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感應電爐使用增碳劑知識匯總

發(fā)布日期:2022-04-01
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(zhù)在相當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(lái)。超出光學(xué)顯微鏡所能觀(guān)察范圍的極微小的粒子在石墨熔解的過(guò)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。
  據介紹,越是接近于構成共晶晶核的物質(zhì),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(zhì)相比較,勢必禍合度要大些。從此觀(guān)點(diǎn)出發(fā),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(guò)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,其結果如圖1所示。盡管經(jīng)過(guò)15min后的增碳率是相同的,但達到90%增碳率的增碳時(shí)間則大有區別。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(shuō)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)。
  圖1 增碳劑粒度對增碳時(shí)間的影響
  表1試驗用增碳劑的成分及粒度(mm)分布(1)
  2.2增碳劑粒度對增碳劑的影響
  中江和望月兩人,曾對于質(zhì)量分數99.8%的C和質(zhì)量分數0.023%的S,粒度分布如表2的增碳劑作過(guò)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,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。
  以上事實(shí)證實(shí),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。
  圖2增碳劑粒度對增碳量的影響
  表2試驗用增碳劑的成分及粒度(mm)分布(2)
  3鐵液化學(xué)成分對增碳劑增碳效果的影響
  3.1硅對增碳劑增碳效果的影響
  鐵液中的硅對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)量分數在0.6%~2.1%的范圍內變化,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)間的區別,其結果如圖3所示,鐵液中Si的質(zhì)量分數高時(shí),增碳速度慢。image.png
  圖3鐵液中硅量對增碳的影響
  3.2硫對增碳劑增碳效果的影響
  正如鐵液中的硅的質(zhì)量分數對增碳效果的影響那樣,硫的含量對增碳也有影響。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)量分數對增碳的影響。當添加硫化鐵、鐵液中S的質(zhì)量分數為0.045%時(shí),將它與硫化鐵、鐵液中S的質(zhì)量分數為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應選擇含氮量少的增碳劑
  鑄鐵鐵液中通常的氮的質(zhì)量分數在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)量分數在0.1%以下或極微量,而瀝青焦氮的質(zhì)量分數約為0.6%。如果加入質(zhì)量分數為0.6%氮的增碳劑2%,就增加了120 ppm質(zhì)量分數的氮。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,強烈提高強度。
  4.2增碳劑的加入方法
  鐵液的攪拌可以增碳,因此攪拌力弱的中頻感應電爐與攪拌力強的工頻感應電爐比較,增碳相對困難得多,所以中頻感應電爐有增碳跟不上金屬爐料的熔解速度的可能性。
  即使是攪拌力強的工頻感應電爐,增碳操作也不能忽視。這是因為,從感應電爐熔煉的原理圖可知,感應電爐內存在上下分開(kāi)的攪拌鐵流,在其邊界的爐壁附近還存在著(zhù)死角。在爐壁停留、附著(zhù)的石墨團如果不用過(guò)度升溫和長(cháng)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(cháng)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,對于在爐壁附近產(chǎn)生強感應電流的中頻感應電爐來(lái)說(shuō),如果附著(zhù)在爐壁的石墨團之間鉆進(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。
  增碳劑的加入時(shí)間不能忽視。增碳劑的加入時(shí)間若過(guò)早,容易使其附著(zhù)在爐底附近,而且附著(zhù)爐壁的增碳劑又不易被熔入鐵液。與之相反,加入時(shí)間過(guò)遲,則失去了增碳的時(shí)機,造成熔煉、升溫時(shí)間的遲緩。這不僅延遲了化學(xué)成分分析和調整的時(shí)間,也有可能帶來(lái)由于過(guò)度升溫而造成的危害。因此,增碳劑還是在加入金屬爐料的過(guò)程中一點(diǎn)一點(diǎn)地加入為好。
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