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碳化硅之增碳劑應用優劣是什么?

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碳化硅之增碳劑應用優劣是什么?

發布日期:2016-02-17 00:00 來源:http://www.zhsoo.cn 點擊:

   近幾年,隨著國家對大氣環境要求的增加,嚴格限制工業企業的污染排放成為共識,鑄鐵的熔煉由沖天爐改為感應電爐熔煉已經成為趨勢。隨著電爐熔煉大范圍推廣,有兩種非金屬材料——碳化硅和增碳劑,在鑄鐵熔煉中應用也在不斷增加。電爐熔煉過熱溫度明顯低于沖天爐,冶金條件相對沖天爐也較差,尤其是白口傾向和收縮傾向都高于沖天爐熔煉。為了改善電爐熔煉的冶金質量,減少生鐵的遺傳性,提高鑄件力學性能,非金屬材料碳化硅與增碳劑的應用成為必然趨勢,尤其在電爐熔煉生產高品質的鑄鐵件時顯得非常重要。

  碳化硅(SiC)是種人工礦石,1891年投入工業生產后,由于其具有的獨特特點,其應用領域逐步拓寬。在鑄造行業,主要利用碳化硅中C、Si元素的強還原性能,作為鑄造冶金熔煉的精煉劑、脫氧劑。這方面在美國消耗量大,到20世紀末已占碳化硅產量的70%。在用感應電爐熔煉鑄鐵,爐村中使用廢鋼比例較大時,SiC作為增碳劑使用,以及增硅劑補加硅的不足。在國內隨著電爐熔煉的推廣,碳化硅的使用量也在逐年增加。不同企業根據生產情況選擇不同的使用工藝。有的加入爐底,有的加入熔煉后的鐵液中,還有的爐底和熔化后分開加入。不論哪種工藝,關鍵在于碳化硅熔點高,必須使其充分擴散與溶解,尤其是熔煉后期在鐵液中加入的碳化硅,要有足夠的時間和溫度使其充分溶解,避免未溶的質點和塊狀石墨的存在。在不少國內美資企業里,對鑄鐵中碳化硅的使用都有非常詳細和極其嚴格的工藝規程。

  目前,國內市場上的碳化硅產品有黑色的、白色的和綠色的,其純度不同,價格也不一樣,不同的企業根據自身的條件和情況可選擇不同的碳化硅產品。

  鑄鐵的組織和性能很大程度上取決于原材料的微觀組織和質量,由于生鐵中石墨遺傳性的影響,使電爐熔煉不得不采用大量廢鋼和增碳劑。而增碳劑的使用非常重要,尤其是對致密性要求高的缸體、缸蓋鑄件,一定要使用經過高溫石墨化的增碳劑。若沒有經過高溫石墨化的增碳劑,其雜質含量多,灰分多,且需較長的時間才能擴散到鐵液中。如果熔煉時間短,電爐內上下鐵液成分不均勻,澆注后容易造成鑄件縮松缺陷。此外,未經高溫處理的增碳劑氮含量較高,遇到含氮的廢鋼,使鐵液中的氮含量增加,達到一定含量時,會在鑄件中形成裂隙狀氣孔缺陷。

  增碳劑的加入方法:前期與爐料同時加入,中期爐料已部分熔化,熔化后期鐵液中加入都可以。不過后期加入量不要超過0.2%,以避免石墨粗大。

  選用增碳劑一定要選用質量好、含氮少的產品。如果鐵中含Ti低,不可能中和掉大量的氮,此時會由于N2清除不凈而產生大量氣孔。好的增碳劑含石墨碳應在95%~98%,S含量在0.5%以下。N含量在500~4000ppm都是質量不好的增碳劑。

  總之,碳化硅和增碳劑這兩種非金屬材料在鑄鐵上使用,有其優勢,也有不利的一面,需認真選擇,合理使用,才能達到預期的效果。


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