近年來，感應(yīng)電爐用于熔煉鑄鐵已越來越多。通常，在感應(yīng)電爐內(nèi)僅靠加入金屬爐料是不能確保鐵液所需碳量的，必須補(bǔ)加增碳劑。為此，對于感應(yīng)電爐，特別是中頻感應(yīng)電爐，添加增碳劑是熔煉操作的重要環(huán)節(jié)。今天就跟大家分享一下感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵，使用增碳劑應(yīng)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(shí)大部分懸浮在爐壁附近的鐵液液面，一部分則附著在相當(dāng)于攪拌死角的爐壁中部。此時(shí)，一旦通電停止，這些粗大的石墨粒子由于浮力，會(huì)被緩緩地懸浮出來。超出光學(xué)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(shí)，即使在通電停止時(shí)都能懸浮在鐵液之中。
據(jù)介紹，越是接近于構(gòu)成共晶晶核的物質(zhì)，即使所添加的石墨與共晶石墨的結(jié)晶度有些不同，與其他能夠推斷為形成石墨核心的物質(zhì)相比較，勢必禍合度要大些。從此觀點(diǎn)出發(fā)，可以認(rèn)為：懸浮的微細(xì)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(shí)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(yàn)，其結(jié)果如圖1所示。盡管經(jīng)過15min后的增碳率是相同的，但達(dá)到90%增碳率的增碳時(shí)間則大有區(qū)別。使用未經(jīng)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(shí)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(shí)。
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(zhì)量分?jǐn)?shù)99.8%的C和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.023%的S，粒度分布如表2的增碳劑作過增碳量的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)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(dāng)除去微粉和粗粒的增碳劑A的增碳效果好。
以上事實(shí)證實(shí)，為了提高增碳效果，對增碳劑應(yīng)作除去微粉和粗粒的粒度處理。
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。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。
保護(hù)的石墨資源已經(jīng)迫在眉睫。這兩年雖然石墨行業(yè)也開始實(shí)行石墨生產(chǎn)總量的調(diào)控，根據(jù)需求總量來調(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，建議管理部門加大粒度處罰亂采濫挖的礦點(diǎn)。對幾處大型的石墨產(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)品過多生產(chǎn)，控制石墨低端產(chǎn)品市場的投放量，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)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量己大大下降，現(xiàn)在的石墨儲量只有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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