煉鋼增碳劑有什么用途

煉鋼增碳劑用于鑄造，鑄鐵、鑄鋼，鑄件會(huì)有對(duì)碳的一個(gè)要求，那么增碳劑顧名思義就是來(lái)增加鐵液中的碳含量，又比如說(shuō)，在熔煉中常用爐料為生鐵、廢鋼、回爐料，生鐵的碳含量高，但是卻采購(gòu)價(jià)格相對(duì)廢鋼來(lái)說(shuō)是要高出一節(jié)的，所以增加廢鋼投放量，降低生鐵投放量，加增碳劑，能起到一定的降低鑄件成本的作用。

在冶煉過(guò)程中，由于配料或裝料不當(dāng)以及脫碳過(guò)量等原因，有時(shí)造成鋼中碳含量沒(méi)有達(dá)到頂期的要求，這時(shí)要向鋼液中增碳。常用的增碳劑有增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。轉(zhuǎn)爐冶煉中、高碳鋼種時(shí)，使用含雜質(zhì)很少的石油焦作為增碳劑。對(duì)頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用增碳劑的要求是固定碳要高，灰分、揮發(fā)分和硫、磷、氮等雜質(zhì)含量要低，且干燥、干凈、粒度適中。

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。

(1) 在中頻電爐熔煉中使用增碳劑，可按配比或碳當(dāng)量要求隨料加入電爐中下部位，回收率可達(dá)95%以上；

(2) 如果碳量不足調(diào)整碳分時(shí)，先打凈爐中熔渣，再加增碳劑，通過(guò)鐵液升溫，電磁攪拌或人工攪拌使碳溶解吸收，回收率可在90%左右，如果采用低溫增碳工藝，即爐料只熔化一部分，熔化的鐵液溫度較低的情況下，全部增碳劑一次性加入鐵液中，同時(shí)用固體爐料將其壓入鐵液中不讓其露出鐵液表面。這種方法鐵液增碳可達(dá)1.0%以上。

選用增碳劑時(shí)，一般都應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。

1、固定碳和灰分的含量

固定碳和灰分是增碳劑中此消彼長(zhǎng)的兩個(gè)對(duì)立參數(shù)，微氮增碳劑，也是影響增碳效率的兩個(gè)重要的參數(shù)。增碳劑中的固定碳含量高、灰分低，則增碳，反之則增碳效率低。由于生產(chǎn)條件下影響的因素很多，很難嚴(yán)格評(píng)定兩參數(shù)各自對(duì)增碳效率的影響。

灰分高，對(duì)增碳有抑制作用，微氮增碳劑報(bào)價(jià)，而且還會(huì)使?fàn)t渣量增多，從而延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間，增加電耗，增加冶煉過(guò)程中的勞動(dòng)量。采用熔溝式感應(yīng)電爐，如增碳劑加入爐內(nèi)，尤應(yīng)選用低灰分的品種，以免熔溝中聚集氧化物而影響電效率。

從增碳效率考慮，當(dāng)然希望增碳劑的固定碳含量高一些、灰分低一些，但同時(shí)也要考慮生產(chǎn)成本的因素和對(duì)鐵液質(zhì)量的影響。

增碳劑的加入方式對(duì)增碳效率也有很大的影響。

a、增碳劑在裝料時(shí)加入爐內(nèi)

裝料時(shí)將增碳劑與爐料混勻，置于感應(yīng)電爐的底層和中部，增碳效率較高。關(guān)于不同增碳劑的增碳效率，美國(guó)有人在保持其他條件不變的情況下進(jìn)行過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，此處簡(jiǎn)述其要點(diǎn)如下：

在無(wú)心感應(yīng)電爐中熔煉灰鑄鐵，鑄鐵的目標(biāo)碳當(dāng)量為4.03%（C 3.4%、Si 1.9%、Mn 0.55%）。

爐料的配比是：鑄造生鐵16％；回爐料30％；廢鋼52％；增碳劑2％。

b、出鐵時(shí)加增碳劑

出鐵時(shí)在包內(nèi)加增碳劑，微氮增碳劑廠，增碳效率比加入爐內(nèi)者低得多。美國(guó)有人在包內(nèi)加入不同增碳劑進(jìn)行過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，其要點(diǎn)如下：

熔煉的鑄鐵是低碳當(dāng)量鑄鐵，目標(biāo)成分是：C 2.55%；Si 1.7%；Mn 0.4%。

出鐵時(shí)，鐵液溫度為1510～1530℃。

2、硫含量

熔煉球墨鑄鐵時(shí)，應(yīng)采用硫含量低的增碳劑，雖然低硫增碳劑的價(jià)格高，但卻是必需的。

熔煉灰鑄鐵時(shí)，宜采用硫含量較高的增碳劑。這樣，不僅可以降低生產(chǎn)成本，而且還可增強(qiáng)鐵液對(duì)孕育處理的回應(yīng)能力，得到冶金質(zhì)量高的鑄件。在這種條件下，片面地追求增碳劑“質(zhì)量高”而選用低硫的品牌，不僅增加生產(chǎn)成本，而且還對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有負(fù)m影響。

3、氮含量

灰鑄鐵中含有少量的氮，有促成珠光體的作用，有助于改善鑄鐵的力學(xué)性能。如果氮含量在0.01%以上，則鑄件就易于產(chǎn)生“氮致氣孔”。

通常，廢鋼中的氮含量高于鑄造生鐵。用感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時(shí)，由于爐料中所用的鑄造生鐵錠少、廢鋼多，制得的鑄鐵中氮含量會(huì)相應(yīng)較高。爐料中廢鋼用量為15%時(shí)，鑄鐵中的氮含量約為0.003~0.005%；廢鋼用量為50%時(shí)，氮含量可達(dá)0.008~0.012%；爐料全部為廢鋼時(shí)，氮含量可能高達(dá)0.014%以上。

此外，由于爐料中使用大量廢鋼，必須用增碳劑，而大多數(shù)增碳劑中氮含量都比較高，這又是導(dǎo)致鑄鐵中氮含量的另一因素。

近十多年來(lái)，隨著感應(yīng)電爐的應(yīng)用不斷增多，增碳劑中的氮含量日益受到重視。為避免鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷，感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時(shí)所用的增碳劑，一定要選購(gòu)含氮量低的品種，如有可能，應(yīng)核查增碳劑的氮含量。當(dāng)前的困難在于：分析增碳劑中的氮含量，尚缺乏簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確的方法。

工藝因素對(duì)增碳效率的影響

除增碳劑中的固定碳含量和灰分對(duì)其在鑄鐵中的增碳效率有重要的影響外，增碳劑的粒度、加入的方式、鐵液的溫度以及爐內(nèi)的攪拌作用等工藝因素都對(duì)增碳效率有明顯的影響。在生產(chǎn)條件下，往往是多種因素同時(shí)起作用，難以對(duì)每一因素的影響作準(zhǔn)確的說(shuō)明，需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化工藝。

1、加入方式

增碳劑在裝料時(shí)隨金屬爐料一同加入爐內(nèi)，由于作用的時(shí)間長(zhǎng)，增碳效率比出鐵時(shí)加入鐵液時(shí)高得多，由表4和表5中的數(shù)據(jù)，對(duì)這一點(diǎn)可以有概略的了解。

2、鐵液的溫度

出鐵時(shí)將增碳劑加入包內(nèi)，然后沖入鐵液，增碳效率與鐵液的溫度有關(guān)。在正常的生產(chǎn)條件下，鐵液溫度較高，則碳較易溶于鐵液，增碳效率因而較高。

3、增碳劑的粒度

一般說(shuō)來(lái)，增碳劑的顆粒小，則其與鐵液接觸的界面面積大，增碳的效率就會(huì)較高，但太細(xì)的顆粒易于被大氣中的氧所氧化，也易于被對(duì)流的空氣或抽塵所致的氣流帶走，因此，增碳劑顆粒尺寸的下限值以1.5mm為宜，而且其中不應(yīng)含有0.15mm以下的細(xì)粉。

顆粒尺寸的d值，應(yīng)該以能在作業(yè)時(shí)間內(nèi)溶入鐵液為度。如果增碳劑在裝料時(shí)隨金屬爐料一同加入，微氮增碳劑價(jià)錢(qián)，碳與金屬的作用時(shí)間長(zhǎng)，增碳劑的顆粒尺寸可以較大，上限值一般可為12mm。如果在出鐵時(shí)加入鐵液中，則顆粒尺寸宜小一些，上限值一般為6.5mm。

4、攪拌作用

攪拌有利于改善增碳劑和鐵液的接觸狀況，提高其增碳效率。在增碳劑與爐料一同加入爐內(nèi)的情況下，有感應(yīng)電流的攪拌作用，增碳的效果較好。向包內(nèi)加增碳劑時(shí)，增碳劑可先置于包底，出鐵時(shí)使鐵液直沖增碳劑，或連續(xù)地將增碳劑投向液流，不可在出鐵后投放在包內(nèi)的液面上。

5、避免增碳劑卷入爐渣

增碳劑如被卷入爐渣中，就不能與鐵液接觸，當(dāng)然會(huì)嚴(yán)重影響增碳效果。因此，如采用在出鐵時(shí)增碳的工藝，應(yīng)特別注意避免渣、鐵混出。

石油焦增碳劑的特性

      石油焦增碳劑成分一般為C:96-99%；S0.3-0.7%。主要用于煉鋼，灰鑄鐵，剎車(chē)片，包芯線等等。

廢鋼熔畢，扦入電極棒，適當(dāng)提高爐內(nèi)溫度，提高增炭效率。但是，爐溫過(guò)高，增加電耗，對(duì)爐襯也不利。

預(yù)估含炭量夠高后，扒出焦炭塊和電極棒，取樣分析含炭量。

根據(jù)分析結(jié)果，計(jì)算生鐵加入量和回爐球墨鑄鐵使用量。

根據(jù)含硅量估算，決定是否可用回爐料補(bǔ)足鐵液總量。

回爐料熔畢，取樣分析Si、Mn等合金元素的含量。

適當(dāng)提高鐵液溫度，按照分析結(jié)果補(bǔ)足合金元素，達(dá)到出爐溫后出爐前加入硅鐵。

硅鐵熔至熔融狀態(tài)，立即出爐。

球化、孕育、澆注照常規(guī)進(jìn)行。

 

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