增碳劑種類(lèi):石墨增碳劑、石墨化增碳劑、石油焦增碳劑、煅后石油焦增碳劑、鑄造用增碳劑、煉鋼用增碳劑、煤質(zhì)增碳劑、棒棒增碳劑、柱狀增碳劑、低硫增碳劑、低氮增碳劑等等,以上公司都可以生產(chǎn)加工
⑵提高原鐵液的硅量,控制孕育量。
灰鑄鐵中的硅一部分是原鐵液中的硅,一部分是孕育帶入的硅。
許多人喜歡原鐵液中的硅低點(diǎn),然后用很大的孕育量孕育,這種做法并不科學(xué):大量的孕育是不可取的,這會(huì)增大收縮傾向。孕育是為了增加結(jié)晶核心的數(shù)量,促進(jìn)石墨化,少量的孕育(0.2%~0.4%)就可以達(dá)到這個(gè)目的。從工藝控制來(lái)說(shuō),孕育量應(yīng)該相應(yīng)穩(wěn)定,不能有過(guò)大的變化。這就要求原鐵液的硅量也要相應(yīng)穩(wěn)定。提高原鐵液的硅量,既可以減少白口和收縮傾向,又能發(fā)揮硅固溶強(qiáng)化基體的作用,性能反而不降低。目前比較科學(xué)的做法是提高灰鑄鐵原鐵液的含硅量,孕育量控制在0.3%左右,這樣可以發(fā)揮硅的固溶強(qiáng)化作用,對(duì)提高強(qiáng)度有利,也對(duì)減少鑄件收縮有利 。
⑶合金化的方法對(duì)鐵液收縮有很大影響。
合金化能有效提高鑄鐵的性能,我們常用的合金元素是鉻、鉬、銅、錫、鎳。
鉻:鉻能有效地提高灰鑄鐵的性能,隨著加入量的增加,性能會(huì)一直提高。鉻的白口傾向比較大,這是大家顧忌的問(wèn)題。加入量太大,會(huì)出現(xiàn)碳化物。至于鉻量的上限如何控制,不同的加鉻工藝,上限有所不同,如果鉻加入到原鐵液中,其上限不要超過(guò)0.35%,提高原鐵液中的鉻量會(huì)使鐵液白口傾向和收縮傾向加大,非常有害。
另一種加鉻的工藝不是提高原鐵液鉻,而是將鉻加入到鐵液包中,用沖入法沖入,這種工藝會(huì)大大減少鐵液的白口和收縮傾向,同前一種工藝相比,同樣的鉻量,白口和收縮傾向會(huì)減少一半以上,這種加鉻方式,鉻的上限可以控制到0.45%。
鉬:鉬的特性與鉻非常相似。由于鉬的價(jià)格昂貴,加鉬會(huì)大幅度增加成本。因此,應(yīng)盡可能少加鉬,多加一些鉻。用沖入法加鉻、加鉬是減少合金化收縮的有效措施。
⑷鐵液澆注溫度對(duì)收縮的影響。
溫度高鐵液收縮傾向大,這是大家都有的經(jīng)驗(yàn)。要控制澆注溫度在合理的范圍內(nèi)是非常重要的,澆注溫度如果高于工藝規(guī)定的合理的溫度20~30℃,收縮傾向就會(huì)大幅增加。生產(chǎn)中要注意這樣一種現(xiàn)象,沒(méi)有自動(dòng)保溫功能的電爐,可能會(huì)使鐵液溫度升高,包鐵液的澆注溫度會(huì)低一些,隨后溫度會(huì)越來(lái)越高,如果不加以控制,就有可能產(chǎn)生收縮廢品。生產(chǎn)中包鐵液要燙包,燙好的包再用,而且包鐵液澆注溫度要控制在下限,不要在上限,防止溫度不斷升高。電爐熔煉控制好澆注溫度,是防止鑄件產(chǎn)生收縮廢品的關(guān)鍵措施。
⑸鐵液氧化傾向不容忽略:氧化大、收縮大。
鐵液氧化傾向大是非常有害的,也會(huì)增大收縮傾向。為了降低鐵液氧化,沖天爐熔煉就要實(shí)現(xiàn)快速熔煉?,F(xiàn)在國(guó)外的先進(jìn)電爐熔煉技術(shù)可以做到加入的鐵料在幾分鐘內(nèi)快速熔化,大大縮短了鐵料在高溫氧化階段的時(shí)間,氧化傾向大幅降低,同時(shí)由于電爐增碳技術(shù)的應(yīng)用,使鐵液的氧化進(jìn)一步降低,所以電爐熔煉也可以生產(chǎn)出低氧化、低收縮的鐵液。只要嚴(yán)格控制好澆注溫度,用電爐熔煉生產(chǎn)復(fù)雜的缸體、缸蓋鑄件也很有優(yōu)勢(shì)。
⑴促進(jìn)石墨化的工藝措施是減少鐵液收縮的好措施。
電爐熔煉:增碳技術(shù)的應(yīng)用是解決鐵液收縮的關(guān)鍵技術(shù)。由于鐵液凝固過(guò)程中的石墨析出產(chǎn)生石墨化膨脹作用,良好的石墨化會(huì)減少鐵液的收縮傾向,因此,增碳技術(shù)是好的工藝。
由于加入增碳劑提高了鐵液的石墨化能力,因此,采用全廢鋼熔煉加增碳劑的工藝,鐵液的收縮傾向反而更小。這是非常重要的一個(gè)觀(guān)念轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)的觀(guān)念是認(rèn)為多加廢鋼會(huì)增大鐵液的收縮傾向,這樣我們就容易走入一個(gè)誤區(qū),不愿意多用廢鋼,而喜歡多用一些生鐵。
多用生鐵的缺點(diǎn)是:生鐵中有許多粗大的過(guò)共晶石墨,這種粗大的石墨具有遺傳性,如果低溫熔煉,粗大的石墨難以消除,粗大的石墨從液態(tài)遺傳到了固態(tài),使凝固過(guò)程中本來(lái)由于石墨析出應(yīng)該產(chǎn)生的膨脹作用削弱,因此使鐵液凝固過(guò)程中的收縮傾向增大,粗大的石墨又必然降低了材料的性能。因此,與用廢鋼增碳工藝相比,大量用生鐵的缺點(diǎn)就是:①?gòu)?qiáng)度性能低。同樣成分做過(guò)對(duì)比試驗(yàn),性能低半個(gè)排號(hào)。②收縮傾向大。同樣條件下,比廢鋼增碳工藝收縮大。
對(duì)于電爐熔煉,增碳技術(shù)的核心是使用高品質(zhì)的增碳劑。采用廢鋼增碳工藝,增碳劑就成為增碳工藝中重要的環(huán)節(jié)。增碳劑質(zhì)量的好壞決定了鐵液質(zhì)量的好壞,增碳工藝能否獲得好的石墨化效果,減少鐵液收縮,主要取決于增碳劑:① 增碳劑一定要選用經(jīng)過(guò)高溫石墨化處理的增碳劑。只有經(jīng)過(guò)高溫石墨化處理,碳原子才能從原來(lái)的無(wú)序排列變成片狀排列,片狀石墨才能成為石墨形核的好核心,促進(jìn)石墨化。②好的增碳劑含硫都非常低,w(S)小于0.03%是一個(gè)重要的指標(biāo)。
對(duì)于沖天爐熔煉:高溫熔煉是關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo),高溫熔煉可以有效消除生鐵粗大石墨的遺傳性。高溫熔煉可以提高滲碳率,減少配料中的生鐵加入量。以滲碳方式獲得的碳活性好,要比多加生鐵帶來(lái)的碳有更好的石墨化作用,反映在鑄件上,就是石墨的形態(tài)更好,分布更均勻。石墨的形態(tài)好,就會(huì)提高材料的性能,包括切削性能,而 石墨化效果好,就能減少鐵液的收縮傾向。
石墨顆粒機(jī) 柱狀石墨增碳劑顆粒機(jī) 邯鄲柱狀增碳劑螺旋擠出機(jī)
保護(hù)優(yōu)質(zhì)的石墨資源已經(jīng)迫在眉睫。這兩年雖然石墨行業(yè)也開(kāi)始實(shí)行石墨生產(chǎn)總量的調(diào)控,根據(jù)需求總量來(lái)調(diào)控礦山生產(chǎn)量,但是非法采礦現(xiàn)象仍然存在,石墨的供應(yīng)量依舊大于需求量,建議管理部門(mén)加大粒度處罰亂采濫挖的礦點(diǎn)。對(duì)幾處大型的石墨產(chǎn)業(yè)園區(qū)進(jìn)行資源整合,淘汰不具備一定工藝能力和技術(shù)水平的中小礦點(diǎn),整合不合理、能耗高、污染嚴(yán)重的中小型企業(yè),避免中、低炭石墨產(chǎn)品過(guò)多生產(chǎn),控制石墨低端產(chǎn)品市場(chǎng)的投放量,如將雞西和蘿北云山的產(chǎn)能在旺季時(shí)縮為一半,淡季時(shí)停工減產(chǎn)。
3、鐵液化學(xué)成分對(duì)增碳劑增碳效果的影響
3.1硅對(duì)增碳劑增碳效果的影響
鐵液中的硅對(duì)增碳效果有較大的影響。硅含量高的鐵液增碳性不好。有人讓鐵液中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.6%~2.1%的范圍內(nèi)變化,并添加如表1所示的A,B兩種增碳劑,觀(guān)察加入增碳劑后增碳時(shí)間的區(qū)別,鐵液中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高時(shí),增碳速度慢。
3.2硫?qū)υ鎏紕┰鎏夹Ч挠绊?br>正如鐵液中的硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)增碳效果的影響那樣,硫的含量對(duì)增碳也有一定的影響。用表2中的A增碳劑,在添加前先加入試劑用的硫化鐵,觀(guān)察S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)增碳的影響。當(dāng)添加硫化鐵、鐵液中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.045%時(shí),將它與無(wú)添加硫化鐵、鐵液中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0014%的低硫鐵液相比較,增碳速度要遲緩得多。
4、增碳劑選擇及加入方法
4.1應(yīng)選擇含氮量少的增碳劑
鑄鐵鐵液中通常的氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在100 ppm以下。如果含氮量超過(guò)此濃度(150-200 ppm或者更高),易使鑄件產(chǎn)生龜裂、縮松或疏松缺陷,厚壁鑄件更容易產(chǎn)生。這是由于廢鋼配比增加時(shí),要加大增碳劑的加入量引起的。焦炭系增碳劑,特別是瀝青焦含有大量的氮。電極石墨的氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.1%以下或極微量,而瀝青焦氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.6%。如果加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%氮的增碳劑2%,僅此就增加了120 ppm質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氮。多量的氮不僅容易產(chǎn)生鑄造缺陷,而且氮可以促使珠光體致密、鐵素體硬化,強(qiáng)烈提高強(qiáng)度。
4.2增碳劑的加入方法
鐵液的攪拌可以促進(jìn)增碳,因此攪拌力弱的中頻感應(yīng)電爐與攪拌力強(qiáng)的工頻感應(yīng)電爐比較,增碳相對(duì)困難得多,所以中頻感應(yīng)電爐有增碳跟不上金屬爐料的熔解速度的可能性。
即使是攪拌力強(qiáng)的工頻感應(yīng)電爐,增碳操作也不能忽視。這是因?yàn)椋瑥母袘?yīng)電爐熔煉的原理圖可知,感應(yīng)電爐內(nèi)存在開(kāi)的攪拌鐵流,在其邊界的爐壁附近還存在著死角。在爐壁停留、附著的石墨團(tuán)如果不用過(guò)度升溫和長(zhǎng)時(shí)間的鐵液保溫是不能熔入鐵液的。鐵液過(guò)度升溫和長(zhǎng)時(shí)間的保溫,會(huì)增大鐵液過(guò)冷度,有加大鑄鐵白口化的傾向。此外,對(duì)于在爐壁附近產(chǎn)生強(qiáng)感應(yīng)電流的中頻感應(yīng)電爐來(lái)說(shuō),如果附著在爐壁的石墨團(tuán)之間鉆進(jìn)鐵液,在進(jìn)行下一爐熔煉時(shí),鉆進(jìn)的金屬被熔化,導(dǎo)致侵蝕和損傷爐壁。因此,在廢鋼配比高,加入增碳劑多的情況下,加入增碳劑要更加注意。

石墨行業(yè)技術(shù)分析,出口大都是低技術(shù)含量低附加值的資源性石墨產(chǎn)品,如中低檔的高碳石墨、高純石墨、微粉石墨、球狀石墨及可膨脹石墨等產(chǎn)品。石墨行業(yè)分析指出,鱗片天然石墨近兩年價(jià)格低至3000元/噸。而進(jìn)口常常是高技術(shù)含量高附加值的石墨深加工產(chǎn)品,如美日德法生產(chǎn)的柔性石墨,特別是日本生產(chǎn)的核能級(jí)的超低硫(S<500pm)及高純(S<50pm)柔性產(chǎn)品,這些產(chǎn)品進(jìn)口價(jià)高達(dá)10萬(wàn)-20萬(wàn)元/噸,一些氟化石墨產(chǎn)品,更是高達(dá)30萬(wàn)-50萬(wàn)元/噸。
我國(guó)石墨的主要消費(fèi)結(jié)構(gòu)及消費(fèi)總量走勢(shì)
石墨行業(yè)分析
我國(guó)石墨資源分布廣泛,主要分布在黑龍江、山東、內(nèi)蒙古、河南、四川、湖南等地; 目 前,我國(guó)已經(jīng)形成山東平度、湖北宜昌、黑龍江雞西、內(nèi)蒙古興和等生產(chǎn)加工基地,近幾年,我國(guó)石墨行業(yè)受宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)放緩及國(guó)內(nèi)石墨資源整合等影響,但產(chǎn)量依然保持穩(wěn)定。現(xiàn)從三大建議來(lái)分析石墨行業(yè)技術(shù)。
(1)控制石墨生產(chǎn)總量,強(qiáng)化礦山開(kāi)采管理
由于解放后的持續(xù)大量開(kāi)采,特別是近幾年的掠奪式開(kāi)采,使得我國(guó)現(xiàn)有的可開(kāi)采的石墨資源儲(chǔ)量己大大下降,現(xiàn)在的石墨儲(chǔ)量只有2001年的一半左右。石墨行業(yè)技術(shù)分析,我國(guó)新成立了數(shù)百家石墨開(kāi)采和加工企業(yè),這些企業(yè)生產(chǎn)管理水平參差不齊,大多數(shù)依舊是低水平的重復(fù)建設(shè),加劇了產(chǎn)業(yè)竟?fàn)帲沟迷纠麧?rùn)很薄的企業(yè)利潤(rùn)進(jìn)一步下滑。保護(hù)優(yōu)質(zhì)的石墨資源已經(jīng)迫在眉睫。這兩年雖然石墨行業(yè)也開(kāi)始實(shí)行石墨生產(chǎn)總量的調(diào)控,根據(jù)需求總量來(lái)調(diào)控礦山生產(chǎn)量,但是非法采礦現(xiàn)象仍然存在,石墨的供應(yīng)量依舊大于需求量,建議管理部門(mén)加大粒度處罰亂采濫挖的礦點(diǎn)。對(duì)幾處大型的石墨產(chǎn)業(yè)園區(qū)進(jìn)行資源整合,淘汰不具備一定工藝能力和技術(shù)水平的中小礦點(diǎn),整合不合理、能耗高、污染嚴(yán)重的中小型企業(yè),避免中、低炭石墨產(chǎn)品過(guò)多生產(chǎn),控制石墨低端產(chǎn)品市場(chǎng)的投放量,如將雞西和蘿北云山的產(chǎn)能在旺季時(shí)縮為一半,淡季時(shí)停工減產(chǎn)。
1.腐蝕缺陷:主要是受到了外界環(huán)境入侵,讓該帶的表面產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而有腐蝕出現(xiàn),像是銹斑和酸洗等都是腐蝕的表現(xiàn)。
2.來(lái)料的缺陷:在進(jìn)行熱軋的時(shí)候相應(yīng)的程序已經(jīng)進(jìn)行。孔洞就是一種比較常見(jiàn)的缺陷了,在進(jìn)行卷渣和表面有裂紋并進(jìn)行軋制的時(shí)候所生成。
3.機(jī)械損傷缺陷:他主要是在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候因?yàn)槔滠垘т摵鸵恍┯参镞M(jìn)行碰撞進(jìn)而出現(xiàn)的,他會(huì)讓帶鋼的表層受到傷害,有擦傷等等。
4.表面吸附物的缺陷增碳劑生產(chǎn)廠(chǎng)家:因?yàn)樵谏a(chǎn)的時(shí)候帶鋼的表面有吸附物進(jìn)而出現(xiàn)了缺陷。
增碳劑的原料有很多種,生產(chǎn)工藝也各異,有木質(zhì)碳類(lèi),煤質(zhì)碳類(lèi),焦炭類(lèi),石墨類(lèi)等,其中各種分類(lèi)下又有很多小種類(lèi)。優(yōu)質(zhì)增碳劑一般指經(jīng)過(guò)石墨化的增碳劑,在高溫條件下,碳原子的排列呈石墨的微觀(guān)形態(tài),所以稱(chēng)之為石墨化。石墨化可以降低增碳劑中雜質(zhì)的含量,提高增碳劑的碳含量,降低硫含量。
增碳劑在鑄造時(shí)使用,可大幅度增加廢鋼用量,減少生鐵用量或不用生鐵。目前絕大多數(shù)增碳劑都適用于電爐熔煉,也有少部分吸收速度特別快的增碳劑用于沖天爐。電爐熔煉的投料方式,應(yīng)將增碳劑隨廢鋼等爐料一起往里投放,小劑量的添加可以選擇加在鐵水表面。
但是要避免大批量往鐵水里投料,以防止氧化過(guò)多而出現(xiàn)增碳效果不明顯和鑄件碳含量不夠的情況。增碳劑的加入量,根據(jù)其他原材料的配比和含碳量來(lái)定。不同種類(lèi)的鑄鐵,根據(jù)需要選擇不同型號(hào)的增碳劑。增碳劑特點(diǎn)本身選擇純凈的含碳石墨化物質(zhì),降低生鐵里過(guò)多的雜質(zhì),增碳劑選擇合適可降低鑄件生產(chǎn)成本。
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