分析增碳剂在电炉熔炼灰铁时应注意的问题

   日期:2020-09-01     来源:互联网    作者:黎美容    浏览:3757    评论:0    
核心提示:之前中国铸造网《关于增碳剂的分类》中我们对增碳剂已经有了一些了解,本文重点介绍增碳剂在电炉熔炼灰铁

    之前中国铸造网关于增碳剂的分类》中我们对增碳剂已经有了一些了解,本文重点介绍增碳剂在电炉熔炼灰铁中的应用问题

  铸铁电炉熔炼,多使用废钢加石墨化增碳剂,使用石墨化很好的增碳剂,有煅烧石油焦和石墨碎,但是很多工厂也在使用精煤增碳剂。增碳剂的质量好坏,我们主要看其石墨化程度,好的增碳剂含石墨碳95-98%以上,硫含量在0.02-0.05%,氮含量在100-200PPM。增碳剂的质量是电炉多加废钢熔炼灰铁的关键,而成本决定了许多工厂在使用最便宜的增碳剂,其使用的情况有时很好,没有发现严重质量问题,(可能与其电炉熔炼的温度,保温时间,微量元素等等有关)有时却发现大量气孔缺陷。

  灰铁熔炼,废钢加入逐步增加,铁水氮含量逐步增加,出炉时孕育量增加,含气量增加,如果此时再使用不好的增碳剂,就是氮含量很高的增碳剂,结果是三者合一,使铁水含气量增加,此时如果有少量氢气(氢气的最大含量比氮少一个数量级),就更加重了出现气孔或者裂缝状的氮气孔缺陷。

  电炉加入增碳剂,一般操作是把计算配料的总加入量分成3-4次加入,废钢加入时,加入大部分,随着熔炼继续,再逐步加入,要求液面渣子较少时加入,但是一定要留一点,(0.1%左右碳量的增碳剂,为什么要0.1%左右?帝首固的宋女士在扬州会议上说过,最后增碳量大于0.2%,容易出现厚大,粗片石墨。)最后出炉前加入,这等于对电炉铁水做了增加石墨核心的预处理,减少异形石墨产生,增加球铁的石墨球数,都有好处。

    影响增碳剂吸收率的主要因素

  1增碳剂粒度的影响

  使用增碳剂的增碳过程包括溶解扩散过程和氧化损耗过程。增碳剂的粒度大小不同,溶解扩散速度和氧化损耗速度也就不同。而增碳剂吸收率的高低就取决于增碳剂溶解扩散速度和氧化损耗速度的综合作用:在一般情况下,增碳剂颗粒小,溶解速度快,损耗速度大;增碳剂颗粒大,溶解速度慢,损耗速度小。增碳剂粒度大小的选择与炉膛直径和容量有关。一般情况下,炉膛的直径和容量大,增碳剂的粒度要大一些;反之,增碳剂的粒度要小一些。对于1t以下电炉熔炼晶体石墨粒度要求0.5~2.5mm;1t~3t电炉熔炼晶体石墨粒度要求2.5~5mm;3t~10t电炉熔炼晶体石墨粒度要求5.0~20mm;覆盖在浇包中晶体石墨粒度要求0.5~1mm。

  2增碳剂加入量的影响

  在一定的温度和化学成分相同的条件下,铁液中碳的饱和浓度一定。铸铁中碳的溶解极限为([C%]=1.3+0.0257T-0.31[Si%]-0.33[P%]-0.45[S%]+0.028[Mn%](T为铁液温度)。在一定饱和度下,增碳剂加入量越多,溶解扩散所需时间就越长,相应损耗量就越大,吸收率就会降低。

  3温度对增碳剂吸收率的影响

  从动力学和热力学的观点分析,铁液的氧化性与C-Si-O系的平衡温度有关,即铁液中的O与C、Si会发生反应。而平衡温度随目标C、Si含量不同而发生变化,铁液在平衡温度以上时,优先发生碳的氧化,C和O生成CO和CO2。这样,铁液中的碳氧化损耗增加。因此,在平衡温度以上时,增碳剂吸收率降低;当增碳温度在平衡温度以下时,由于温度较低,碳的饱和溶解度降低,同时碳的溶解扩散速度下降,因而收得率也较低;增碳温度在平衡温度时,增碳剂吸收率最高。

  4铁液搅拌对增碳剂吸收率的影响

  搅拌有利于碳的溶解和扩散,避免增碳剂浮在铁液表面被烧损。在增碳剂未完全溶解前,搅拌时间长,吸收率高。搅拌还可以减少增碳保温时间,使生产周期缩短,避免铁液中合金元素烧损。但搅拌时间过长,不仅对炉子的使用寿命有很大影响,而且在增碳剂溶解后,搅拌会加剧铁液中碳的损耗。因此,适宜的铁液搅拌时间应以保证增碳剂完全溶解为适宜。

  5铁液化学成分对增碳剂吸收率的影响

  当铁液中初始碳含量高时,在一定的溶解极限下,增碳剂的吸收速度慢,吸收量少,烧损相对较多,增碳剂吸收率低。当铁液初始碳含量较低时,情况相反。另外,铁液中硅和硫阻碍碳的吸收,降低增碳剂的吸收率;而锰元素有助于碳的吸收,提高增碳剂吸收率。就影响程度而言,硅最大,锰次之,碳、硫影响较小。因此,实际生产过程中,应先增锰,再增碳,后增硅。

 
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