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灰铁熔炼中如何提高增碳剂的吸收率?

发布时间:2021-10-26 15:14:17 编辑:宁夏白云碳素有限公司

  用中频炉熔炼灰铸铁,很多人认为只要控制好铸铁的化学成分和温度,就能熔炼出优质的铸铁,其实并不是那么简单。

  中频炉灰铁冶炼的重中之重是控制回炉的核心功能,其核心技术是铸铁的再烧。再烧率越高,铸铁的冶金性能越好。这里所说的增碳率是指作为增碳剂加入铸铁中的碳,而不是引入到炉料中的碳。

石墨增碳剂

  生产实践表明,在炉载比中,生铁比例高,白口倾向高;增碳剂比例增加,白口倾向降低。这就要求在配料中使用廉价的废钢和再生材料,很少或不用新铁。使用废钢再烧工艺的铸铁中有大量细小分散的异质晶核,减少了褪色。铁产能过剩冷有利于形成以A型石墨为主的石墨结构,同时减少生铁用量也减少了生铁中粗石墨的不良遗传效应,灰口铁的性能也随着废钢数量增加。在实际生产中发现,当废钢用量为30%左右时,同样使用废钢、再生料和新铁作为负荷,当化学成分基本相同时,灰铸铁在中间中频炉比Low冲天炉冶炼好,孕育强化效果不明显,这就是废钢量少,低碳含量上升速度快的原因。这表明再烧对于保证灰口铸铁的铸造质量和改善铸铁的组织和性能的重要性。

  灰口铸铁的性能由基体的结构和石墨的形状、尺寸、数量和分布决定,改变石墨的形状是改变铸铁性能的重要途径。相反,基体的组织更容易控制,这主要取决于铸铁的化学成分和冷却速度。但石墨的形状不易控制,要求铸铁有良好的石墨化程度。奇怪的是,只有新加入的碳参与石墨化,而电荷中原有的碳不参与石墨化。

  如果不使用增碳剂,虽然铸铁的化学成分合格,温度合适,孵化合理,但铸铁的性能不好:看起来温度高,但流动性差不好,收缩收缩倾向大,易吸入,易产生白口,断面敏感性高,铸铁夹杂物多。这是由于铸铁的碳增加率低和石墨化程度低造成的。

  碳主要以细石墨和碳原子的形式存在于生铸铁中。从石墨细化的角度来看,生铸铁中不希望有太多的碳原子,这必然会减少石墨核的数量,碳原子在冷却。在这个过程中更容易形成增碳剂,可以得到细小的石墨。直接用作异质成核核。精炼石墨和增加核心是在铸铁中实现高性能的关键。增加增碳剂的数量可以增加成核的数量,从而为精炼石墨提供坚实的基础。

石墨增碳剂

  因此,目前生产中应重点关注增碳剂的使用和增碳效果:

  增碳剂的吸收率与其C含量直接相关,C含量越高,吸收率越高。

  增碳剂的粒径是影响其在铸铁中溶解的主要因素,实践表明增碳剂的粒径应在14mm,对细粉尘和粗颗粒效果不好。

  硅对增碳效果有很大影响。高硅铁水的积碳差,积碳速度慢。

  硫会阻碍碳的吸收,高硫铁水的增碳速度比低硫铁水慢得多。

  石墨增碳剂可以提高铸铁的成核能力,吸收率比非石墨增碳剂高10%以上,因此应选用低氮石墨增碳剂。

  增碳剂使用方法推荐采用炉装法,即先将一定量的小块增碳剂和废钢加入炉底,然后按批量添加全部增碳剂,然后在上面压一层小块。废钢和生铁随着炉料的加入而熔化。

  该方法简单易行,生产效率高,吸收率可达90%。如果补料量较大,可分两批加入,先将60%-70%加入炉底废钢垫,剩余部分加入,同时继续加入废钢。铸铁温度为14001430时也可加增碳剂。目标是提高铸铁的C含量,达到等级要求的上限。

  加增碳剂时间不宜太晚冶炼后期加增碳剂有两个缺点:一是增碳剂容易燃烧,吸碳率很低。其次,后加的增碳剂需要额外的熔化和吸收时间,延迟了化学成分的设定和加热时间,降低了生产效率,增加了能耗,并且会因加热而造成损坏。

  铸铁搅动能促进积碳,尤其是石墨质附着在炉壁上。如果铸铁不需要过热,并且保持一定的时间,它就不容易溶解。铸铁中频炉的强电磁搅拌有利于增碳。

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