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鑄鐵的增碳和常用的銀川增碳劑

2018-09-20  來自: 寧夏興達碳素有限公司 瀏覽次數:164

選用增碳劑時,一般都應該注意以下幾點。
 
1、固定碳和灰分的含量 
固定碳和灰分是增碳劑中此消彼長的兩個對立參數,也是影響增碳效率的兩個最重要的參數。增碳劑中的固定碳含量高、灰分低,則增碳效率高,反之則增碳效率低。由于生產條件下影響的因素很多,很難嚴格評定兩參數各自對增碳效率的影響。 

灰分高,對增碳有抑制作用,而且還會使爐渣量增多,從而延長作業時間,增加電耗,增加冶煉過程中的勞動量。采用熔溝式感應電爐,如增碳劑加入爐內,尤應選用低灰分的品種,以免熔溝中聚集氧化物而影響電效率。 

從增碳效率考慮,當然希望增碳劑的固定碳含量高一些、灰分低一些,但同時也要考慮生產成本的因素和對鐵液質量的影響。 

增碳劑的加入方式對增碳效率也有很大的影響。 

a、增碳劑在裝料時加入爐內 
裝料時將增碳劑與爐料混勻,置于感應電爐的底層和中部,增碳效率較高。關于不同增碳劑的增碳效率,美國有人在保持其他條件不變的情況下進行過對比試驗,此處簡述其要點如下: 

在無心感應電爐中熔煉灰鑄鐵,鑄鐵的目標碳當量為4.03%(C 3.4%、Si 1.9%、Mn0.55%)。 

爐料的配比是:鑄造生鐵16%;回爐料30%;廢鋼52%;增碳劑2%。 

增碳劑與金屬爐料同時加入爐內,不同增碳劑的增碳效率

b、出鐵時加增碳劑 
出鐵時在包內加增碳劑,增碳效率比加入爐內者低得多。美國有人在包內加入不同增碳劑進行過對比試驗,其要點如下:
熔煉的鑄鐵是低碳當量鑄鐵,目標成分是:C 2.55%;Si 1.7%;Mn 0.4%。
出鐵時,鐵液溫度為1510~1530℃。
增碳劑加在包內,然后沖入鐵液。

2、硫含量 
熔煉球墨鑄鐵時,應采用硫含量低的增碳劑,雖然低硫增碳劑的價格高,但卻是必需的。 

熔煉灰鑄鐵時,宜采用硫含量較高的增碳劑。這樣,不僅可以降低生產成本,而且還可增強鐵液對孕育處理的回應能力,得到冶金質量高的鑄件。在這種條件下,片面地追求增碳劑“質量高”而選用低硫的品牌,不僅增加生產成本,而且還對產品質量有負面影響。 

3、氮含量 
灰鑄鐵中含有少量的氮,有促成珠光體的作用,有助于改善鑄鐵的力學性能。如果氮含量在0.01%以上,則鑄件就易于產生“氮致氣孔”。 

通常,廢鋼中的氮含量高于鑄造生鐵。用感應電爐熔煉鑄鐵時,由于爐料中所用的鑄造生鐵錠少、廢鋼多,制得的鑄鐵中氮含量會相應較高。爐料中廢鋼用量為15%時,鑄鐵中的氮含量約為0.003~0.005%;廢鋼用量為50%時,氮含量可達0.008~0.012%;爐料全部為廢鋼時,氮含量可能高達0.014%以上。 

此外,由于爐料中使用大量廢鋼,必須用增碳劑,而大多數增碳劑中氮含量都比較高,這又是導致鑄鐵中氮含量增高的另一因素。 

近十多年來,隨著感應電爐的應用不斷增多,增碳劑中的氮含量日益受到重視。為避免鑄件產生氣孔缺陷,感應電爐熔煉鑄鐵時所用的增碳劑,一定要選購含氮量低的品種,如有可能,應核查增碳劑的氮含量。當前的困難在于:分析增碳劑中的氮含量,尚缺乏簡便而準確的方法。 
 
4.工藝因素對增碳效率的影響 
除增碳劑中的固定碳含量和灰分對其在鑄鐵中的增碳效率有重要的影響外,增碳劑的粒度、加入的方式、鐵液的溫度以及爐內的攪拌作用等工藝因素都對增碳效率有明顯的影響。在生產條件下,往往是多種因素同時起作用,難以對每一因素的影響作準確的說明,需要通過試驗來優化工藝。 

1、加入方式 
增碳劑在裝料時隨金屬爐料一同加入爐內,由于作用的時間長,增碳效率比出鐵時加入鐵液時高得多。

2、鐵液的溫度 
出鐵時將增碳劑加入包內,然后沖入鐵液,增碳效率與鐵液的溫度有關。在正常的生產條件下,鐵液溫度較高,則碳較易溶于鐵液,增碳效率因而較高。 

3、增碳劑的粒度 
一般說來,增碳劑的顆粒小,則其與鐵液接觸的界面面積大,增碳的效率就會較高,但太細的顆粒易于被大氣中的氧所氧化,也易于被對流的空氣或抽塵所致的氣流帶走,因此,增碳劑顆粒尺寸的下限值以1.5mm為宜,而且其中不應含有0.15mm以下的細粉。 

顆粒尺寸的最大值,應該以能在作業時間內溶入鐵液為度。如果增碳劑在裝料時隨金屬爐料一同加入,碳與金屬的作用時間長,增碳劑的顆粒尺寸可以較大,上限值一般可為12mm。如果在出鐵時加入鐵液中,則顆粒尺寸宜小一些,上限值一般為6.5mm。 

4、攪拌作用 
攪拌有利于改善增碳劑和鐵液的接觸狀況,提高其增碳效率。在增碳劑與爐料一同加入爐內的情況下,有感應電流的攪拌作用,增碳的效果較好。向包內加增碳劑時,增碳劑可先置于包底,出鐵時使鐵液直沖增碳劑,或連續地將增碳劑投向液流,不可在出鐵后投放在包內的液面上。
 
5、避免增碳劑卷入爐渣

增碳劑如果卷入爐渣,就不能與鐵液接觸,當然會嚴重影響增碳的效果。

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