感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵用增碳劑選擇與應(yīng)用

1、感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵用增碳劑 選擇與應(yīng)用沖天爐熔煉鑄鐵時(shí)，熔融的鑄鐵以液滴通過灼 熱的底焦，增碳效果很好，通?？梢酝ㄟ^調(diào)整底焦高度、爐 料配比和鐵液溫度來控制增碳量，有必要使用增碳劑的情況 很少。 感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時(shí)，爐內(nèi)沒有碳源，爐料中生 鐵錠的用量少，廢鋼的用量多，增碳劑一般是必不可少的。 增碳劑的品種及其特征，不僅影響增碳效率，對(duì)鑄件的冶金 質(zhì)量也有重要的影響。1增碳劑可以用作鑄鐵增碳劑的材料很多，常用的有人造石墨、煅燒石油焦、天然石墨、焦炭和無煙煤，以 及用這類材料組配成的混合料。（ 1）人造石墨 上述各種增碳劑中，品質(zhì)最好的是人造石墨（也有人稱之為晶態(tài) 石墨）。爐料中配加人造石墨，其作用

2、不僅在于增碳，而且 還有預(yù)處理鐵液的效果。 制造人造石墨的主要原料是粉 狀的優(yōu)質(zhì)煅燒石油焦，在其中加瀝青作為粘結(jié)劑，再加入少 量其他輔料。各種原材料配合好后，將其壓制成形，然后在 25003000 C下的非氧化性氣氛中處理，使之石墨化。經(jīng)高 溫處理后，灰分、硫、氣體含量都大幅度減少。由于人造石墨制品的價(jià)格高，鑄造廠常用的人造石墨增碳劑大都是 制造石墨電極或其他成形部件時(shí)的切屑、廢舊電極和石墨塊 等循環(huán)利用的材料，以降低生產(chǎn)成本。熔煉冶金質(zhì)量較高的球墨鑄鐵時(shí)，增碳劑宜首選人造石墨，為此最好向附近用電 弧爐煉鋼的企業(yè)或電解鋁生產(chǎn)企業(yè)購買廢電極，自行破碎到 要求的粒度。（ 2）石油焦 這是目前廣泛應(yīng)

3、用的增碳劑。 石油焦是精煉原油得到的副產(chǎn)品。原油經(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。原油加工過程中，產(chǎn) 出的生石油焦一般不到原油的 5。美國生石油焦的年產(chǎn)量 約 3000 萬 t 。生石油焦中的雜質(zhì)含量高，不能直接用作增碳 劑，必須先經(jīng)過煅燒處理。生石油焦有海綿狀、針狀、粒狀 和流態(tài)等品種。 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 作為煅燒石油焦的原料。經(jīng)煅燒的海綿焦，主要用于制鋁業(yè) 和用作增碳劑。 針狀石油焦是用芳香烴含量高、雜質(zhì)含 量低的原料，由延遲焦化法制得的。這種焦炭具有易

4、于破裂 的針狀結(jié)構(gòu)，有時(shí)稱之為石墨焦，煅燒后主要用于制造石墨 電極。 粒狀石油焦呈硬質(zhì)顆粒狀，是用硫和瀝青烯含量 高的原料，用延遲焦化法制得的，主要用作燃料。 流態(tài) 石油焦是在流態(tài)床內(nèi)用連續(xù)焦化法制得的，呈細(xì)小顆粒狀， 結(jié)構(gòu)無方向性，硫含量高，揮發(fā)分低。 石油焦的煅燒是 為了脫除硫、水分和揮發(fā)分。將生石油焦在12001350 C煅 燒，可以使其成為基本上純凈的碳。煅燒石油焦的最大 用戶是制鋁業(yè)， 70用來制造使鋁礬土還原的陽極。美國生產(chǎn)的煅燒石油焦用于鑄鐵增碳劑的約占6。各種石油焦制品的成分列于表 1，供參考。（ 3）天然石墨 可分為鱗片石墨和微晶石墨兩類。 微晶石墨的灰分含量高， 一般不用作

5、鑄鐵的增碳劑。鱗片石墨有很多品種：高碳鱗片石墨需用化學(xué)方法萃取，或加熱到高溫使其中的氧化物 分解、揮發(fā)，這種鱗片石墨產(chǎn)量不多，價(jià)格高，一般也不用 作增碳劑； 低碳鱗片石墨中的灰分含量高， 不宜用作增碳劑； 用作增碳劑的主要是中碳鱗片石墨，但實(shí)際用量也不多。 天然石墨的成分見表 2。 （ 4）焦炭和無煙煤 電弧爐煉 鋼過程中，可以在裝料時(shí)配加焦炭或無煙煤作為增碳劑。由 于其灰分和揮發(fā)分含量較高，感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時(shí)很少用作 增碳劑。 關(guān)于鑄造行業(yè)常用的幾種增碳劑的成分和堆密 度，表 3 中列出了一些典型的測(cè)定數(shù)據(jù)， 可供參照。2增碳劑的應(yīng)用選用增碳劑時(shí)，一般都應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。（ 1）固定碳和灰分

6、的含量 固定碳和灰分是增碳劑中此消彼長 的兩個(gè)對(duì)立參數(shù)，也是影響增碳效率的兩個(gè)最重要的參數(shù)。 增碳劑中的固定碳含量高、灰分低，則增碳效率高，反之則 增碳效率低。由于生產(chǎn)條件下影響的因素很多，因此很難嚴(yán) 格評(píng)定兩參數(shù)各自對(duì)增碳效率的影響?；曳指?，對(duì)增碳有抑 制作用，而且還會(huì)使?fàn)t渣量增多，從而延長作業(yè)時(shí)間，增加 電耗，增加冶煉過程中的勞動(dòng)量。 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，以及對(duì)鐵液質(zhì)量的影響。（ 2）加入方式的影響 增碳劑的加入方式對(duì)增碳效率也有很大 的影響。 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。無芯感應(yīng)電爐熔煉灰鑄鐵時(shí)， 鑄鐵的目標(biāo)成分、各種爐料的配比和其他多種工藝因素，都 會(huì)影響增碳劑的增碳效率。不同增碳劑的增碳效率可參見表 4。出鐵時(shí)在澆包內(nèi)加增碳劑，然后沖入鐵液，增碳效率比在爐內(nèi)加入者低得多。美國有人在澆包內(nèi)加入不同增碳 劑進(jìn)行過對(duì)比試驗(yàn)，其要點(diǎn)