昆明石墨增碳剂 青岛腾瑞炭素有限公司
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关键词
昆明石墨增碳剂
详细说明
石墨化增碳剂：要合理运用石油焦增碳剂还需要根据分类来使用，石油焦增碳剂可分为海绵状石油焦增碳剂、针状石油焦增碳剂、粒状石油焦增碳剂、烟烧石油焦增碳剂
影响增碳效果的因素
（1）增碳剂粒度的影响 增碳剂吸收率的高低取决于增碳剂溶解扩散速度和氧化损耗速度的综合作用。在一般情况下，增碳剂颗粒小，溶解速度快，损耗速度大；增碳剂颗粒大，溶解速度慢，损耗速度小。增碳剂粒度大小的选择与炉膛直径和容量有关。一般情况下，炉膛的直径和容量大，增碳剂的粒度要大一些；反之，增碳剂的粒度要小一些。
（2）增碳剂加入量的影响 在一定的温度和化学成分相同的条件下，铁液中碳的饱和浓度一定。在一定饱和度下，增碳剂加入量越多，溶解扩散所需时间就越长，相应损耗量就越大，吸收率就会降低。
（3）温度对增碳剂吸收率的影响 原则上铁液温度越高，越有利于增碳剂的吸收溶解，反之，增碳剂难以溶解，增碳剂吸收率降低。但是铁液温度过高时，增碳剂虽然更容易充分溶解，但是碳的烧损率会增加，终导致碳含量降低，增碳剂总体吸收率降低。一般铁液温度在1460～1550℃时，增碳剂吸收效率好。
（4）铁液搅拌对增碳剂吸收率的影响 搅拌有利于碳的溶解和扩散，避免增碳剂浮在铁液表面而被烧损。在增碳剂未完全溶解前，搅拌时间长，吸收率高。搅拌还可以减少增碳保温时间，使生产周期缩短，避免铁液中合金元素烧损。但搅拌时间过长，不仅对炉子的使用寿命有很大影响，而且在增碳剂溶解后，搅拌会加剧铁液中碳的损耗。因此，适宜的铁液搅拌时间应以保证增碳剂完全溶解为适宜。
（5）铁液化学成分对增碳剂吸收率的影响 当铁液中初始碳含量高时，在一定的溶解极限下，增碳剂的吸收速度慢，吸收量少，烧损相对较多，增碳剂吸收率低。当铁液初始碳含量较低时，情况相反。另外，铁液中硅和硫阻碍碳的吸收，降低增碳剂的吸收率；而锰元素有助于碳的吸收，提高增碳剂吸收率。就影响程度而言，硅大，锰次之，碳、硫影响较小。因此，实际生产过程中，应先增锰，再增碳，后增硅。
⑴促进石墨化的工艺措施是减少铁液收缩的好措施。
电炉熔炼：增碳技术的应用是解决铁液收缩的关键技术。由于铁液凝固过程中的石墨析出产生石墨化膨胀作用，良好的石墨化会减少铁液的收缩倾向，因此，增碳技术是好的工艺。
由于加入增碳剂提高了铁液的石墨化能力，因此，采用全废钢熔炼加增碳剂的工艺，铁液的收缩倾向反而更小。这是非常重要的一个观念转变，传统的观念是认为多加废钢会铁液的收缩倾向，这样我们就容易走入一个误区，不愿意多用废钢，而喜欢多用一些生铁。
多用生铁的缺点是：生铁中有许多粗大的过共晶石墨，这种粗大的石墨具有遗传性，如果低温熔炼，粗大的石墨难以消除，粗大的石墨从液态遗传到了固态，使凝固过程中本来由于石墨析出应该产生的膨胀作用削弱，因此使铁液凝固过程中的收缩倾向，粗大的石墨又必然降低了材料的性能。因此，与用废钢增碳工艺相比，大量用生铁的缺点就是：①强度性能低。同样成分做过对比试验，性能低半个排号。②收缩倾向大。同样条件下，比废钢增碳工艺收缩大。
对于电炉熔炼，增碳技术的核心是使用的增碳剂。采用废钢增碳工艺，增碳剂就成为增碳工艺中重要的环节。增碳剂质量的好坏决定了铁液质量的好坏，增碳工艺能否获得好的石墨化效果，减少铁液收缩，主要取决于增碳剂：① 增碳剂一定要选用经过高温石墨化处理的增碳剂。只有经过高温石墨化处理，碳原子才能从原来的无序排列变成片状排列，片状石墨才能成为石墨形核的好核心，促进石墨化。②好的增碳剂含硫都非常低，w(S)小于0.03%是一个重要的指标。
对于冲天炉熔炼：高温熔炼是关键的技术指标，高温熔炼可以有效消除生铁粗大石墨的遗传性。高温熔炼可以提高渗碳率，减少配料中的生铁加入量。以渗碳方式获得的碳活性好，要比多加生铁带来的碳有更好的石墨化作用，反映在铸件上，就是石墨的形态更好，分布更均匀。石墨的形态好，就会提高材料的性能，包括切削性能，而 石墨化效果好，就能减少铁液的收缩倾向。
3、铁液化学成分对增碳剂增碳效果的影响
3.1硅对增碳剂增碳效果的影响
铁液中的硅对增碳效果有较大的影响。硅含量高的铁液增碳性不好。有人让铁液中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两种增碳剂，观察加入增碳剂后增碳时间的区别，铁液中Si的质量分数高时，增碳速度慢。
3.2硫对增碳剂增碳效果的影响
正如铁液中的硅的质量分数对增碳效果的影响那样，硫的含量对增碳也有一定的影响。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。
4、增碳剂选择及加入方法
4.1应选择含氮量少的增碳剂
铸铁铁液中通常的氮的质量分数在100 ppm以下。如果含氮量超过此浓度(150-200 ppm或者更高)，易使铸件产生龟裂、缩松或疏松缺陷，厚壁铸件更容易产生。这是由于废钢配比增加时，要加大增碳剂的加入量引起的。焦炭系增碳剂，特别是沥青焦含有大量的氮。电极石墨的氮的质量分数在0.1%以下或极微量，而沥青焦氮的质量分数约为0.6%。如果加入质量分数为0.6%氮的增碳剂2%，仅此就增加了120 ppm质量分数的氮。多量的氮不仅容易产生铸造缺陷，而且氮可以促使珠光体致密、铁素体硬化，强烈提高强度。
4.2增碳剂的加入方法
铁液的搅拌可以促进增碳，因此搅拌力弱的中频感应电炉与搅拌力强的工频感应电炉比较，增碳相对困难得多，所以中频感应电炉有增碳跟不上金属炉料的熔解速度的可能性。
即使是搅拌力强的工频感应电炉，增碳操作也不能忽视。这是因为，从感应电炉熔炼的原理图可知，感应电炉内存在开的搅拌铁流，在其边界的炉壁附近还存在着死角。在炉壁停留、附着的石墨团如果不用过度升温和长时间的铁液保温是不能熔入铁液的。铁液过度升温和长时间的保温，会铁液过冷度，有加大铸铁白口化的倾向。此外，对于在炉壁附近产生强感应电流的中频感应电炉来说，如果附着在炉壁的石墨团之间钻进铁液，在进行下一炉熔炼时，钻进的金属被熔化，导致侵蚀和损伤炉壁。因此，在废钢配比高，加入增碳剂多的情况下，加入增碳剂要更加注意。
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影响增碳效果的因素
（1）增碳剂粒度的影响 增碳剂吸收率的高低取决于增碳剂溶解扩散速度和氧化损耗速度的综合作用。在一般情况下，增碳剂颗粒小，溶解速度快，损耗速度大；增碳剂颗粒大，溶解速度慢，损耗速度小。增碳剂粒度大小的选择与炉膛直径和容量有关。一般情况下，炉膛的直径和容量大，增碳剂的粒度要大一些；反之，增碳剂的粒度要小一些。
（2）增碳剂加入量的影响 在一定的温度和化学成分相同的条件下，铁液中碳的饱和浓度一定。在一定饱和度下，增碳剂加入量越多，溶解扩散所需时间就越长，相应损耗量就越大，吸收率就会降低。
（3）温度对增碳剂吸收率的影响 原则上铁液温度越高，越有利于增碳剂的吸收溶解，反之，增碳剂难以溶解，增碳剂吸收率降低。但是铁液温度过高时，增碳剂虽然更容易充分溶解，但是碳的烧损率会增加，终导致碳含量降低，增碳剂总体吸收率降低。一般铁液温度在1460～1550℃时，增碳剂吸收效率好。
（4）铁液搅拌对增碳剂吸收率的影响 搅拌有利于碳的溶解和扩散，避免增碳剂浮在铁液表面而被烧损。在增碳剂未完全溶解前，搅拌时间长，吸收率高。搅拌还可以减少增碳保温时间，使生产周期缩短，避免铁液中合金元素烧损。但搅拌时间过长，不仅对炉子的使用寿命有很大影响，而且在增碳剂溶解后，搅拌会加剧铁液中碳的损耗。因此，适宜的铁液搅拌时间应以保证增碳剂完全溶解为适宜。
（5）铁液化学成分对增碳剂吸收率的影响 当铁液中初始碳含量高时，在一定的溶解极限下，增碳剂的吸收速度慢，吸收量少，烧损相对较多，增碳剂吸收率低。当铁液初始碳含量较低时，情况相反。另外，铁液中硅和硫阻碍碳的吸收，降低增碳剂的吸收率；而锰元素有助于碳的吸收，提高增碳剂吸收率。就影响程度而言，硅大，锰次之，碳、硫影响较小。因此，实际生产过程中，应先增锰，再增碳，后增硅。
⑴促进石墨化的工艺措施是减少铁液收缩的好措施。
电炉熔炼：增碳技术的应用是解决铁液收缩的关键技术。由于铁液凝固过程中的石墨析出产生石墨化膨胀作用，良好的石墨化会减少铁液的收缩倾向，因此，增碳技术是好的工艺。
由于加入增碳剂提高了铁液的石墨化能力，因此，采用全废钢熔炼加增碳剂的工艺，铁液的收缩倾向反而更小。这是非常重要的一个观念转变，传统的观念是认为多加废钢会铁液的收缩倾向，这样我们就容易走入一个误区，不愿意多用废钢，而喜欢多用一些生铁。
多用生铁的缺点是：生铁中有许多粗大的过共晶石墨，这种粗大的石墨具有遗传性，如果低温熔炼，粗大的石墨难以消除，粗大的石墨从液态遗传到了固态，使凝固过程中本来由于石墨析出应该产生的膨胀作用削弱，因此使铁液凝固过程中的收缩倾向，粗大的石墨又必然降低了材料的性能。因此，与用废钢增碳工艺相比，大量用生铁的缺点就是：①强度性能低。同样成分做过对比试验，性能低半个排号。②收缩倾向大。同样条件下，比废钢增碳工艺收缩大。
对于电炉熔炼，增碳技术的核心是使用的增碳剂。采用废钢增碳工艺，增碳剂就成为增碳工艺中重要的环节。增碳剂质量的好坏决定了铁液质量的好坏，增碳工艺能否获得好的石墨化效果，减少铁液收缩，主要取决于增碳剂：① 增碳剂一定要选用经过高温石墨化处理的增碳剂。只有经过高温石墨化处理，碳原子才能从原来的无序排列变成片状排列，片状石墨才能成为石墨形核的好核心，促进石墨化。②好的增碳剂含硫都非常低，w(S)小于0.03%是一个重要的指标。
对于冲天炉熔炼：高温熔炼是关键的技术指标，高温熔炼可以有效消除生铁粗大石墨的遗传性。高温熔炼可以提高渗碳率，减少配料中的生铁加入量。以渗碳方式获得的碳活性好，要比多加生铁带来的碳有更好的石墨化作用，反映在铸件上，就是石墨的形态更好，分布更均匀。石墨的形态好，就会提高材料的性能，包括切削性能，而 石墨化效果好，就能减少铁液的收缩倾向。
3、铁液化学成分对增碳剂增碳效果的影响
3.1硅对增碳剂增碳效果的影响
铁液中的硅对增碳效果有较大的影响。硅含量高的铁液增碳性不好。有人让铁液中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两种增碳剂，观察加入增碳剂后增碳时间的区别，铁液中Si的质量分数高时，增碳速度慢。
3.2硫对增碳剂增碳效果的影响
正如铁液中的硅的质量分数对增碳效果的影响那样，硫的含量对增碳也有一定的影响。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。
4、增碳剂选择及加入方法
4.1应选择含氮量少的增碳剂
铸铁铁液中通常的氮的质量分数在100 ppm以下。如果含氮量超过此浓度(150-200 ppm或者更高)，易使铸件产生龟裂、缩松或疏松缺陷，厚壁铸件更容易产生。这是由于废钢配比增加时，要加大增碳剂的加入量引起的。焦炭系增碳剂，特别是沥青焦含有大量的氮。电极石墨的氮的质量分数在0.1%以下或极微量，而沥青焦氮的质量分数约为0.6%。如果加入质量分数为0.6%氮的增碳剂2%，仅此就增加了120 ppm质量分数的氮。多量的氮不仅容易产生铸造缺陷，而且氮可以促使珠光体致密、铁素体硬化，强烈提高强度。
4.2增碳剂的加入方法
铁液的搅拌可以促进增碳，因此搅拌力弱的中频感应电炉与搅拌力强的工频感应电炉比较，增碳相对困难得多，所以中频感应电炉有增碳跟不上金属炉料的熔解速度的可能性。
即使是搅拌力强的工频感应电炉，增碳操作也不能忽视。这是因为，从感应电炉熔炼的原理图可知，感应电炉内存在开的搅拌铁流，在其边界的炉壁附近还存在着死角。在炉壁停留、附着的石墨团如果不用过度升温和长时间的铁液保温是不能熔入铁液的。铁液过度升温和长时间的保温，会铁液过冷度，有加大铸铁白口化的倾向。此外，对于在炉壁附近产生强感应电流的中频感应电炉来说，如果附着在炉壁的石墨团之间钻进铁液，在进行下一炉熔炼时，钻进的金属被熔化，导致侵蚀和损伤炉壁。因此，在废钢配比高，加入增碳剂多的情况下，加入增碳剂要更加注意。
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