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在感应电炉中熔炼铸铁,使用宁夏增碳剂应注意什么?

所属分类:常见问题    发布时间: 2020-11-30    作者:嘉鸿碳素
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近年来,感应炉越来越多地被用来熔化铸铁。通常在感应炉中仅加入金属炉料并不能保证铁水所需的碳含量,所以必须加入增碳剂。因此,对于感应炉,尤其是中频感应炉,添加增碳剂是冶炼操作中的重要环节。今天宁夏增碳剂给大家分享一下用感应炉熔炼铸铁使用增碳剂应该注意哪些问题?

1.增碳剂中未熔化微粒子的石墨化作用。

在熔化的铁液中,增碳剂除了溶解在铁液中的碳以外,还有残留的未溶解的石墨形式的碳,以粒状卷入搅拌的液流中。未熔解、粗大的石墨颗粒,通电时大部分悬浮在炉壁附近的铁液液面上,一部分附着在相当于搅拌死角的炉壁中部。此时,通电停止后,这些粗石墨粒子由于浮力而逐渐浮出水面。超过光学显微镜观察范围的微小颗粒在石墨熔融过程中,不仅通电时,通电停止时也浮在铁液中。

在感应电炉中熔炼铸铁,使用宁夏增碳剂应注意什么?

据介绍,越接近构成共晶核的物质,添加的石墨与共晶石墨的结晶度有些不同,与其他可以推断为形成石墨核心的物质相比,灾难的结合度越大。从这个角度来看,悬浮的细石墨粒子有助于生成石墨核心,可以防止铸铁过冷和白口化。

2、增碳剂粒度对增碳效果的影响

增碳剂粒度对增碳时间的影响

增碳剂粒度是影响增碳剂熔入铁液的主要因素。虽然15分钟后的汽化率是一样的,但达到90%汽化率的汽化时间却大不相同。不经过粒度处理使用C增碳剂需要13分钟,从微粉中去除A增碳剂需要8分钟,从微粉和粗颗粒中去除B增碳剂只需要6分钟。这说明增碳剂的粒度对渗碳时间影响很大,细粉和粗颗粒混合不好,尤其是细粉含量高的时候。

增碳剂粒度对增碳剂的影响

日本中江和王越对质量分数为99.8%C、质量分数为0.023%S、粒度分布如表2所示的增碳剂进行了增碳试验,试验结果如图2所示。从图中可以看出,偏微粉粒度的增碳剂E渗碳效果极差,偏粗粒度的增碳剂G渗碳效果更好。但适当去除微粉和粗颗粒的增碳剂A增碳剂效果好。

以上事实证明,为了提高增碳效果,必须对增碳剂进行微粉和粗粒粒度去除处理。

3、铁液化学成分对增碳剂增碳效果的影响

硅对增碳剂增碳效果的影响

铁水中硅对增碳效果影响很大。硅含量高的铁液增碳性差。有人将铁液中Si的质量分数在0.6%~2.1%的范围内变化,并添加如表1所示的a、b两种碳化剂,观察添加碳化剂后碳化时间的差异,结果如图3所示,铁液中Si的质量分数高时碳化速度慢。

硫对增碳剂增碳效果的影响

正如铁液中硅的质量分数对碳增加效果的影响,硫的含量对碳增加也有一定的影响。用表2中的A增碳剂,在添加前先加入试剂用的硫化铁,观察S的质量分数对增碳的影响。当添加硫化铁、铁液中S的质量分数为0.045%时,将它与无添加硫化铁、铁液中S的质量分数为0.0014%的低硫铁液相比较,增碳速度要迟缓得多。

增碳剂选择及加入方法

应选择含氮量少的增碳剂

铸铁液中常规氮的质量分数不超过100ppm。氮含量超过该浓度(150-200ppm或更高),铸件容易产生裂纹、收缩、疏松缺陷,容易产生厚壁铸件。这是由于废钢配比增加时增加碳化剂的添加量。焦化系增碳剂,特别是沥青焦含有大量氮。电极石墨氮的质量分为0.1%以下或极微量,沥青焦氮的质量分为0.6%左右。如果加入质量分数为0.6%氮的碳化剂为2%,仅此就增加了120ppm质量分数的氮。大量氮气不仅容易产生铸造缺陷,氮气还能促进珠光体致密、铁素体硬化,强力提高强度。

增碳剂的加入方法

混铁可以促进碳化,因此弱搅拌功率中频感应炉比强搅拌功率大的电炉难度要大得多。

即使是搅拌力强的工频感应炉,碳增加操作也不容忽视。这是因为从感应电炉熔炼的原理图可以看出,感应电炉内存在上下分离的搅拌铁流,其边界的炉壁附近存在死角。停留在炉壁上,附着的石墨团不用过度升温和长时间的铁液保温就不能融入铁液。铁液过度升温和长时间的保温,会使铁液过冷,有加大铸铁白口化的趋势。另外,对于炉壁附近产生强感应电流的中频感应电炉,如果附着在炉壁石墨团之间钻入铁液,在进行下一炉熔炼时,钻入的金属熔化,会对炉壁产生侵蚀和损伤。因此,在废钢配比高、添加增碳剂较多的情况下,添加碳化剂应更加注意。

宁夏增碳剂的加入时间不能忽视。增碳剂的加入时间过早,容易附着在炉底附近,附着在炉壁上的增碳剂不容易融入铁液。相反,如果加入时间太晚,就会失去增碳的时机,熔炼、升温时间变慢。这不仅延迟了化学成分分析和调整的时间,还可能造成过度升温的危害。因此,增碳剂好在加入金属炉材料的过程中一点一点地加入。

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