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合理地使用增碳劑

半個(gè)世紀(jì)以來，鑄鐵件的生產(chǎn)技術(shù)有了長足的進(jìn)步，如在球鐵生產(chǎn)中，ADI技術(shù)的成熟和高硅固溶強(qiáng)化鐵素體球鐵的推廣，，給球鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力，而在灰鑄鐵的生產(chǎn)技術(shù)方面，我認(rèn)為采用合成鑄鐵技術(shù)，應(yīng)當(dāng)是一個(gè)很大的技術(shù)進(jìn)步，它與我們生產(chǎn)高強(qiáng)度高碳當(dāng)量的鑄鐵件找到一條正確的途徑，縮短了與國外先進(jìn)國家的技術(shù)差距。但是要避免大批量往鐵水里投料，以防止氧化過多而出現(xiàn)增碳效果不明顯和鑄件碳含量不夠的情況。

合成鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)就是改變了過去長期以來一直用生鐵作為主要爐料成分的配料方法，而是不用生鐵，或只用少量的生鐵，主要采用廢鋼做主要爐料，配以增碳劑增碳來達(dá)到z定的化學(xué)成分和新的配料方法。新的配料方法與老方法相比，主要有一下三個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：

1. 避免了新生鐵遺傳性

2. 增碳劑增加了外來的石墨核心

3. 是廢鋼中的氮及從增碳劑中帶進(jìn)來的更多氮促進(jìn)了珠光體和改變了石墨形態(tài)，但眾多的介紹合成鑄鐵經(jīng)驗(yàn)文獻(xiàn)中，基本上都推薦要采用低氮低硫的幼稚石墨型增碳劑，其原因就是石墨型增碳劑能直溶增碳達(dá)度塊，回收率高，因而在采用增碳劑時(shí)，只注意了石墨形態(tài)，含碳量，灰分和粒度，而不去關(guān)注增碳劑含氮量高低，常常把其中的氮作為影響鑄件的氣孔缺陷的原因而拒絕利用氮能增加鑄件強(qiáng)度的有利條件，從而對利用增碳劑中的氮的有利作用。海綿狀石油焦是用延遲焦化法制得的，由于其中硫和金屬含量較高，通常用作煅燒時(shí)的燃料，也可作為煅燒石油焦的的原料。做了理論上的肯定，而實(shí)際上的否定，但在實(shí)際運(yùn)用中增碳劑的生產(chǎn)廠家一改不進(jìn)行氮含量的分析，在采用的技術(shù)條件上也沒有對氮含量的分析，因而在增碳劑的含氮量及生產(chǎn)出的灰鑄鐵件中的氮處于一個(gè)失控的狀態(tài)，因此盡管許多鑄造廠也采取了高比例的廢鋼配比，也加入了2%左右的增碳劑，但所得結(jié)果，有的廠鑄鐵件中含氮量超高，產(chǎn)生氮?dú)饪锥硅T件報(bào)廢，而大多數(shù)工廠生產(chǎn)出來的鑄件性能仍然不高，本體強(qiáng)度難以穩(wěn)定地滿足HT250的要求，仍要采用低碳當(dāng)量來提高強(qiáng)度。

在近三年來，一直在宣傳要利用增碳劑中的氮有利作用，并且?guī)椭撕芏鄰S，在時(shí)間中利用增碳劑中氮和硫，穩(wěn)定地成批生產(chǎn)了HT250，HT300的鑄鐵件，合理地選用增碳劑。石油焦增碳劑的分類有哪些石油焦增碳劑是精煉y油得到的副產(chǎn)品，y油經(jīng)常壓蒸餾或減壓蒸餾得到的渣油及石油瀝青，都可以作為制造石油焦的原料，再經(jīng)焦化后就得到生石油焦。掌控好其中的氮和硫就能穩(wěn)定地生產(chǎn)出高強(qiáng)度高碳當(dāng)量的鑄鐵件，根據(jù)資料和我們的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，氮在鑄鐵中明顯的作用就是穩(wěn)定珠光體，而保證95%以上的珠光體是生產(chǎn)高強(qiáng)度的基本要求，氮在50-120ppm時(shí)能有效地抑制鐵素體的生成，而當(dāng)含量過高時(shí)有產(chǎn)生氮?dú)饪椎奈ｋU(xiǎn)，我們控制厚大件的氮含量不超過80ppm，中小件不超過120ppm作為控制界限。而在不產(chǎn)生氮?dú)饪椎那疤嵯拢M量爭取采用較高的氮含量已達(dá)到d化地提高鑄鐵件強(qiáng)度，或者減少銅、錫、鉻、等合金的加入量。在鑄鐵件中，當(dāng)?shù)窟_(dá)到80ppm以上時(shí)，對于一般的中小鑄件就能使其中的片狀石墨變短，變粗，從直線的A型石墨變彎曲，且石墨鈍化，對于合成鑄鐵來講，一般都能得到較多的A型石墨，而沒有發(fā)現(xiàn)B型石墨，因此鑄件的加工性能得以改善，氮對灰鑄鐵件的機(jī)械性能提高有顯著影響，在合適的范圍內(nèi)提高氮含量就可提高抗拉強(qiáng)度，幾乎成線性關(guān)系，我們的 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是鑄鐵件中的氮含量每增加10ppm，其抗拉強(qiáng)度就可增加10-15Mpa，同時(shí)硬度也有所增加，但沒抗拉強(qiáng)度那么明顯。

因此，合適的灰鑄鐵件采用增碳劑，應(yīng)當(dāng)將含氮量控制在一個(gè)既能提高鑄鐵強(qiáng)度，而又不產(chǎn)生氮?dú)饪椎姆秶覀冊诳刂粕蠈⑵淇刂圃谝粋€(gè)保險(xiǎn)的上限下，如果鑄鐵強(qiáng)度還不理想，還沒有達(dá)到應(yīng)有的高度時(shí)，我們可采用這種含氮的增強(qiáng)孕育劑來增加氮含量，達(dá)到提高鑄鐵強(qiáng)度的目的，而在硫的含量下，完全可以允許較高的含硫量，以保證良好的鑄鐵孕育效果。增碳劑在鑄造時(shí)使用，可大幅度增加廢鋼用量，減少生鐵用量或不用生鐵。

增碳劑在熔煉工藝中發(fā)揮哪些方面的作用

　我們在進(jìn)行鋼鐵熔煉的過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象:同樣的產(chǎn)品、同樣的化學(xué)成分及熔煉工藝，如果配料的配比有差異的話，那么熔煉出的產(chǎn)品質(zhì)量之間就會(huì)存在很大的差異。根據(jù)含碳量的要求按配料比，將增碳劑與金屬爐料隨各批料一同加入電爐中下部位。在獲得滲透效果的時(shí)候，一般情況下電爐主要采用的方式就是增碳技術(shù)，沖天爐與電爐不同，主要是采用高溫熔煉的方式。增碳劑對于高溫熔煉的主要影響大致包含以下幾點(diǎn)。

　?。?）在較高的碳量條件下，為了獲取更果的灰鑄鐵鑄件，那么在整個(gè)熔煉的過程中我們就會(huì)采用全廢鋼加上增碳劑成分進(jìn)行熔煉。這種情況下，鐵液也會(huì)更加的純凈，并且鑄造出的材料的性能也會(huì)變得越來越高。

　?。?）增碳劑對鑄造的第二點(diǎn)影響就是可以有效的防止或是減輕收縮傾向的措施，因?yàn)殍F液在整個(gè)凝固的過程中具有很好的石墨化膨脹作用，所以，良好的石墨化會(huì)有效的減少鐵液的收縮狀況。

　　（3）增碳劑在鐵冶煉造中可以有效減少鐵液的氧化作用，因?yàn)樵谡麄€(gè)熔煉的過程中，特別是在電爐熔煉中，我們可以增添一些石墨晶核，熔煉中加入碳化硅能夠增加鐵液的長效石墨晶核，減少鐵液的氧化。

　　總之，增碳劑在整個(gè)熔煉過程中起著非常重要的作用，就算是增碳劑的添加量不同都會(huì)生產(chǎn)出不同質(zhì)量的增碳劑，所以我們在生產(chǎn)的時(shí)候要做好把握。

鑄造增碳劑需注意的問題

    在鑄造增碳劑的過程中，需要注意的問題其實(shí)有很多，如果稍稍不注意可能就會(huì)降低鑄造件的產(chǎn)品的質(zhì)量，造成產(chǎn)品的氣孔，縮孔，氣縮等缺陷問題。

    鑄造增碳劑的選擇很重要，在合適的爐子里使用相適宜的增碳劑，能夠達(dá)到很好的效果。增碳劑的原料有很多種，生產(chǎn)工藝也各異，有木質(zhì)碳類，煤質(zhì)碳類，焦炭類，石墨類等，其中各種分類下又有很多小種類。 選擇什么級別的增碳劑，里邊的含氮量也不一樣，應(yīng)該選擇低氮的增碳劑，里邊的有害物質(zhì)會(huì)也會(huì)減少，在鐵水中鈦的含量很低，不會(huì)消耗很多氮，這那就很容易因?yàn)榈吭龆喽霈F(xiàn)大量氣孔，氣縮等缺陷；要找石墨化比較好的增碳劑，不然就會(huì)導(dǎo)致吸收率低，慢，有，還會(huì)有有害元素影響鐵水的質(zhì)量；就是增碳劑的加入時(shí)間，一般是可以在鑄造前期，中期，后期都可以添加，還可以跟廢鋼同時(shí)加入，在后期加入還可以起到預(yù)處理的作用，能增加石墨核心，低硫低氮增碳劑這時(shí)候就不要加太多。

石油焦增碳劑粒度的影響

　　使用增碳劑的增碳過程包括溶解擴(kuò)散過程和氧化損耗過程。增碳劑的粒度大小不同，溶解擴(kuò)散速度和氧化損耗速度也就不同。而增碳劑吸收率的高低就取決于增碳劑溶解擴(kuò)散速度和氧化損耗速度的綜合作用：在一般情況下，增碳劑顆粒小，溶解速度快，損耗速度大；

　增碳劑加入量的影響

　　在一定的溫度和化學(xué)成分相同的條件下，鐵液中碳的飽和濃度一定。增碳劑適于在感應(yīng)爐中熔煉使用，但依據(jù)工藝要求具體使用也不盡相同。鑄鐵中碳的溶解極限為([C%]=1.3 0.0257T－0.31[Si%]－0.33[P%]－0.45[S%] 0.028[Mn%]（T為鐵液溫度）。在一定飽和度下，增碳劑加入量越多，溶解擴(kuò)散所需時(shí)間就越長，相應(yīng)損耗量就越大，吸收率就會(huì)降低。