoru.
- Hašené vápno vzniklé během reakce (asi 1,2 kg na kilogram karbidu) se odstraňuje z generátoru přes samostatnou násypku.
Při svařování plynem je hlavní výhodou použití tvrdokovu jeho nízká hmotnost a nízká hmotnost použitého zařízení. Plynové lahve na acetylen jsou velmi těžké, musí se pohybovat na speciálním vozíku nebo 2-3 páry rukou. Průměrný generátor váží 15-20 kg, což vám umožňuje pohybovat s ním bez velkého úsilí sami nebo s jedním asistentem. Při přemísťování suchého karbidu stačí dodržovat základní pravidla skladování – zabraňte vniknutí vlhkosti na hmotu a zanesení jemného karbidového prachu na kůži a oči.
Bezpečnostní opatření
Karbid pro svařování patří do třídy výbušných látek. Bezpečné použití karbidu je zajištěno zohledněním řady podmínek:
- Acetylen je hořlavý plyn a samotný suchý karbid je také výbušný, takže v blízkosti pracoviště by neměly být žádné otevřené plameny, a to ani malé, jako jsou zapalovače a zapálené cigarety.
- Je zakázáno používat karbid v granulích do 2 mm nebo karbidový prach, protože se velmi rychle rozpouští, což vede k uvolňování velkého množství plynu. Z tohoto důvodu se v generátoru tvoří ultravysoký tlak a může dojít k explozi.
- Je zakázáno pracovat s úhlovou bruskou nebo elektrickým svařovacím strojem v blízkosti provozů plynového svařování a míst, kde jsou instalovány karbidové bubny.
- Látka musí být skladována na suchém a uzavřeném místě, ve kterém se nenachází vodovodní potrubí, kanalizační potrubí a zejména plynová zařízení.
- Karbidový prach při kontaktu způsobuje podráždění kůže, očí a sliznic. Práce s touto látkou musí být prováděna s použitím osobních ochranných prostředků – brýlí, rukavic a respirátoru.
- Pokud se vám karbid dostane na kůži nebo oči, opláchněte je velkým množstvím teplé vody a poté opatrně odstraňte veškerý zbývající karbid pomocí pinzety nebo vlhkého tamponu.
- Při práci s tvrdokovem v dílně musí být veškerá svářecí zařízení umístěna v oddělených částech místnosti, ventilační systém místnosti musí zajistit odvod hořlavých plynů a místnost musí být vyčištěna od hořlavých materiálů.
- Instalace generátorů acetylenu ve sklepech a obytných budovách je zakázána.
- Před spuštěním by měl být generátor zkontrolován, zda na něm nejsou viditelné praskliny nebo promáčkliny.
- Při práci musí generátor zůstat ve svislé poloze, manometr musí být v provozuschopném stavu a dobře viditelný pro svářeče nebo jeho asistenta.
- Na konci práce musí být roztok karbidu zbývající v generátoru zcela vyčerpán a vzniklé vápno musí být zlikvidováno.
- Opětovné použití mokrých karbidových kusů není povoleno;
- Neotevírejte generátor pod tlakem (během probíhající reakce).
- Acetylenové lahve jsou skladovány a přepravovány se speciálními bezpečnostními uzávěry na ventilech.
Dodržování těchto jednoduchých pravidel zajistí vaši vlastní bezpečnost a bezpečnost osob v blízkosti pracoviště.
Karbid by měl být nakupován v renomovaných prodejnách svařovací techniky, protože nákup nekvalitního karbidu může zkomplikovat svářečské práce. Můžete si ho objednat i v internetových obchodech. Cena karbidu se v závislosti na výrobci pohybuje od 75 do 190 rublů za kilogram.
Pokud je potřeba pravidelně používat zařízení pro svařování a řezání plynem, je lepší koupit profesionální zařízení vyrobené v průmyslovém podniku. Používání podomácku vyrobených generátorů může mít za následek vážná zranění a ohrožení života.
Karbid křemíku má mnoho vynikajících vlastností, jako je vysoká tvrdost, vysoký koeficient roztažnosti, ale je také křehký a má vlastnosti tepelné vodivosti.
Krystaly karbidu křemíku se chemickými a fyzikálními vlastnostmi podobají diamantům. Čím menší je velikost jeho zrn, tím větší je jejich síla.
Karbid křemíku má velmi vysokou tepelnou a chemickou odolnost. Nelze jej roztavit ani při velmi vysokém tlaku. Za normálních teplot je karbid křemíku prakticky inertní a nereaguje s jinými povrchy. Má velmi nízký koeficient tepelné roztažnosti a nedochází u něj k fázovým přechodům.
Karbid křemíku je jedním z nejslibnějších brusiv pro ostření při ostření, honování a broušení. Krystaly karborundu mají dobrou schopnost ostření a broušení a vysoký stupeň odolnosti proti opotřebení při řezání. Karborundová zrna mají nepravidelný tvar s jasně definovanými ostrými žebry a hranami, což poskytuje vysokou řeznou schopnost.
Zrna karbidu křemíku jsou pro svou tvrdou a krystalickou, ostrohrannou strukturu s vysokou řeznou schopností vhodná pro zpracování různých kovů, tvrdých a tvárných materiálů, ale lze jej použít i pro opracování kamene. Příklady širokého použití, v jehož složení je přítomen abrazivní prášek karbidu křemíku, jsou brusný kotouč, voděodolný brusný papír, brusný pás na bázi papíru nebo tkaniny, brusný kotouč na suchý zip, brousek na broušení nožů a broušení nožů a nástrojů, např. výroba brusných leštících past pro ostření a broušení různých kovů.
Karbid křemíku má ve srovnání s elektrokorundem větší tvrdost, ale nižší viskozitu a zvýšenou drtitelnost. Zelený karbid křemíku se používá hlavně pro ostření a broušení karbidových a dokončovacích ocelových nástrojů a nožů. Černý karbid křemíku pro zpracování měkkých kovů s nízkou odolností, jako je mosaz, měď, hliník, měkký bronz, šedá a bělená litina, neželezné kovy atd., ale i nekovové materiály s nízkými pevnostními vlastnostmi.
Navíc díky silným chemickým vazbám má materiál vysokou chemickou odolnost, mechanickou pevnost a tvrdost a také tepelnou stabilitu fyzikálních vlastností.
Díky svým jedinečným vlastnostem je karbid křemíku jedním z nejslibnějších brusiv pro ostření většiny nástrojů a nožů.
Brusný prášek z karbidu křemíku, jako spotřební materiál pro ostřičku, se ideálně hodí ke speciálně navržené čelní desce stroje ADEMS Front Plate Inverter, na které získáte vysoce kvalitní a originální výsledky pro broušení bloků nožů kadeřnických strojů, zvířecích chlupů nůžky, nože a mřížky mlýnků na maso.
Karbid křemíku (karborundum, SiC) je syntetický minerál, anorganická binární chemická sloučenina křemíku a uhlíku. Vyrábí se z materiálů bohatých na oxid křemičitý (z křemenného písku (SIO2), žilného křemene) az materiálů s vysokým obsahem uhlíku (ropný koks, antracit) při vysokých teplotách nad 1800 stupňů Celsia.
Pro konečnou úpravu a leštění můžete použít brusný prášek oxidu hlinitého.
Karbid křemíku je syntetická náhražka nejvzácnějšího přírodního minerálu moissanit, odpovídající složením a vlastnostmi.
Krystaly čistého karbidu křemíku jsou bezbarvé a podobné diamantu, ale technický karborundum má od 3 do 5 % nečistot. Carborundum je obchodní a technický název pro syntetický materiál karbidu křemíku. Karborundum může nabývat různých barev – zelené, černé, žluté nebo šedé (kvůli nečistotám železa).
Carborundum se vyrábí ve dvou typech – černé a zelené. Černé karborundum zahrnuje stupně 52С, 52С, 54С, 55С a zelené karborundum – 62С, 63С, 64С. Zelený karbid je tvrdší než černý karbid, ale také křehčí.
Černý karborundum obsahuje minimálně 95 % SiC a vzhledem připomíná antracit, ale existují i jiné odstíny. V jasném světle se třpytí duhovými barvami a na povrchu tvoří různé vzory.
Zelený karborundum obsahuje minimálně 97 % SiC a má velkou tvrdost.
Pro kvalitní ostření se doporučuje použít jako pojivo koncentrát brusné kapaliny vyvinutý specialisty ADEMS speciálně pro tento stroj ADEMS Front Plate Inverter, který vybere náš manažer ADEMS a poskytne vám kompletní informace o dostupnosti a každém typu spotřebního materiálu.