我國石墨的主要消費(fèi)結(jié)構(gòu)及消費(fèi)總量走勢
石墨行業(yè)分析
我國石墨資源分布廣泛,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,我國石墨行業(yè)受宏觀經(jīng)濟(jì)放緩及國內(nèi)石墨資源整合等影響,但產(chǎn)量依然保持穩(wěn)定。現(xiàn)從建議來分析石墨行業(yè)技術(shù)。

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)觀念轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)的觀念是認(rèn)為多加廢鋼會(huì)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),使凝固過程中本來由于石墨析出應(yīng)該產(chǎn)生的膨脹作用削弱,因此使鐵液凝固過程中的收縮傾向,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強(qiáng)度性能低。同樣成分做過對比試驗(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。
對于電爐熔煉,增碳技術(shù)的核心是使用的增碳劑。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)過高溫石墨化處理的增碳劑。只有經(jīng)過高溫石墨化處理,碳原子才能從原來的無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。

影響增碳效果的因素
(1)增碳劑粒度的影響 增碳劑吸收率的高低取決于增碳劑溶解擴(kuò)散速度和氧化損耗速度的綜合作用。在一般情況下,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(guān)。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(xué)成分相同的條件下,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(kuò)散所需時(shí)間就越長,相應(yīng)損耗量就越大,吸收率就會(huì)降低。
(3)溫度對增碳劑吸收率的影響 原則上鐵液溫度越高,越有利于增碳劑的吸收溶解,反之,增碳劑難以溶解,增碳劑吸收率降低。但是鐵液溫度過高時(shí),增碳劑雖然更容易充分溶解,但是碳的燒損率會(huì)增加,終導(dǎo)致碳含量降低,增碳劑總體吸收率降低。一般鐵液溫度在1460~1550℃時(shí),增碳劑吸收效率好。
(4)鐵液攪拌對增碳劑吸收率的影響 攪拌有利于碳的溶解和擴(kuò)散,避免增碳劑浮在鐵液表面而被燒損。在增碳劑未完全溶解前,攪拌時(shí)間長,吸收率高。攪拌還可以減少增碳保溫時(shí)間,使生產(chǎn)周期縮短,避免鐵液中合金元素?zé)龘p。但攪拌時(shí)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(huì)加劇鐵液中碳的損耗。因此,適宜的鐵液攪拌時(shí)間應(yīng)以保證增碳劑完全溶解為適宜。
(5)鐵液化學(xué)成分對增碳劑吸收率的影響 當(dāng)鐵液中初始碳含量高時(shí),在一定的溶解極限下,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(dāng)鐵液初始碳含量較低時(shí),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,硅大,錳次之,碳、硫影響較小。因此,實(shí)際生產(chǎn)過程中,應(yīng)先增錳,再增碳,后增硅。

(1)控制石墨生產(chǎn)總量,強(qiáng)化礦山開采管理
由于解放后的持續(xù)大量開采,特別是近幾年的掠奪式開采,使得我國現(xiàn)有的可開采的石墨資源儲(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,我國新成立了數(shù)百家石墨開采和加工企業(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)帲沟迷纠麧櫤鼙〉钠髽I(yè)利潤進(jìn)一步下滑。
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