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              永瑞達百科:增碳劑在合成鑄鐵工藝中的應用

              時間:2020年3月31日 瀏覽次數:185次 來源:寧夏永瑞達炭素有限公司

              ? ? ? ?近年來,合成鑄鐵工藝中,增碳劑被廣泛應用。面對高質量生鐵供不應求、價格日趨上漲的嚴峻形勢,一部分鑄鐵件生產廠家開始使用感應電爐生產合成鑄鐵技術,來提高產品質量,達到降低成本、增加經濟效益的目的。在合成鑄鐵技術不斷發展過程中,廢鋼加入量越來越大,增碳劑的使用量也隨之增加,運用增碳劑的增碳技術成為了保證熔煉質量、改善鑄鐵力學性能的關鍵。

              增碳劑
              ? ? ? ?合成鑄鐵中增碳劑的增碳原理
              ? ? ? ?1.增碳劑
              ? ? ? ?根據增碳劑中碳的晶體結構,增碳劑可分為非晶體態和晶體態。根據碳在增碳劑中的存在形態,分為石墨增碳劑非石墨增碳劑。石墨增碳劑主要有廢石墨電極、石墨電極邊角料及碎屑、天然石墨壓粒、微晶石墨等。此外,碳化硅具有和石墨相似的六方結構,也被列為石墨增碳劑的一種特殊形態。非石墨增碳劑主要有瀝青焦、煅后石油焦、焦炭壓粒、煅燒無煙煤等,鑄鐵常用的增碳劑主要以晶體態的石墨增碳劑為主。
              ? ? ? ?2.增碳劑的增碳原理
              ? ? ? ?合成鑄鐵熔煉過程中,由于廢鋼加入量大,鐵液中碳的質量分數低時,要用增碳劑增碳。增碳劑中的碳主要通過溶解和擴散兩種方式溶于鐵液。當鐵液中碳的質量分數達到標準時,石墨增碳劑中的石墨可在鐵液中直接溶解,而非石墨增碳劑的直溶現象基本不存在,只是隨著時間的推移,碳在鐵液中逐漸地擴散溶解。電爐熔煉合成鑄鐵時,采用晶體石墨增碳劑的增碳速度顯著高于非石墨增碳劑。

              煅后石油焦
              ? ? ? ?影響增碳劑吸收率的主要因素
              ? ? ? ?1.增碳劑粒度的影響
              ? ? ? ?使用增碳劑的增碳過程包括溶解擴散過程和氧化損耗過程。增碳劑的粒度大小不同,溶解擴散速度和氧化損耗速度也就不同。而增碳劑吸收率的高低就取決于增碳劑溶解擴散速度和氧化損耗速度的綜合作用。一般來說,增碳劑顆粒小,溶解速度快,損耗速度大。增碳劑顆粒大,溶解速度慢,損耗速度小。
              ? ? ? ?增碳劑粒度大小的選擇與爐膛直徑和容量有關,一般情況下,爐膛的直徑和容量大,增碳劑的粒度要大一些,反之,增碳劑的粒度要小一些。
              ? ? ? ?2.增碳劑加入量的影響
              ? ? ? ?在一定的溫度和化學成分條件下,鐵液中碳的飽和濃度一定。在一定飽和度下,增碳劑加入量越多,溶解擴散所需時間就越長,相應損耗量就越大,吸收率就會降低。

              ? ? ? ?3.溫度的影響
              ? ? ? ?從動力學和熱力學的觀點分析,鐵液的氧化性與碳、硅、氧三者的平衡溫度有關,即鐵液中的氧與碳、硅會發生反應。而平衡溫度隨目標量不同而發生變化,鐵液在平衡溫度以上時,優先發生碳的氧化,碳和氧生成一氧化碳和二氧化碳,這樣,鐵液中的碳氧化損耗增加。因此,在平衡溫度以上時,增碳劑吸收率降低。當增碳溫度在平衡溫度以下時,由于溫度較低,碳的飽和溶解度降低,同時碳的溶解擴散速度下降,因而吸收率也較低。因此,增碳宜在平衡溫度時進行,此時增碳劑吸收率高。

              增碳劑粒度
              ? ? ? ?4.鐵液攪拌的影響
              ? ? ? ?攪拌有利于碳的溶解和擴散,減少增碳劑浮在鐵液表面被燒損的幾率。在增碳劑未完全溶解前,攪拌時間長,吸收率高。攪拌還可以減少增碳保溫時間,使生產周期縮短,避免鐵液中合金元素燒損。但攪拌時間過長,不僅對爐子的使用壽命有很大影響,而且在增碳劑溶解后,攪拌會加劇鐵液中碳的損耗。因此,適宜的鐵液攪拌時間應為保證增碳劑完全溶解的前提下盡可能短。

              ? ? ? ?5.鐵液化學成分的影響
              ? ? ? ?當鐵液中初始碳含量高時,在一定的溶解作用下,增碳劑的吸收速度慢,吸收量少,燒損相對較多,增碳劑吸收率低。當鐵液初始碳含量較低時,情況相反。另外,鐵液中硅和硫阻礙碳的吸收,降低增碳劑的吸收率。而錳元素有助于碳的吸收,提高增碳劑吸收率。就影響程度而言,硅、錳影響較大,碳、硫影響較小。因此,實際生產過程中,應先增錳,再增碳,后增硅。

              ? ? ? ?綜上所述,在合成鑄鐵工藝中,采用石墨增碳劑的增碳速度顯著高于非石墨增碳劑的增碳速度,需要注意的是,不同的熔煉方式,應采用不同的增碳方式,所以大家要先咨詢增碳劑廠家,根據廠家建議,因地制宜的選擇合適的增碳劑。

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