增碳剂对熔炼的影响及使用

同样的化学成分,采用不同的熔炼工艺、不同配料和配料比,铁液的冶金质量完全不同。要想获得好的渗碳效果,电炉采用的是增碳技术,冲天炉采用的是高温熔炼技术。增碳剂对熔炼的影响主要有三方面。  

1.铁液增碳技术,在熔炼过程中特别是电炉熔炼,可以增加石墨晶核。冲天炉熔炼中加入碳化硅还能增加铁液的长效石墨晶核,同时减少铁液氧化。
2.增碳是防止或减轻收缩倾向最好的措施。由于铁液凝固过程中具有石墨化膨胀的作用,因此良好的石墨化会减少铁液的收缩倾向。
3.在含量高的碳量条件下,为获得高强度的灰铸铁铸件,熔炼过程采用全废钢加增碳剂的工艺,使铁液更加纯净,生产的铸件材料性能高。

熔炼要用不含油污的干净料,避免产生漏电或浮渣过多的现象。某厂熔炼炉因使用了油浸废铁屑,使线圈出现电火花,曾认为是炉衬料含铁太高而产生漏电。其实是因为熔炼的铁屑含有油污,容易出现碳沉积。碳积沉部位是在炉衬冷面,甚至沉积到隔热层中,由于炉衬尚未充分烧结,CO渗入炉衬后部,发生CO→C+O2↑反应,生成C沉积在炉衬冷面或隔热材料的气孔中。当产生碳沉积时,会造成炉体接地漏电,造成线圈冒火花。改用纯净料即可避免。另外一个厂因为采购的废钢来源混乱,甚至表层涂附有油漆、石灰、煤等物质,造成浮渣多,在后期除渣工作消耗了大量的人力与物力。

一般认为,铁水温度越高,作用时间越长,碳的吸收率越高。但实际正好相反,在感应电炉内是低温增碳,高温增硅,即在高温时,非但不增碳,反而是降碳,这是因为:①石墨碳主要损失于向炉外大气的气相扩散;②铁水中的氧化性与C-Si-O的平衡有关,铁水中的CO不断地被氧化为CO2,而CO2又会被C还原,反应产生的CO,CO2气体上浮溢出铁水表面,使铁水中的碳含量下降。反应速度与平衡温度有关,而平衡温度又随着碳硅含量的不同而变化。对于球铁原铁水,平衡温度大约为1450℃±20℃,灰铁原铁水约为1400℃±20℃。铁水在平衡温度以上碳的氧化变得剧烈。反应的结果使铁水中的碳不断地被氧化烧损,硅的烧损减少。这时在铁水表面加入的增碳剂使铁水中的增碳和降碳达到平衡。

根据以上分析,下面是增碳剂在感应电炉内增碳的正确使用方法:

1.使用5T以上的电炉,原料单一稳定,我们推荐分散加入法。根据含碳量的要求,按配料比,将增碳剂与金属炉料随各批料一同加入电炉中下部位,一层金属炉料一层增碳剂,碳的吸收率可达90%-95%,增碳剂在熔化时不要打渣,否则易裹在废渣里,影响碳的吸收;

2.使用3T左右中频感应电炉,原料单一稳定,我们推荐集中加入法。在炉内先熔化或剩余少量铁水时,将需配加的增碳剂一次性加在铁水表面,并立即加金属炉料,将增碳剂全部压入铁水中,使增碳剂与铁水充分接触,吸收率在90%以上;

3.使用小型中频电炉,原料夹有生铁等高碳物质的,我们推荐增碳剂微调。钢/铁水熔化后,调整碳分,可以加在钢/铁水表面,通过电炉熔炼时钢(铁)水的涡流搅拌或人工搅拌使本产品溶解吸收,碳的吸收率在93%左右。

 

标注:仅供参考


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