增碳剂在铸造中的使用

灰铁废钢的加入量要根据各生产厂对废钢纯净度和对成本的酷毙而定。受生铁成本价居高不下的影响。现在许多企业基本不使用生铁，铸造中全部采用废钢加一部分的回炉料。而大部分的企业是将废钢的加入量控制在40%左右。

由废钢原料进灰铁的铸造生产，增碳是工艺中重中之重。所以，增碳剂生产厂家，选择与废钢类型相匹配增碳剂就显得尤为重要。现在市场中的增碳剂质量参次不齐。好的增碳剂能起到稳定增碳、促进吸收的效果。但是增碳的比例，则要根据废钢成份而定。

选用铸造增碳剂时需注意哪些问题

　　选用铸造增碳剂时要根据自己的需要和增碳剂的特性来选择，增碳剂按照用途分为球铁增碳剂、灰铁增碳剂、炼钢增碳剂、特种增碳剂四种。

　　每种铸造增碳剂都有自己的特性：

　　1、球铁增碳剂：C>98.5 S<0.05 主要为石墨化石油焦和石墨化电极。吸收率高，吸收时间快。

　　2、灰铁增碳剂：C>90 S<0.5 主要为非石墨化石油焦和煅煤。吸收率在85％左右。

　　3、炼钢增碳剂：C 75-98 主要为煅煤，石墨球和天然石墨碎。

　　4、特种增碳剂：用于刹车片和包芯线。一般为0-0.5/0.5-1 mm 石油焦。

　　首先，应尽量选用高温石墨化处理的增碳剂（处理温度越高，石墨化效果越好），如石墨电极或石墨化油焦。因为好的增碳剂，吸收率较高，溶解速度快，有利于减少能耗，而且可以有效增加铁液形核，提高冶金质量；

　　其次，选用硫、氮等含杂质元素较低的增碳剂。硫量高的增碳剂氮含量也高 ，灰铁铁液含氮量高于平衡浓度时容易产生裂隙状氮气孔，球铁铁液则易在厚

　　第三，壁部分产生缩松缺陷 ，并且杂质含量高时增加铸件夹渣倾向；

　　根据不同的炉膛尺寸，选择合适的增碳剂粒度 ，可以有效提高铁液对增碳剂的吸收速度和吸收率。

选用增碳剂时，一般都应该注意以下几点。

1、固定碳和灰分的含量

固定碳和灰分是增碳剂中此消彼长的两个对立参数，也是影响增碳效率的两个重要的参数。增碳剂中的固定碳含量高、灰分低，则增碳，反之则增碳效率低。由于生产条件下影响的因素很多，很难严格评定两参数各自对增碳效率的影响。

灰分高，对增碳有抑制作用，而且还会使炉渣量增多，从而延长作业时间，增加电耗，增加冶炼过程中的劳动量。采用熔沟式感应电炉，如增碳剂加入炉内，尤应选用低灰分的品种，以免熔沟中聚集氧化物而影响电效率。

从增碳效率考虑，当然希望增碳剂的固定碳含量高一些、灰分低一些，但同时也要考虑生产成本的因素和对铁液质量的影响。

增碳剂的加入方式对增碳效率也有很大的影响。

a、增碳剂在装料时加入炉内

装料时将增碳剂与炉料混匀，置于感应电炉的底层和中部，增碳效率较高。关于不同增碳剂的增碳效率，美国有人在保持其他条件不变的情况下进行过对比试验，此处简述其要点如下：

在无心感应电炉中熔炼灰铸铁，徐州增碳剂，铸铁的目标碳当量为4.03%（C 3.4%、Si 1.9%、Mn 0.55%）。

炉料的配比是：铸造生铁16％；回炉料30％；废钢52％；增碳剂2％。

b、出铁时加增碳剂

出铁时在包内加增碳剂，增碳效率比加入炉内者低得多。美国有人在包内加入不同增碳剂进行过对比试验，其要点如下：

熔炼的铸铁是低碳当量铸铁，目标成分是：C 2.55%；Si 1.7%；Mn 0.4%。

出铁时，铁液温度为1510～1530℃。

2、硫含量

熔炼球墨铸铁时，应采用硫含量低的增碳剂，虽然低硫增碳剂的价格高，但却是必需的。

熔炼灰铸铁时，宜采用硫含量较高的增碳剂。这样，不仅可以降低生产成本，而且还可增强铁液对孕育处理的回应能力，得到冶金质量高的铸件。在这种条件下，增碳剂多少钱，片面地追求增碳剂“质量高”而选用低硫的品牌，不仅增加生产成本，而且还对产品质量有负m影响。

3、氮含量

灰铸铁中含有少量的氮，有促成珠光体的作用，有助于改善铸铁的力学性能。如果氮含量在0.01%以上，则铸件就易于产生“氮致气孔”。

通常，废钢中的氮含量高于铸造生铁。用感应电炉熔炼铸铁时，由于炉料中所用的铸造生铁锭少、废钢多，制得的铸铁中氮含量会相应较高。炉料中废钢用量为15%时，铸铁中的氮含量约为0.003~0.005%；废钢用量为50%时，氮含量可达0.008~0.012%；炉料全部为废钢时，氮含量可能高达0.014%以上。

此外，由于炉料中使用大量废钢，必须用增碳剂，增碳剂厂家，而大多数增碳剂中氮含量都比较高，这又是导致铸铁中氮含量的另一因素。

近十多年来，随着感应电炉的应用不断增多，增碳剂中的氮含量日益受到重视。为避免铸件产生气孔缺陷，感应电炉熔炼铸铁时所用的增碳剂，一定要选购含氮量低的品种，如有可能，应核查增碳剂的氮含量。当前的困难在于：分析增碳剂中的氮含量，尚缺乏简便而准确的方法。

工艺因素对增碳效率的影响

除增碳剂中的固定碳含量和灰分对其在铸铁中的增碳效率有重要的影响外，增碳剂的粒度、加入的方式、铁液的温度以及炉内的搅拌作用等工艺因素都对增碳效率有明显的影响。在生产条件下，往往是多种因素同时起作用，难以对每一因素的影响作准确的说明，需要通过试验来优化工艺。

1、加入方式

增碳剂在装料时随金属炉料一同加入炉内，由于作用的时间长，增碳效率比出铁时加入铁液时高得多，由表4和表5中的数据，对这一点可以有概略的了解。

2、铁液的温度

出铁时将增碳剂加入包内，然后冲入铁液，增碳效率与铁液的温度有关。在正常的生产条件下，铁液温度较高，则碳较易溶于铁液，增碳效率因而较高。

3、增碳剂的粒度

一般说来，增碳剂的颗粒小，则其与铁液接触的界面面积大，增碳的效率就会较高，但太细的颗粒易于被大气中的氧所氧化，也易于被对流的空气或抽尘所致的气流带走，因此，增碳剂颗粒尺寸的下限值以1.5mm为宜，而且其中不应含有0.15mm以下的细粉。

颗粒尺寸的d值，应该以能在作业时间内溶入铁液为度。如果增碳剂在装料时随金属炉料一同加入，碳与金属的作用时间长，增碳剂的颗粒尺寸可以较大，上限值一般可为12mm。如果在出铁时加入铁液中，则颗粒尺寸宜小一些，上限值一般为6.5mm。

4、搅拌作用

搅拌有利于改善增碳剂和铁液的接触状况，提高其增碳效率。在增碳剂与炉料一同加入炉内的情况下，有感应电流的搅拌作用，增碳的效果较好。向包内加增碳剂时，增碳剂可先置于包底，出铁时使铁液直冲增碳剂，或连续地将增碳剂投向液流，不可在出铁后投放在包内的液面上。

5、避免增碳剂卷入炉渣

增碳剂如被卷入炉渣中，就不能与铁液接触，当然会严重影响增碳效果。因此，如采用在出铁时增碳的工艺，应特别注意避免渣、铁混出。

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