近年來,感應電爐用于熔煉鑄鐵已越來越多。通常,在感應電爐內僅靠加入金屬爐料是不能確保鐵液所需碳量的,必須補加增碳劑。為此,對于感應電爐,特別是中頻感應電爐,添加增碳劑是熔煉操作的重要環節。今天就跟大家分享一下感應電爐熔煉鑄鐵,使用增碳劑應該注意哪些問題!
1、增碳劑中未熔解微粒的石墨化作用
在熔化的鐵液中,增碳劑除了有已溶入鐵液的碳以外,還有殘留的、未溶入的石墨形式的碳,并以粒狀被卷入攪拌的液流之中。未熔解、粗大的石墨粒子,在通電時大部分懸浮在爐壁附近的鐵液液面,一部分則附著在相當于攪拌死角的爐壁中部。此時,一旦通電停止,這些粗大的石墨粒子由于浮力,會被緩緩地懸浮出來。超出光學顯微鏡所能觀察范圍的極微小的粒子在石墨熔解的過程中,不但在通電時,即使在通電停止時都能懸浮在鐵液之中。
據介紹,越是接近于構成共晶晶核的物質,即使所添加的石墨與共晶石墨的結晶度有些不同,與其他能夠推斷為形成石墨核心的物質相比較,勢必禍合度要大些。從此觀點出發,可以認為:懸浮的微細石墨粒子有利于生成石墨核心,可起到防止鑄鐵過冷和白口化的作用。
2、增碳劑粒度對增碳效果的影響
2.1增碳劑粒度對增碳時間的影響
增碳劑粒度是影響增碳劑熔入鐵液的主要因素。用表1中成分大致相同而粒度有所不同的A,B,C增碳劑作增碳效果試驗,其結果如圖1所示。盡管經過15min后的增碳率是相同的,但達到90%增碳率的增碳時間則大有區別。使用未經粒度處理的C增碳劑要13min,除去微粉的A增碳劑要8 min,而除去微粉和粗粒的B增碳劑僅需6min。這說明增碳劑的粒度對增碳時間有較大的影響,混入微粉和粗粒都不好,尤其在微粉含量高時。
2.2增碳劑粒度對增碳劑的影響
日本的中江和望月兩人,曾對于質量分數99.8%的C和質量分數0.023%的S,粒度分布如表2的增碳劑作過增碳量的試驗,試驗結果如圖2所示。從圖中可以看出,粒度偏于微粉的增碳劑E的增碳效果極差,粒度偏于粗的增碳劑G的增碳效果較好;而適當除去微粉和粗粒的增碳劑A的增碳效果好。
以上事實證實,為了提高增碳效果,對增碳劑應作除去微粉和粗粒的粒度處理。

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,然后用很大的孕育量孕育,這種做法并不科學:大量的孕育是不可取的,這會收縮傾向。孕育是為了增加結晶核心的數量,促進石墨化,少量的孕育(0.2%~0.4%)就可以達到這個目的。從工藝控制來說,孕育量應該相應穩定,不能有過大的變化。這就要求原鐵液的硅量也要相應穩定。提高原鐵液的硅量,既可以減少白口和收縮傾向,又能發揮硅固溶強化基體的作用,性能反而不降低。目前比較科學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,這樣可以發揮硅的固溶強化作用,對提高強度有利,也對減少鑄件收縮有利 。
⑶合金化的方法對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,性能會一直提高。鉻的白口傾向比較大,這是大家顧忌的問題。加入量太大,會出現碳化物。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0.35%,提高原鐵液中的鉻量會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。由于鉬的價格昂貴,加鉬會大幅度增加成本。因此,應盡可能少加鉬,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鐵液澆注溫度對收縮的影響。
溫度高鐵液收縮傾向大,這是大家都有的經驗。要控制澆注溫度在合理的范圍內是非常重要的,澆注溫度如果高于工藝規定的合理的溫度20~30℃,收縮傾向就會大幅增加。生產中要注意這樣一種現象,沒有自動保溫功能的電爐,可能會使鐵液溫度升高,包鐵液的澆注溫度會低一些,隨后溫度會越來越高,如果不加以控制,就有可能產生收縮廢品。生產中包鐵液要燙包,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,是防止鑄件產生收縮廢品的關鍵措施。
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,也會收縮傾向。為了降低鐵液氧化,沖天爐熔煉就要實現快速熔煉。現在國外的電爐熔煉技術可以做到加入的鐵料在幾分鐘內快速熔化,大大縮短了鐵料在高溫氧化階段的時間,氧化傾向大幅降低,同時由于電爐增碳技術的應用,使鐵液的氧化進一步降低,所以電爐熔煉也可以生產出低氧化、低收縮的鐵液。只要嚴格控制好澆注溫度,用電爐熔煉生產復雜的缸體、缸蓋鑄件也很有優勢。

但是要避免大批量往鐵水里投料,以防止氧化過多而出現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,根據其他原材料的配比和含碳量來定。不同種類的鑄鐵,根據需要選擇不同型號的增碳劑。增碳劑特點本身選擇純凈的含碳石墨化物質,降低生鐵里過多的雜質,增碳劑選擇合適可降低鑄件生產成本

我國石墨的主要消費結構及消費總量走勢
石墨行業分析
我國石墨資源分布廣泛,主要分布在黑龍江、山東、內蒙古、河南、四川、湖南等地; 目 前,我國已經形成山東平度、湖北宜昌、黑龍江雞西、內蒙古興和等生產加工基地,近幾年,我國石墨行業受宏觀經濟放緩及國內石墨資源整合等影響,但產量依然保持穩定。現從建議來分析石墨行業技術。
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